张聪，包书景，段文哲

（1.中国地质调查局油气资源调查中心，北京 100029；2.中化石油勘探开发有限公司，北京 100031）

遥感技术在复杂山区页岩气早期勘探中的应用

张聪1，包书景1，段文哲2

（1.中国地质调查局油气资源调查中心，北京 100029；2.中化石油勘探开发有限公司，北京 100031）

我国目前公开招标的页岩气区块多数位于四川盆地东南缘高陡构造带，地形复杂，断裂发育，造成区块内页岩气的勘探和开发均存在一定难度.与盆地内覆盖区的页岩气早期勘探不同，复杂山地内的页岩气早期勘探需考虑地表地貌因素，加强早期研究，降低勘探风险和成本.利用湖南保靖地区的页岩气招标区块的遥感数据，与DEM数据相结合，考虑坡度、高程2个因素，优选研究区页岩气勘探的地貌有利区，为下一步页岩气的勘探和后期施工提供参考.

页岩气；复杂山区；遥感；早期勘探；地貌因素

页岩气是一种替代型的、重要的非常规油气资源［1-3］，近年来其勘探开发备受国际地质学界的广泛关注.我国在近十年不断跟踪国外页岩气勘探开发研究进展的同时，对我国页岩气的资源潜力、成藏条件、储层条件、开发技术等关键问题进行努力探索与尝试，试图早日实现我国页岩气的商业化开发.我国泥页岩发育类型多、分布广，页岩气勘探潜力巨大［4-6］.目前，国土资源部公开招标的页岩气区块多数位于四川盆地东南缘高陡构造带，地形复杂，断裂发育，使得该地区页岩气的勘探和开发均存在一定难度.与盆地内覆盖区的页岩气早期勘探不同，复杂山地内的页岩气早期勘探需考虑地表地貌因素，加强早期研究，降低勘探风险和成本.遥感技术作为一门对地观测前沿技术，在地质、资源、环境、城市规划以及军事等领域发挥了巨大的作用［7］.本文利用湖南保靖地区的页岩气招标区块的遥感数据、DEM数据相结合，考虑坡度、高程2个因素，优选研究区页岩气勘探的地貌有利区，为下一步页岩气的勘探和后期施工提供参考.

1 研究对象

本次选用的研究区是国土资源部提供的湖南保靖页岩气区块，该区块地处中扬子准台地西缘，处于八面山-大磨山弧形构造带西缘的湘鄂西隔槽式冲断褶皱带，主要发育地层有震旦系、寒武系、奥陶系、中下志留统和二叠系［8-9］.保靖区块地形呈西北和东南高、中间低的马鞍形，山、丘、岗、坪交错相见.区域西北角坐标为经度109°17′45″，纬度28°56′00″，面积为1189.72 km2.区内复杂的地形条件制约了页岩气早期勘探，对地质选区和后期施工均造成了困难.

2 遥感数据处理

实验采用的遥感数据主要包括研究区的ETM+数据和相应区域的ASTER GDEM数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）数据，数据均从国际科学数据服务平台网站下载.其中ETM+数据为30 m分辨率，有7个波段，本次选择3-2-1波段进行RGB彩色组合. DEM的空间分辨率也为30 m，但区域大小与ETM+数据不一致.

实验采用ENVI遥感图像处理软件进行数据处理.由于下载的数据已完成几何定位，本次不再进行几何校正处理.因此，数据处理主要包括ETM+数据和DEM数据裁剪、两种数据的配准、数据区域提取处理、三维影像图制作4个步骤，下面对处理过程进行简要介绍.

1）数据裁剪：ETM+数据裁剪主要为获取研究区的局部影像.根据工作区域的地理坐标，利用软件的坐标裁剪功能获得需要区域的ETM+数据.由于收集的DEM数据景覆盖区域较大，对其进行镶嵌处理可以获得和ETM+数据大致相同区域的数据.

2）数据配准：数据配准是关键步骤，不但使得两种数据区域覆盖相同，位置匹配，它们的空间分辨率也调整一致（图1）.

图1 研究区实验影像（a）和DEM（b）Fig.1 The experimental image（a）and DEM（b）of study area

3）数据区域提取处理：该步骤主要获得满足要求的地貌有利区，为复杂山区页岩气早期勘探提供参考信息.研究区的高程大致处于200～1320 m，平均高程约450 m.本次实验选择400 m高程以下区域作为地貌有利区.对DEM数据进行处理获得研究区坡度信息，坡度大的地区不宜作为地貌有利区.本次实验以小于5°区域为备选，实验得到的坡度数据处理结果如图2所示.

4）三维影像图制作：对图3中满足坡度和高程的区域取交集，得到最终地貌有利区，最后利用ENVI软件的三维图像处理模块生成研究区的三维影像数据（图4）.

3 结果与认识

复杂山地内油气的早期勘探和后期施工要考虑地形地貌的影响，页岩气勘探也不例外.对于目前我国公开招标的页岩气区块多位于四川盆地东南缘高陡构造带的这种情况，试图利用遥感技术，综合考虑高程、坡度2个因素最终分析地表地貌条件对页岩气早期勘探的影响，降低早期勘探成本.

图2 研究区坡度数据平面图Fig.2 The slope graph of study area

本文的研究内容仅仅是对遥感应用于页岩气早期勘探的一种实验方法的探讨，因此高程和坡度临界值的选取，仅仅是经验数据，在实际工作中要结合实际地质情况、考虑降低勘探成本等因素来综合确定高程和坡度数据的临界值.通过上述实验方法得到的研究区地貌上页岩气早期勘探的有利区如图4所示，图中黄色区域代表高程小于400 m，坡度小于5°的区域.在完成三维影像图的制图后，可以利用ENVI三维图像处理模块，通过旋转、缩放等方式直观查看和分析所在区域的实况，选定地貌有利区.在此基础上，后续工作中应结合研究区地表及地下实际的地质情况，最终指导下一步的页岩气勘探方向，同时也为后期地质选区以及工程施工提供建议.

4 结束语

本文是遥感技术、GIS技术在页岩气早期勘探中的一种尝试，旨在利用现代先进技术手段，为复杂山地地区的页岩气勘探开发服务.本文的实验方法将在日后工作中进行检验和优化.

图3 满足高程和坡度条件的地貌有利区Fig.3 The favorable geomorphic areas

图4 研究区地貌有利区Fig.4 Favorable geomorphology in study area

（/Continued on Page 499）（/Continued from Page 494）

［1］Jarvie D M,Hill R J,Ruble T E,et al.Unconventional shale-gas systems: The Mississippian Barnett Shale of north-central Texas as one model for thermogenic shale-gas assessment［J］.AAPG Bulletin,2007,91（4）: 475—499.

［2］张金川，汪宗余，聂海宽，等.页岩气及其勘探研究意义［J］.现代地质,2008,22（4）:640—646.

［3］张金川，姜生玲，唐玄，等.我国页岩气富集类型及资源特点［J］.天然气工业,2009,29（12）:109—114.

［4］Curtis J B.Fractured shale gas systems［J］.AAPG Bulletin,2002,86（11）:1921—1938.

［5］李玉喜，聂海宽，龙鹏宇.我国富含有机质泥页岩发育特点与页岩气战略选区［J］.天然气工业,2009,29（12）:115—118.

［6］邹才能，董大忠，王社教，等.中国页岩气形成机理、地质特征及资源潜力［J］.石油勘探与开发,2010,37（6）:641—653.

［7］秦建中.中国烃源岩［M］.北京：科学出版社,2005.

［8］赵英时.遥感应用分析原理与方法［M］.北京：科学出版社,2003: 166—202.

［9］张志平，程礼军，刘俊峰，等.湖南保靖下志留统龙马溪组页岩气成藏地质条件评价［J］.天然气勘探与开发,2013,36（3）:4—7.

APPLICATION OF REMOTE SENSING TECHNOLOGY IN EARLY EXPLORATION FOR SHALE GAS IN COMPLEX TERRAIN

ZHANG Cong1,BAO Shu-jing1,DUAN Wen-zhe2
（1.Oil and Gas Center,China Geological Survey,Beijing 100029,China;2.Sinochem Petroleum Exploration and Production Co.,Ltd.,Beijing 100031,China）

Most of the shale gas blocks for open tendering in China are located within the high-angle structural belt in the southeast of Sichuan basin,where the geomorphology is complex,with developed faults,making the exploration and exploitation difficult.To reduce the risks and costs,the geomorphic factors have to be seriously considered in early stage of shale gas exploration.Based on the remote sensing data from Baojing shale gas block in Hunan Province,with synthesized gradient and elevation factors,this research optimizes favorable areas in this block and provides a reference for further explorationandsurfaceengineering.

shale gas;complex terrain;remote sensing;early exploration;geomorphic factor

1671-1947（2014）05-0492-04

P627

A

2014－02－24；

2014-03-13.编辑：李兰英．

中国地质调查局“南方油气资源战略选区调查”项目（1211302108020）资助.

张聪（1986—），女，硕士，工程师，主要从事石油地质勘探工作，通信地址北京市朝阳区安外小关东里10号院东小楼101室，E-mail//zh_cong520@aliyun.com