基于国产高分辨率卫星影像的石油开发状况遥感调查研究

2021-11-26李郑刘乐彭鹏

西部资源 2021年1期

关键词：石油

李郑刘乐彭鹏

摘要：利用国产高分辨率遥感影像研究石油的开发状况，形成一套适用于石油开采的遥感监测技术方法。按照矿山地物的不同类型建立遥感解译标志，利用Arcgis软件提取相关信息，查明各矿山地物的类型、数量、位置和状态等信息，提出相关建议和意见。

关键词：石油；开发状况；国产卫星数据；遥感调查

Remote Sensing Investigation of Oil Development Based on Domestic High Resolution Satellite Images

Li Zheng，Liu Le，Peng Peng

Geological Survey of Anhui Province hefei 230001

Abstract：This paper mainly uses the high-resolution remote sensing images made in China to study the development status of petroleum，a set of remote sensing monitoring techniques suitable for petroleum exploitation is formed. Remote sensing interpretation marks are established according to different types of mine features，relevant information is extracted by Arcgis software to identify the types，quantities，locations and states of mine features，put forward relevant suggestions and opinions.

Key words：Petroleum；Development Status；Domestic Satellite Data；Remote Sensing Survey

1.前言

石油是當今世界最重要的能源之一。伴随石油的开采，存在诸多问题。比如在石油开发过程中，越界开采、无证开采、以采代探等违法问题。石油开采还会污染地下水和土壤，破坏生态环境。在倡导保护生态环境的大环境下，对油田的开采状况进行调查显得尤为紧迫和重要。但是石油开采地环境偏僻，环境较为恶劣，开发状况信息依赖于人工调查，可能存在危险性高、成本高、效率低、准确度低等的问题，基于我国高分辨率国产卫星的快速发展，且在自然资源遥感监测领域也开展了许多研究[1]-[10]，准确提取石油开采的相关信息，进行分析，在一定程度上排除人为干扰，结果更加符合实际情况。

2.技术方法

研究过程中，采取遥感数据与多源数据相结合、计算机信息提取与人机交互解译相结合、室内综合研究与实地调查相结合的技术路线，客观地对石油开发状况现状及变化信息等进行遥感调查与监测。国产影像数据主要采用GF1、GF2、ZY3、ZY1-02C等数据，其中，GF2数据分辨率已经优于1m，这些数据具有高空间分辨率、周期短和易获取的特点，获取数据后应用数据处理软件进行几何校正、影像增强等，建立国产卫星影像遥感识别解释特征标志（图1）。

3.解译标志的建立

遥感信息的提取方式多种多样，主要分为人机交互解译和计算机自动提取两大类。这两种解译方法各有所长，在实际工作当中应配合使用。通常，人机交互解译可以获得更多专家知识的支持，但效率不高，劳动强度大，且解译成果在很大程度上依赖于参与解译分析的人员，不具备重复性。计算机自动信息提取是深入和提高解译水平必不可少的技术，影像处理方便，信息提取快捷，但提取结果仍然需要专业人员进行后期处理。

在本次研究过程中，依靠ARCGIS软件采用人机交互解译的方法，建立各种矿山地物的解译标志。成果矢量图斑包括点、线、面三类矢量文件。石油开发状况点要素矢量成果涉及钻井、采油井等点状要素；面要素矢量成果涉及井场、站场、计量站和联合站等面状要素；线要素矢量成果涉及石油开采专用道路和输油管道等线状要素。

3.1点要素

点要素包括采油井和钻井等。石油开发状况要求调查采油井和钻井的类型、位置、开发方式和开发状态。

（1）采油井（抽油机）

采油井是开采石油的一种机器设备，俗称“磕头机”。采油井是杆抽油系统中最主要举升设备。如果采油井位于油田矿权外，即判定为疑似违法开采。根据是否有游梁，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机（图2）。

（2）钻井

钻井在遥感影像上，主要表现为可见高耸的钻井井架，钻井井场一般比采油井场面积更大且井场内放置有钻具、泥浆泵、钻芯、发电机、柴油机等钻井配套设备（图3）。

3.2线要素

（1）进场道路

进场道路的遥感影像特征明显，一般影像亮度稍亮，影纹较光滑，呈长条形的直线或曲线且相互连通（图4）。

（2）输油管道

输油管道的遥感影像特征明显，影像亮度高，影纹光滑，颜色为灰白色、灰色、白色，呈直线或折线的圆柱状线条，单管或多管并行，不同方向管线相交时或互通或跨越，管线通过道路或其他障碍物时，一般采用地下埋管，影像上则表现为管线间断（图5）。

3.3面要素

（1）井场

井场遥感影像上纹理、色调与周边地区差异显著。井场场地内的植被被剥离，场内土地被平整硬化，场地形状一般为规则的正四边形或多边形，影像上呈现高亮度，并由进场道路油气管道连通，井场外围设有边沟、护坡、防洪坝、挡土墙以及其他安全设施，在井场上放置钻机、抽油机等开采设施。

不同开发状态井场的判别方式如下：正在开采（在建/生产矿山），井场范围图斑亮度高，井场场地平整，连通的道路有明显的碾压痕迹；停采（或暂停）开采，暂停开采井场场地、道路亮度一般；废弃井场图斑亮度较低，井场场地无维护，场地内采油井损毁，井场道路已废弃或被其他地物覆盖（图6）。

（2）计量站

计量站，是一种把数口油井生产的石油产品集中，并对各单井的产油量分别进行计量的站点。计量站连接多口油井，集中按顺序计量各井石油产量的枢纽。每口井隔一定时间计量一次，计量后的石油靠井口压力混输至转油站（图7）。

计量站用地包括生产设施（分离器、阀组）及辅助设施（值班室、工具间、维修间、防火砂池、厕所）的用地。集油间用地包括集油（掺水）阀组及辅助设施（值班室、工具间、维修间、防火砂池、厕所）的用地。

（3）联合站

联合站是指油田内部主要对原油、天然气、采出水进行集中处理的站，是油田原油集输和处理的中枢。联合站设有输油，脱水，污水处理，注水，化验，变电，锅炉等生产装置，是油田一级要害场所（图8）。

联合站在遥感影像上，以多类不同颜色罐体、多种不同的处理场所为主要识别特征，罐体颜色多为灰白色和绿色两种，绿色罐体为采出水处理、储存罐体，灰白色罐体为油气分离、处理、储存罐体。

4.范例研究

根据建立的石油开采遥感影像解译标志，以新疆维吾尔自治区某一油田为例，开展油田开发状况遥感调查研究（图9）。经过遥感解译，共解译出点要素198个，线要素282个，面要素165个，其中点要素中位于矿权外的有18个，需要监管部门重点核查是否存在违法开采行为。另外，可以根据政府管理部门的需要，探讨井场站场等用地是否符合要求，有没有造成污染，破坏生态环境等问题。