基于國產高分辨率衛(wèi)星影像的石油開發(fā)狀況遙感調查研究

李鄭 劉樂 彭鵬

摘要：利用國產高分辨率遙感影像研究石油的開發(fā)狀況，形成一套適用于石油開采的遙感監(jiān)測技術方法。按照礦山地物的不同類型建立遙感解譯標志，利用Arcgis軟件提取相關信息，查明各礦山地物的類型、數量、位置和狀態(tài)等信息，提出相關建議和意見。

關鍵詞：石油；開發(fā)狀況；國產衛(wèi)星數據；遙感調查

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。伴隨石油的開采，存在諸多問題。比如在石油開發(fā)過程中，越界開采、無證開采、以采代探等違法問題。石油開采還會污染地下水和土壤，破壞生態(tài)環(huán)境。在倡導保護生態(tài)環(huán)境的大環(huán)境下，對油田的開采狀況進行調查顯得尤為緊迫和重要。但是石油開采地環(huán)境偏僻，環(huán)境較為惡劣，開發(fā)狀況信息依賴于人工調查，可能存在危險性高、成本高、效率低、準確度低等的問題，基于我國高分辨率國產衛(wèi)星的快速發(fā)展，且在自然資源遙感監(jiān)測領域也開展了許多研究[1]-[10]，準確提取石油開采的相關信息，進行分析，在一定程度上排除人為干擾，結果更加符合實際情況。

2.技術方法

研究過程中，采取遙感數據與多源數據相結合、計算機信息提取與人機交互解譯相結合、室內綜合研究與實地調查相結合的技術路線，客觀地對石油開發(fā)狀況現狀及變化信息等進行遙感調查與監(jiān)測。國產影像數據主要采用GF1、GF2、ZY3、ZY1-02C等數據，其中，GF2數據分辨率已經優(yōu)于1m，這些數據具有高空間分辨率、周期短和易獲取的特點，獲取數據后應用數據處理軟件進行幾何校正、影像增強等，建立國產衛(wèi)星影像遙感識別解釋特征標志（圖1）。

3.解譯標志的建立

遙感信息的提取方式多種多樣，主要分為人機交互解譯和計算機自動提取兩大類。這兩種解譯方法各有所長，在實際工作當中應配合使用。通常，人機交互解譯可以獲得更多專家知識的支持，但效率不高，勞動強度大，且解譯成果在很大程度上依賴于參與解譯分析的人員，不具備重復性。計算機自動信息提取是深入和提高解譯水平必不可少的技術，影像處理方便，信息提取快捷，但提取結果仍然需要專業(yè)人員進行后期處理。

在本次研究過程中，依靠ARCGIS軟件采用人機交互解譯的方法，建立各種礦山地物的解譯標志。成果矢量圖斑包括點、線、面三類矢量文件。石油開發(fā)狀況點要素矢量成果涉及鉆井、采油井等點狀要素；面要素矢量成果涉及井場、站場、計量站和聯合站等面狀要素；線要素矢量成果涉及石油開采專用道路和輸油管道等線狀要素。

3.1點要素

點要素包括采油井和鉆井等。石油開發(fā)狀況要求調查采油井和鉆井的類型、位置、開發(fā)方式和開發(fā)狀態(tài)。

（1）采油井（抽油機）

采油井是開采石油的一種機器設備，俗稱“磕頭機”。采油井是桿抽油系統中最主要舉升設備。如果采油井位于油田礦權外，即判定為疑似違法開采。根據是否有游梁，可分為游梁式抽油機和無游梁式抽油機（圖2）。

（2）鉆井

鉆井在遙感影像上，主要表現為可見高聳的鉆井井架，鉆井井場一般比采油井場面積更大且井場內放置有鉆具、泥漿泵、鉆芯、發(fā)電機、柴油機等鉆井配套設備（圖3）。

3.2線要素

（1）進場道路

進場道路的遙感影像特征明顯，一般影像亮度稍亮，影紋較光滑，呈長條形的直線或曲線且相互連通（圖4）。

（2）輸油管道

輸油管道的遙感影像特征明顯，影像亮度高，影紋光滑，顏色為灰白色、灰色、白色，呈直線或折線的圓柱狀線條，單管或多管并行，不同方向管線相交時或互通或跨越，管線通過道路或其他障礙物時，一般采用地下埋管，影像上則表現為管線間斷（圖5）。

3.3面要素

（1）井場

井場遙感影像上紋理、色調與周邊地區(qū)差異顯著。井場場地內的植被被剝離，場內土地被平整硬化，場地形狀一般為規(guī)則的正四邊形或多邊形，影像上呈現高亮度，并由進場道路油氣管道連通，井場外圍設有邊溝、護坡、防洪壩、擋土墻以及其他安全設施，在井場上放置鉆機、抽油機等開采設施。

不同開發(fā)狀態(tài)井場的判別方式如下：正在開采（在建/生產礦山），井場范圍圖斑亮度高，井場場地平整，連通的道路有明顯的碾壓痕跡；停采（或暫停）開采，暫停開采井場場地、道路亮度一般；廢棄井場圖斑亮度較低，井場場地無維護，場地內采油井損毀，井場道路已廢棄或被其他地物覆蓋（圖6）。

（2）計量站

計量站，是一種把數口油井生產的石油產品集中，并對各單井的產油量分別進行計量的站點。計量站連接多口油井，集中按順序計量各井石油產量的樞紐。每口井隔一定時間計量一次，計量后的石油靠井口壓力混輸至轉油站（圖7）。

計量站用地包括生產設施（分離器、閥組）及輔助設施（值班室、工具間、維修間、防火砂池、廁所）的用地。集油間用地包括集油（摻水）閥組及輔助設施（值班室、工具間、維修間、防火砂池、廁所）的用地。

（3）聯合站

聯合站是指油田內部主要對原油、天然氣、采出水進行集中處理的站，是油田原油集輸和處理的中樞。聯合站設有輸油，脫水，污水處理，注水，化驗，變電，鍋爐等生產裝置，是油田一級要害場所（圖8）。

聯合站在遙感影像上，以多類不同顏色罐體、多種不同的處理場所為主要識別特征，罐體顏色多為灰白色和綠色兩種，綠色罐體為采出水處理、儲存罐體，灰白色罐體為油氣分離、處理、儲存罐體。

4.范例研究

根據建立的石油開采遙感影像解譯標志，以新疆維吾爾自治區(qū)某一油田為例，開展油田開發(fā)狀況遙感調查研究（圖9）。經過遙感解譯，共解譯出點要素198個，線要素282個，面要素165個，其中點要素中位于礦權外的有18個，需要監(jiān)管部門重點核查是否存在違法開采行為。另外，可以根據政府管理部門的需要，探討井場站場等用地是否符合要求，有沒有造成污染，破壞生態(tài)環(huán)境等問題。

5.結論

本文通過應用最新國產高分辨率遙感衛(wèi)星數據對油田開發(fā)狀況信息進行遙感調查研究，形成了一套適用于石油開采的基于國產高分辨率遙感監(jiān)測技術方法。通過遙感調查，可以摸清現有抽油井、站場的位置、類型、數量和狀態(tài)等信息，提出相關建議和意見，說明應用遙感的方法調查油田開發(fā)狀況信息是非常行之有效的。

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