基于高光谱技术的油气勘探方法

随着科学技术的发展和寻找复杂油气藏的需要，地震、油气化探和卫星遥感方法被逐步引入油气勘探工作中。高光谱遥感技术的发展，能把遥感的油气勘探应用推向更高、更有效、定量化的应用层次。本文简单总结了基于高光谱技术的油气勘探方法。

利用地表土壤的反射光谱勘探油气的方法

反射光谱学（Reflectance spectroscopy）就是基于某个波长区域电磁波与物质的相互作用来分析物质的一种技术。利用地表土壤的反射光谱进行油气勘探是建立在反射光谱学和油气微渗漏理论的基础上的一种方法。运用反射光谱学原理，根据物质的诊断性光谱吸收特征，可以鉴别物质成分和结构。

以反射光谱学和油气微渗漏理论为基础，结合野外采集样品的检测报告，对于某地区地面测量的光谱进行分析，从而提出了典型含气区测点的光谱曲线的宏观特征；然后，完成反射光谱中的吸收特征的提取，包括吸收波段深度、位置、宽度和对称度，以此分析测区采集的样品的光谱，建立特征光谱库；提出了检测地表烃类物质的方法；最后基于线性解混模型，综合应用基于小波变换的PCA、k均值聚类、SAM等数学工具，将光谱数据分类，实现半定量地提取测区主要蚀变矿物的丰度信息。

通过植被异常提取油气渗漏信息

土壤中天然气的异常是由于地下油气管道或天然油气渗漏造成的。土壤中的天然气影响植被的生长，而植被的生长状况可以通过光谱反射曲线来监测。大量的油气渗漏可以使植被的叶绿素减少。油气渗漏渗漏使植被的光谱发生变化，包括红色到热红外波段（红边）的反射率的突然上升，坡度，拐点和高度的变化。这些可以用来区分几种重要的植被特征。通过植被的光谱曲线来确定植被的种属，然后在确定同种植被不同地区之间光谱曲线的差别，以此来确定由于油气渗漏造成的植被异常区”。

如果土壤中的C0.含量达到50%时，在1400 nm 和1900nm处的水分光谱曲线显示叶片中的水分含量减少。但C0.含量高对植被危害不大，造成植被光谱变化的主要原因是因为缺氧。油气渗漏时进入土壤中的大量甲烷、乙烷使土壤的氧气大量减少。乙烷使玉米的反射光谱在 580nm处的反射率增长。

对植被指数NDVI小于0.75的区域，利用HYMAP传感器 R440/R740对油气渗漏区的探测效果较好。当NDVI大于0.75时，利用HYMAP传感器R740/R720对油气渗漏区的探测效果较好。最理想的遥感探测植被受油气渗漏的影响波段在可见光和近红外几个比较窄的波段。现有的航空和航天遥感还不能探测空间区域小于2米的油气渗漏区。油气渗漏对植被的影响在图像上具有圆形规律，利用指数或高斯过滤器对提高信息精度有较好的效果。长期的油气渗漏对地表的生物种类也会造成一定的影像，并使土壤中的水分含量减少。

油气渗漏区蚀变信息提取方法

蚀变提取主要采取的是比值的方法突出各矿物的蚀变信息，其选取比值波段的原则为：

（1）首先优先选取质量较好的波段，作为后续处理和运算的波段；

（2）在可先的特征吸收、高值区，尽量选择能够避开植被及其他矿物影像的位置；

（3）由于实际情况的不可预知性，因此其比值后所得的范围，与实验室测定波谱比值后的计算值存在一定误差，因此在提取时，适当放宽了通过标准曲线计算出的范围，作为实际提取的范围。

基于以上原则，对粘土矿物选取反射高值2.135um和低值2.205m进行比值处理。其比值后粘土矿物的理论值为1.281~1.770um。三价铁离子选取反射高值1.285 um和低值0.894 um进行比值处理，则比值应介于1.335~2.89um之间。二价铁离子选取反射高值1.749um（波段）和低值1.184um（波段）进行比值处理，则比值至少应介于1~5um之间。烃类物质选取1.725m的吸收位置和2.07um的高值位置进行计算。

在对碳酸根离子蚀变信息时，考虑到碳酸盐矿物特称的光谱特性，其在热红外部分和其他矿物的区别度更大，更有利于其信息的提取M。以上油气勘探方法显示，基于高光谱的微渗漏探测主要通过一些间接证据，如植被异常、土壤和岩石蚀变，为油气勘探提供线索。而油气资源的确定还要依靠相关的地质资料。