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卫星遥感影像——大型石油工程的好搭档

来源:SpaceWill  日期:2019-06-28

自从19世纪中叶人们开始从地下开采石油以来,石油在世界上的地位越来越重要。大到国家的工业、农业、交通、国防,小到每个人的衣食住行,都离不开石油。所以石油被称之为“黑色的金子”、“工业的血液”,确实一点也不夸张。

随着石油价值的日益体现,石油开采越来越多,导致资源日益减少,油气勘探的难度也越来越大。尽管传统的地面调查、地化勘探等技术不断发展,但对人力、物力、财力的消耗量仍然很大。遥感作为一种新兴技术,具有数据源丰富,远程可控,时空尺度大等特点,已经在石油行业显现出传统技术不能比拟的优势,为各大石油工程带来的显著经济效益也得到越来越多的实践印证。

▲威尼斯某炼油厂
高景一号 SuperView-1
2017年05月14日 拍摄

遥感根据探测仪器所在平台不同,主要分为卫星遥感和航空遥感。前者以卫星作为平台,后者以飞机、飞艇等为平台。在石油行业的大型工程建设中,监测区域往往面积较大,尤其是石油长线运输管道建设会存在跨省市甚至跨国建设的情况;此外,监测区域地形地貌多种多样,常常伴有人工涉足难以到达的区域。在这样的背景下,相对于航空遥感影像,常见为无人机航飞影像而言,卫星遥感影像幅宽更大,能实现多景影像拼接以涵盖所需区域。卫星作为长期在轨运行的航空器,可以免去航空遥感影像获取前准备飞行器、设计航行路线等工作,影像获取更方便。此外,卫星重访的短周期性保证了影像的时效性,为获取监测区地形地貌的最新信息提供了可靠数据。

那么,卫星遥感影像在石油行业具体能发挥哪些作用呢?

♣ 卫星遥感探测油气藏

▲烃类微渗漏
(图片来源于网络)

随着卫星遥感技术的发展,借助卫星遥感影像勘探油气成为探测油气藏的一种有效方式。早在上世纪80年代,美国国家宇航局(NASA)和地球卫星委员会(GEOSAT)便在怀俄明州、西弗吉尼亚州和德克萨斯州选择了三个油气区,证明了利用Landsat卫星影像结合地球化学资料实现油气藏探查是可行的。
这是因为烃类微渗漏造成的地表化学环境变化会引起土壤、岩石和植物光谱特性的变化,这种变化会在卫星影像上表现为色调异常,并且经过波段比值与彩色变换等方法处理后,色调异常会更加明显,可以直接圈定可能的油气藏。
据统计,在一个盆地的油气勘探过程中,航磁与重力方法约占勘探总预算资金的2%-3%,地震方法约占20%,钻井方法占75%,而应用遥感技术仅占1%或更少,为油气勘探节约了大量成本。

♣ 卫星遥感助力运输管道勘察选线

▲沙特阿拉伯某炼油厂
WorldView-3

传统的油气运输管道勘察选线以可免费获取的电子地图为参考底图,由勘察员携带各种必需工具进入实地勘察。但可免费获取的电子地图信息杂散,缺少针对性;且制图时间与勘察选线时间往往相距较远,与现有地物、地貌出入很大的现象时有发生。
将遥感技术应用于运输管道勘察选线能获得大范围区域、最新时相的影像,且影像可嵌入石油管道监测、运营管理平台作为基础底图,实现勘察选线的可视化、保证时效性。满足对运输管道长距离、大范围环境勘察的需求,省去了人工野外勘察的人力、物力、财力成本,也使规划选址及后期监测维护更准确、快捷。
在我国长距离的运输油气管道选线设计中已有多个工程借助了遥感技术并取得了优异成绩。例如陕甘宁至北京输气管道的遥感选线较原设计方案节省33km。内蒙古二连浩特至山东日照输气管道的遥感选线节省总长度35km。且两条管道线路中仅管道材料费就节省了数亿元。

♣ 卫星遥感监测海上钻井平台等困难工区

▲海上钻井平台
(图片来源于网络)

以前,对石油工区的勘探只是通过地形图上描绘的地形、地貌进行简单地实地踏勘,由于受工区范围、地形与地物、交通等条件的影响,不能实现对工区全域的调查。更重要的是,如海上钻井等生产活动远离大陆,自然条件恶劣,以人工涉足的方式实现对工区勘探存在一定困难。
而卫星长期稳定在轨的特性使获取困难区域影像简单快捷。且卫星遥感影像幅宽大,如高景一号卫星幅宽12千米,这就意味着一幅影像便可覆盖144平方千米的地面范围。此外,随着卫星遥感技术的发展,影像分辨率越来越高,亚米级高分辨率能够清晰反应工区细节,可大大提高工区,尤其是自然条件恶劣工区勘探的工效率和作业质量。

♣ 卫星遥感保障大型跨国石油工程

▲大型石油工程建设
(图片来源于网络)

自2013年9月和10月习近平主席分别提出建设“新丝绸之路经济带”“21世纪海上丝绸之路”的合作倡议后,共建“一带一路”倡议以政策沟通、设施联通、贸易畅通、资金融通和民心相通为主要内容扎实推进,取得明显成效。据统计,中央企业在“一带一路”沿线共承担3120个项目,其中油气合作项目有60多个
作为跨国施建的大型石油工程,遥感影像因不受地域限制且能覆盖全球地表的特性,为石油工程建设提供时效新、清晰度高、大面域的影像数据,保障工程顺利进行。

卫星遥感影像在石油行业的应用如此之多,那么作为致力于中国商业遥感应用服务的北京航天世景信息技术有限公司(以下简称“世景公司”),能为该行业提供哪些具体服务呢?


服务一:反应细节信息的基础影像数据

▲威尼斯某炼油厂
高景一号 SuperView-1
2017年05月14日 拍摄

卫星影像按照技术规范处理后,能够真实准确地反映地物的位置、大小、形状、色彩和纹理等。如上图所示,由于拍摄角度的存在,油桶壁内侧的阴影因桶内油量多少不同而不同,分析可知,1号油桶比2号油桶内壁的黑影多,反映了1号油桶盖子位置更低,即桶内油量更少。此外,世景公司拥有多源卫星的综合统筹能力,能够实现短周期内的多期卫星影像对比分析,为油气藏探测、工区探测、运输管线勘察选线等方面提供卫星影像数据。

服务二:多种应用场景的地图数据

▲数字线划图(DLG)

数字线划图(DLG)通过将卫星遥感影像矢量化,使事物的表现方式呈现为线条加文字的形式,即我们日常生活中所用的二维地图形式,比普通电子地图精度更高、针对性更强、信息更易读取。

▲数字高程模型(DEM)

数字高程模型(DEM)通过将卫星拍摄的影像立体化,使事物的表现方式为模型加高度的形式,即日常生活中所用的三维地图,将事物立体展示,不仅提升了视觉及展示效果,而且增加了地物的高度信息,为油气藏探测、工区探测、管线勘察设计等方面提供了交互性更强的地图产品。

服务三:保障安全生产的地表沉降监测

▲某区域地表形变结果

利用DINSAR技术对卫星雷达影像进行专业化处理,可以实现地表形变监测,监测精度可达毫米级。通过对工区地表沉降的监测,能够及时发现生产中存在的安全隐患问题。相比传统高程测量的方法,大大节省了人工盲检的工作量。

卫星遥感影像以其不受地域限制、获取简捷、覆盖面积广、分辨率高等优势,在大型石油工程中发挥越来越重要的作用,是大型石油工程建设的好搭档。世景公司作为拥有高景一号、WorldView系列等40余种国内外顶尖高分辨率遥感卫星影像的供应商,将在基础影像数据、多种地图产品生产及地表沉降监测等综合应用方面继续深耕,为有需求的用户提供优质服务。