2.11.2. Аэрокосмические методы.

Лицом к лицу лица не увидать Большое видится на расстоянии С.Есенин

Аэрокосмические методы применяются всюду, где средствами картографии изображаются объекты и процессы, происходящие в природе. Преимущество аэрокосмических методов заключается в том, что благодаря фотогенерализации, геологические тела предстают перед наблюдателем в их естественных границах и соотношениях с другими телами. Однако при применении аэрокосмических методов для нефтегазогеологических работ нужно иметь в виду, что нефть и газ находятся на глубине, а на снимках видна исключительно земная поверхность, ее ландшафт. Иногда говорят о «рентгеноскопическом эффекте» аэрокосмических методов о прогнозе нефтегазоносности какого-то глубинного горизонта. Но это означает лишь то, что благодаря системным свойствам Земли, ее глубинное строение отражается на земной поверхности и в ландшафте. Понятно, что на снимках выделяются только линии и пятна, образованные фототоном (участками с различной степенью потемнения снимка) и фоторисунком (территорий с различной структурой фотоизображения).

При аэрокосмосъемках регистрируются различные количественные характеристики электромагнитного излучения, солнечной радиации, отраженной от поверхности Земли и собственного теплового излучения земной поверхности и атмосферы. В настоящее время аэрокосмические методы, использующиеся в нефтегазовой геологии, составляют обширную группу, которую удобно классифицировать по различным признакам (табл. 22).

Аэрокосмические методы применяются в больших объемах на начальных стадиях изучения территории, при переинтерпретации устаревших геологических и геофизических данных. При этом общий принцип заключается в том, что масштаб применяемых снимков соответствует масштабу производимых работ.

Таблица 22.

Аэрокосмические методы, применяемые при нефтегазогеологическх исследованиях.

Природа фиксируемого излучения

Пассивные (фиксируется отраженное от земли солнечное или собственное излучение Земли).

Активные (фиксируется отраженное от земли искусственное излучение).

Используемый диапазон излучения

(0,1-0,4 мкм) Ультрафиолетовая – люминесцентная съемка

Видимый и ближний ИК диапазон (0,4-0,7-1,1 мкм)

10-15 мкм Тепловая (инфракрасная)

0,3-100 см Радиолокационная

Черно-белая

Цветная

Много- зональная

Высота полета и характеристики съемок

Аэросъемка

Космическая съемка

Низковысотная 1-3 км

Средневысотная 5-7км

Высотная 10-20 км

Детальная 180-400 км

Локальная 180-400 км

Региональная 500-1000 км

Глобальная более 1000км

Носители съемочной аппаратуры

Вертолет, самолет

Самолет

Высотный самолет

Низкоорбитные спутники

Низкоорбитные спутники, орбитальные станции

Искусственные спутнки Земли

Искусственные спутнки Земли, межпланетные станции

Масштаб

1:1000 - 1:10000

1:10000 - 1:50000

1:5000 -1:100000

1:100000 - 1:500000

1:500000 - 1:1000000

1:1000000 - 1:10000000

1:10000000 - 1:50000000

Охват территории

менее 100 кв.км

менее 1000 кв.км

менее 10000 кв.км

менее 10000 кв.км

от десятков тыс. до млн.кв.км

несколько млн.кв.км

от дес. млн.кв.км до видимого диска Земли

Разрешение*

Сантиметры

Десятки сантиметров

Метры

Метры

Десятки метров

Сотни метров

Километры и более

Съемочная аппаратура

Фотоаппарат

Телевизионная камера

Сканер

Тепловизор

Радар

Ориентировка оптической оси аппарата

Плановая (оптическая ось аппарата наклонена к вертикали менее, чем на 3º)

Перспективная (оптическая ось аппарата наклонена к вертикали более, чем на 3º)

• Иногда в рекламных материалах и паспортах указываются меньшие разрешения. Они относятся к практически недостижимым идеальным условиям.

Ультрафиолетовая съемка. Атмосфера Земли интенсивно поглощает ультрафиолетовое излучение, поэтому применение ультрафиолетовых съемок не получило широкого распространения. С другой стороны, углеводороды способны светиться при облучении ультрафиолетом. Поэтому люминесцентная съемка используется для обнаружения нефти и газов – чаще всего не природных месторождений, а техногенных загрязнений.

Съемка в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. Глаз человека видит изображение в интервале примерно от 0,4 (фиолетовый цвет) – 0,75 (красный цвет) мкм. Свойства излучения ближнего инфракрасного (ИК) диапазона очень близки к свойствам видимого спектра, их воспринимают фотопленки и другие датчики и их обычно используют совместно со съемками в видимом цвете. Съемку ведут в широкой полосе видимого и ближнего ИК спектра, или же в отдельных узких зонах. В настоящее время существуют многочисленные варианты узкополосных съемочных аппаратов. При этом съемка в коротковолновой части спектра рекомендуется при работах на шельфе, так как это излучение проходит сквозь воду, а также в пустынных засушливых регионах. Однако геологи больше любят работать с ближней инфракрасной областью спектра, так как на этих изображениях строение территории выступает обычно наиболее наглядно. Изображения можно визуализировать в монохромном (черно-белом), или полихромном (цветном) виде. Изображения, полученные в отдельных узких зонах спектра можно кодировать в различные цвета, и соединять друг с другом складывая их, вычитая, и делая различные другие математические действия, так, чтобы интересующий исследователя объект выглядел наиболее выразительно. Для этого, только нужно знать, что именно интересует исследователя, где это находится и как выглядит.

Инфракрасная съемка фиксирует тепловое излучение поверхности Земли как собственное, так и отраженное от земли солнечное. Материалы инфракрасной съемки используют для установления границ горных пород с различной теплоемкостью, которая предопределяется различным литологическим составом. Разрывные нарушения, особенно обводненные, отчетливо читаются на снимках в виде темных полос за счет испарения воды и охлаждения пород в зонах разрывов.

Месторождения нефти и газа также сопровождаются тепловыми аномалиями в результате жизнедеятельности живущих в месторождении бактерий. Важным применением тепловых снимков является контроль промышленных стоков, загрязнениями акваторий аварий на нефтепроводах, пожары.

Радиолокационная съемка основана на способности геолого-геоморфологических объектов по-разному отражать узконаправленные на них радиоимпульсы сантиметрового диапазона. К недостаткам метода относится сравнительно низкое разрешение, к достоинствам – всепогодность (возможны также съемки и в ночное время), выразительное изображение структур, проникновение под слой растительности и почвы.

Характеристики изображений, связанные с высотой полета приблизительны, потому, что они зависят также от применяемой аппаратуры. Тем не менее, очевидно, что чем больше высота полета, тем значительнее обзорность получаемых изображений и тем меньше размер деталей, которые мы можем разглядеть. Остальные упомянутые в таблице виды съемок не требуют каких-либо пояснений.

Чтобы извлечь из снимка геологическую информацию, его необходимо отдешифрировать – распознать в линиях и пятнах геологические объекты, которые они отражают. Наилучшим образом на снимках дешифрируются разломы и трещины. Они выделяются в виде прямых линий, называемых линеаментами - отрезками рек, границами фототона и фоторисунка. Неплохо выделяются антиклинальные складки, солянокупольная тектоника и грязевые вулканы. Наилучшим образом на снимках отражаются проявления новейшей и часто - современной тектоники. Дешифровочные признаки, элементы ландшафта и, следовательно, особенности фотоизображения отражающие один и тот же геологический объект могут отличаться друг от друга в различных геологических контекстах, ландшафтных условиях, и на разных снимках.

* * *

Широкое применение аэрокосмических методов в практике нефтегазопоисковых работ связано с большой их результативностью при незначительных затратах труда и средств. Эти методы позволяют точнее нацеливать дорогостоящие геофизические и буровые работы, сокращать их объем, ускорять время проведения геолого-структурной съемки. Аэрокосмические методы могут применяться, как самостоятельный вид работ, а могут входить как обязательная составляющая в комплекс работ по геологическому картированию и других нефтегазогеологических работ, являясь основой для интерполяции точечных наблюдений, своеобразным «информационным цементом» для других геологических данных.

Аэрокосмический метод – косвенный. Он обязательно требует подтверждения наземными работами.