Συνδυάζοντας πληροφορίες θαλάσσιων δομών που φέρουν υδρογονάνθρακες, με υπολογισμούς παραμόρφωσεων των πεδίων των τάσεων

Από RemoteSensing Wiki

Τίτλος Άρθρου: Combining Quantitation of Remote Sensing Information of Local Structures-Bearing Oil/Gas of Marine and Calculation of Structural Deformation and Stress Field

Συγγραφείς:Xin Yang, Wunian Yang, Hanhu Liu, Zhentao Qin, Xiaoping Wu

Εισαγωγή

Οι θαλάσσιοι πόροι πετρελαίου και φυσικού αερίου στην Κίνα είναι πλούσιοι, αλλά η εξερεύνηση της τεχνολογίας είναι σχετικά υπανάπτυκτη. Η τηλεπισκοπική εικόνα είναι μια στερεοσκοπική μικρογραφία του φυσικού τοπίου. Καταγράφει με αντικειμενικό τρόπο και συνεχώς, πληροφορίες σχετικά με την γεωμετρία της επιφάνειας της γης, τις φυσικές ιδιότητες (τόνοι / χρώματα) των τεκτονικών χαρακτηριστικών, συνολικά και τα επιμέρους τμήματα τους, και δημιουργεί μια πολύ αποτελεσματική έρευνα της περιοχής μελέτης. Καταγράφει, επίσης, ορισμένες πληροφορίες σχετικά με κρυφό-δομές, ειδικά στην παράκτια ζώνη και στις υφαλοκρηπίδες. Ως εκ τούτου, με τη χρήση εικόνων τηλεπισκόπησης γίνεται ανάλυση των τεκτονικών παραμορφώσεων και ανακατασκευή των τεκτονικών πεδίων που βρίσκονται υπό τάση. Επίσης, είναι χρήσιμη για το συνδυασμό του συστημάτος ρωγματώσεων των πετρωμάτων και των τεκτονικών παραμορφώσεων με θαλάσσιους γεωλογικούς σχηματισμούς, έτσι ώστε να εξαχθούν αντικειμενικά συμπεράσματα. Ο συγγραφέας προτείνει μια νέα μέθοδο, που ονομάζεται η μέθοδος ανάλυσης διαχωρισμού φάσεων, των εικόνων τηλεπισκόπησης για τεκτονικά πεδία υπό τάση ή παραμόρφωση, με βάση τα χαρακτηριστικά των πολυφασματικών εικόνων και τις ιδιότητες της γενετικής συγγένειας μεταξύ μεγάλων αρθρώσεων εγκάρσιου εφελκυσμού και των σχετιζόμενων πτυχώσεων και ρηγμάτων. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιήθηκε, με αξιοσημείωτη επιτυχία, σε περιοχές που υπέστησαν περίπλοκες δομικές παραμορφώσεις. Σε μεταλλευτικές έρευνες, ωστόσο, είναι συχνά απαραίτητο να διερευνηθούν τα χαρακτηριστικά παραμόρφωσης και της μηχανικής των πετρωμάτων του φλοιού. Ένας χάρτης με ισοϋψείς που να απεικονίζει την δομή των πτυχώσεων στρώση είναι ένας βασικός χάρτης που παρέχει κρίσιμες πληροφορίες ιδιαίτερα σε έρευνες για πετρέλαιο στην παράκτια ζώνη και σε υφαλοκρηπίδες. Για τον σχεδιασμό αυτού του χάρτη, όμως, απαιτούνται πολλά δεδομένα όσον αφορά τα διαρθρωτικά χαρακτηριστικά της περιοχής ή το προφίλ των γεωτρήσεων. Είναι πολύ δύσκολο να συγκεντρωθούν αυτά τα δεδομένα, ειδικά σε μια ορεινή ή ωκεάνια περιοχή. Στο παρών άρθρο, προτείνεται μια νέα θεωρία και μέθοδος υπολογισμού της δομής του πεδίου τάσεων με χρήση σύνθετων ποσοτικών δεδομένων τηλεπισκόπησης.

Εικόνα 1: 3-D έγχρωμη απεικόνιση της ποσοτικής ανάλυσης των δομών που φέρουν πετρελαίο / φυσικό αέριο, Qiliba περιοχή Xichang, Κίνα

Εικόνα 2: Σκίτσο χάρτη που δείχνει τη σχέση ανάμεσα στην κυκλικές και ακτινωτές δομές και τις τοπικές υπόγειες δομές ανύψωσης . (το σχέδιο στο αριστερό μέρος του χάρτη απεικονίζει κρυμμένες δομές που φέρουν πετρελαίου / αερίου: Α, Β-δεξαμενές ορυκτών θόλων, C-δεξαμενή bioherm, D-δεξαμενή σε ψαμμίτη, E-δεξαμενή σε ασβεστόλιθο, F, G δεξαμενές άλατος).

Μεθοδολογία

Έχει αποδειχθεί ότι ένα έγκοιλο που φέρει πετρέλαιο ή φυσικό αέριο γενικά εμφανίζει μια κυκλική δομή σε εικόνες τηλεπισκοπικής ανίχνευσης του, η οποία συνοδεύει μερικές πολυεπίπεδες κυκλικές δομές και ακτινωτές διαρθρώσεις στο χώρο, με την πυκνότητα της ανάπτυξης τους να αυξάνεται από το άκρο της κυκλικής δομής προς το κέντρο του (Εικόνα 2). Σύμφωνα με την μηχανική των πετρωμάτων, αυτό το είδος της άρθρωσης αναπτύσσεται κυρίως σε εύθραυστα πετρώματα. Θεωρητικά, η περιοχή με τα περισσότερα μοτίβα όπου παρουσιάζονται ανωμαλίες, έχει κάποια αντιστοίχηση με το υψηλότερο σημείο του έγκοιλου, και οι μη φυσιολογικές τιμές μειώνονται σταδιακά από το υψηλότερο σημείο προς την άκρη του. Καθορίστηκε η ποσοτική ανάλυση 2-D και 3-D σχεδίων των τοπικών δομών που φέρουν πετρέλαιο / φυσικό αέριο, μέσω της ανάλυσης διαχωρισμού φάσεων της πληροφορίας της τηλεπισκόπησης, και συνδυάστηκαν οι ποσότητες των κυκλικών διαρθρώσεων και των συναφών ακτινικών χαρακτηριστικών. Αυτά στη συνέχεια συνδυάστηκαν με GIS και γεωφυσικά δεδομένα και με μια μελέτη πεδίου για την αξιολόγηση και την ποσοτική ανάλυση των δομών που φέρουν υδρογονάνθρακες στην περιοχή Qiliba, Xichang, Κίνα (Εικόνα 3). Σύμφωνα με την παραπάνω θεωρία, αυτοί οι χάρτες μπορούν να θεωρηθούν φυσικά μοντέλα υπολογισμού των τοπικών πεδίων τάσεων. Αφού φτιαχτεί ένας χάρτης ισοϋψών με πληροφορίες της τηλεπισκόπησης, μπορεί να υπολογιστεί η δομή του πεδίου τάσεων και να ανακατασκευαστεί με βάση τη θεωρία της ελαστικής μηχανικής . Ο Καθηγητής Zheng προχώρησε σε μια μέθοδο, η οποία υπολογίζει το πεδίο τάσεων από την διάρθρωση των στρωμάτων βάσει άλλων μελετών. Βασισμένα σε ένα δομικό διάγραμμα ανύψωση μιας πτύχωσης μιας περιοχής, η μέγιστη και ελάχιστη πίεση εφελκυσμού, οι τάσεις και η χωρική κατανομή τους μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αναλυθούν οι κατευθύνσεις της θεωρητικής ανάπτυξης των ζωνών των ρωγματώσεων. Ένα μηχανικό μοντέλο μιας κανονικής πτύχωσης δείχνει ότι τα πετρώματα καμπυλώνουν και σχηματίζουν μια πτυχή όταν τους ασκείται οριζόντια τάση συμπίεσης. Οι τιμές αναφορές των πληροφοριών τηλεπισκόπησης της ανάπτυξης των δομών είναι 90-120. Οι φυσιολογικές τιμές είναι από 150 έως 460. Οι υψηλότερες ανωμαλίες (τιμές> 240) στην κατεύθυνση Α-Δ αντανακλούν πληροφορίες σε μια ζώνη ανύψωσης των κρυμμένων δομών στην κατεύθυνση Α-Δ. Οι περιοχές υψηλότερης ανωμαλίας αντιπροσωπεύουν υψηλά σημεία των κρυμμένων δομών που φέρουν πετρέλαιο / αέριο. Οι 3-D χάρτες στο άνω τμήμα των εικόνων απεικονίζουν εμφανίσεις των δομών που φέρουν πετρέλαιο / αέριο. Οι χάρτες κάτω από τις 3-D απεικονίσεις δείχνουν την κατανομή των τοπικών δομών 5,5 χιλιομέτρων κάτω από το έδαφος. Για μια σύνθετη περιοχή που έχει υποστεί πολλαπλών περιόδων δομικές μετακινήσεις, η μέθοδος της φάσης διαχωρισμού του πεδίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αποσυντεθούν τα χαρακτηριστικά σε κάθε φάση, και στη συνέχεια μπορεί να υπολογιστεί το πεδίο τάσεων κάθε φάσης σύμφωνα με την ανωτέρω μέθοδο.

Εικόνα 3: Landsat ΤΜ 4, εικόνα της περιοχής Qiliba, Η στρογγυλή λεπτομέρεια της εικόνας στο κέντρο της απεικονίζει μια τοπική δομή που φέρει πετρέλαιο / φυσικό αέριο. Η ερμηνεία χάρτης των δομών δείχνεται στην Εικόνα 4.

Εικόνα 4: Χάρτης κατανομής γραμμικών και κυκλικών δομών της Εικόνας 3.

Συμπεράσματα

Μια εικόνα τηλεπισκόπησης καταγράφει, αντικειμενικά και συνεχώς, πληροφορίες σχετικά με τα επιφανειακά γεωμετρικά σχήματα και φυσικές ιδιότητες (τόνοι / χρώματα) των τεκτονικών χαρακτηριστικών, τα συνολικά και τα επιμέρους τμήματα, και είναι ένα εξαιρετικά αποτελεσματικόεργαλείο. Καταγράφει επίσης ορισμένες πληροφορίες σχετικά με τις κρυφό-δομές. Ως εκ τούτου, με τη χρήση εικόνων τηλεπισκόπησης για την ανάλυση τεκτονικών παραμορφώσεων και την ανακατασκεή τεκτονικών πεδίων τάσεων, όχι μόνο παρέχονται χρήσιμα στοιχεία, αλλά επίσης είναι χρήσιμο για το συνδυασμό των συστημάτων ρωγματώσεων των πετρωμάτων και των τεκτονικών παραμορφώσεων με γεωλογικούς σχηματισμούς, έτσι ώστε να εξαχθούν συμπεράσματα που να είναι σύμφωνα με την πραγματικότητα. Η μελέτη έχει σημαντικές επιπτώσεις για τη θαλάσσια έρευνα της δομής και του φυσικού περιβάλλοντος και δίνει ώθηση για την ανάπτυξη των θαλάσσιων γεωφυσικών ερευνών και την εξασφάλιση των θαλάσσιων δικαιώματων και των συμφέροντων της Κίνας. Επειδή οι κυκλικές δομές και οι συναφείς γραμμικές δομές σε κυκλικά ή ακτινωτά μοτίβα αντιστοιχούν στον χώρο με την άνοδο των κρυμμένων δομών, προτείνεται μια νέα μέθοδος με την οποία μπορεί να δημιουργηθεί ένα φυσικό μοντέλο της κρυμμένης άνοδου των στρωμάτων που δημιουργεί τα έγκοιλα τα οποία φέρουν ποσότητες υδρογονανθράκων.