石油和天然气开采以及采矿活动是地表变形的原因之一。 这些活动通常包括抽取地下水或注入地热流体，这可能导致地面逐渐下沉（地面缓慢下沉），使建筑物、基础设施或管道的稳定性面临山体滑坡或其他地质灾害的风险。 监测地表变形的空间分布和时间变化对于采掘资产的稳定性和风险预警至关重要。 因此，对异常变形的快速识别和分析有助于警告损坏、倒塌和最终危及生命的事故。
地形变化是陆上石油和天然气开采行业的一个重要问题。 石油和天然气开采活动会导致地面沉降，而地面沉降通常具有较大的空间变化，从而威胁到井筒结构的稳定性。 在通常用于提高萃取效率的流体注入的情况下，显着的提升表明该过程效率较低。 这意味着，地表变形的检查不仅是一个安全问题，以避免地质危害和对石油和天然气基础设施的破坏，而且是为了更高效开发的商业利益。
使用传统的野外勘测方法监测数百平方公里的大型油气田的毫米级地表形变，既费时又费钱。 GPS站点监测精度是准确的，但它不能提供高度空间分布的测量，因为只能使用有限数量的点来获取一小部分感兴趣区域。 虽然这两种方法在监测、维护和风险预警方面发挥着关键作用，但它们并不能以合理的运营成本提供真实的地面位移时间和完整的空间覆盖。 此外，现场勘测还存在许多安全问题。
图：使用ENVI深度学习软件从高分辨率光学卫星图像中自动检测某个区域的井位。
基于星载
卫星遥感和地理空间技术发展迅速，如今，天基合成孔径雷达（SAR）的使用为基础设施、建筑工地、矿山、油气田等领域的风险和稳定性监测提供了一种高效、准确、低成本的方法。 星载差分干涉SAR （DINSAR） 特别适用于测量两个时间点的突然表面变形，例如前期和后期。 当涉及到缓慢的表面变形时，例如材料压实、地面沉降或表面蠕变，可以使用先进的多相干涉叠加技术来获得更高的精度。
一般来说，目前应用的SAR干扰叠加技术有两种。 持久散射器方法通常用于监测具有大量人造特征的区域，例如建筑物、桥梁、水坝等。 小基线 （SBAS） 方法通常用于监控自然要素或其他类型的非几何要素对象。 先进的PS和SBAS干涉叠加技术对时间序列SAR图像进行分析，以毫米级灵敏度获得大面积和长期慢速地形运动的空间分布和时间演化。
与只能在阳光明媚的白天工作的被动光学遥感传感器不同，SAR系统是有源传感器，使它们能够昼夜收集数据，甚至穿过云层。 通过SAR遥感技术的全天候特性，可以快速开展重要基础设施的地表变形监测。
图：基于SBAS的油田年平均垂直位移率。 正值（即表面隆起呈红色）大多靠近注入流体的区域（来源**：sarmap s.）。a.)。
利用
最近的一项研究（Bayramov 等人，2022 年）详细介绍了 2018-2021 年使用SAR卫星数据和技术来检测哈萨克斯坦Tengiz油田采油引起的沉降。 Tengiz油田位于里海沿岸，面积约2500平方公里，长19公里，宽21公里，厚15 公里。 它是哈萨克斯坦最大、最深的油田之一，钻探了 100 多口井。
该研究旨在评估流体开采和注入引起的地表位移对地质灾害风险的影响，同时有助于提高采矿效率和改进储层建模。 通过干涉SAR获得的密集且高精度的垂直和水平位移测量值为常规储层监测、表征和地质力学分析提供了所需的关键信息。
本研究采用SAR干扰叠加技术中的SBAS方法，基于高分辨率SAR卫星Cosmo-Skymed、TerraSAR-X和中分辨率Sentinel-1，获得了垂直和水平表面位移的时间演化。 获取了分布式目标的高精度位移信息。
该研究的作者使用Envi Sarscape软件进行分析。 研究人员发现，Tenggiz油田的最大平均垂直沉降时间为57毫米年。 观察到 15 口井和 3 个设施位于 - 55测得的沉降范围在 6 毫米年到 - 42 毫米年之间。
这种空间和时间流离失所信息可以为决策者提供早期预警信号，以帮助评估优先区域的危险程度，并确定需要更密切监测的地方。 然而，据研究人员称，目前没有公开的数据或明确的标准来评估这些表面变形率是否应被视为对油田安全运行的风险。
研究人员认为，采油和注油技术是影响Tengiz油田地面变形的关键因素。 然而，由于油井的分布密度在空间上与探测到的沉降热点并不完全相关，作者推断，观测到的沉降过程不仅是石油生产活动的结果，而且要考虑的第二个关键因素是与两个**断层相关的自然结构。 第三个关键因素是水流的方向。 沉降热点与里海海岸的接近程度是第四个关键因素，因为土壤结构和含水量的变化增加了沉降的趋势。 研究人员得出结论，观察到的表面变形的主要原因是由人为和自然因素引起的。
图：哈萨克斯坦Tengiz油田、油井和断层的分布（Bayramov et al.）。， 2022)。
图：2018-2020年油井和储层深度3D模型，（a）垂直（提升和下沉）位移速度和（b）水平（东西）位移速度。 (bayramov et al.， 2022)。
SAR干涉测量为监测油气田的地表变形提供了一种高效且具有成本效益的解决方案。 基于SAR干扰叠加技术，利用SAR卫星的能力来测量感兴趣区域的地面位移演化和动态变化。 该技术可以对大面积和长时间的缓慢地形运动进行高分辨率、毫米级的观测，为地质灾害风险评估和改进生产和储层动力学行为建模提供关键信息。
以下是共享雷达图像数据的方法：
（1） 人员，仅限于感兴趣的用户。
（2）各类项目（包括各类科研项目）申请此数据投掷可享受免费政策，但需向该号码捐赠一定数量的硬盘才能获得。
（3）捐赠硬盘获取数据，无需留言。
点赞、分享、关注我们得到数据！！
还有什么可看的？ 快点做三倍和点击原文获取数据！