基于Surfer Automation技術的磁力平剖圖繪制及其應用

王耀輝 （中石油東方地球物理公司綜合物化探處，河北 保定072751）

早在20世紀50年代中期，就有人在航磁測量中發(fā)現了一種與結晶基底磁異常不同的低幅度異常，通常稱為 “微磁異?！盵1]。當時的多數地球物理學家都認為這是一種干擾雜波，因而未予重視。到70年代中、晚期，Donovan等在研究美國俄克拉荷馬州Cement油田的微磁異常后 （圖1），首次正式提出這種異常是由近地表的成巖磁鐵礦引起的，而且認為成巖磁鐵礦的生成與油氣的微滲漏有直接的關系[2，3]。

眾所周知，滲漏的油氣在油氣藏的上方會形成蝕變還原帶，經過生物或化學過程造成磁性礦物的聚集，從而形成高頻微磁異常[4～6]，這一變化過程一般稱作 “煙筒效應”。由于這些高頻磁力異常幅度很小，在平面圖上很難被發(fā)現，但是在平剖圖上這些高頻磁異常卻能夠被方便地識別出來，有利于對磁力異常作出相對可靠的分析，也能夠清楚地發(fā)現高頻磁異常發(fā)育的范圍。為此，筆者利用Sufer及VB高級編程語言編制了一款可以識別這些高頻微磁異常的軟件，并結合其他資料，進一步指導油氣勘探工作。

Surfer是美國Golden Software公司在Windows下開發(fā)的一款二維平面等值線繪圖軟件，Surfer具有強大的插值與繪制圖件能力，是物探工作者必備的專業(yè)成圖軟件。該軟件提供的Automation技術，使用戶可以借助其他編程語言實現自動化成圖，極大地簡化了作圖過程，提高了效率。Automation技術是指一個應用程序通過某個對象去 “操縱”另一個應用程序的技術。它提供了一個從應用程序外部控制某個應用程序對象的編程界面，應用程序暴露出的對象稱為自動化對象，外部客戶應用程序通過使用這些對象的屬性、方法，就可以達到控制該應用程序的目的[7]。據此，筆者通過VB高級編程語言結合Surfer Automation技術，開發(fā)了磁力平剖圖繪制軟件，極大地方便了提取磁力異常中的高頻微磁異常。

圖1 俄克拉荷馬州Cement油田部分航磁異常帶平剖圖（據文獻 [2]，有修改）

1 磁力平剖圖

平剖圖也就是平面剖面圖，它是把多個異常剖面圖按測線的實際位置和方向展布在同一平面上，給人以立體的感覺，一般在磁測資料解釋中應用較多，尤其是在尋找一些由油氣藏所引起的高頻微磁異常的時候，這種圖件更為直觀有效。

平剖圖是物探解釋的基礎圖件，它能夠真實地反映數據的變化及局部細節(jié)，對找礦、圈定油氣藏可以起到很重要的輔助作用[8]。

2 平剖圖繪制軟件編制及相關原理

平剖圖繪制軟件的編制，簡單來說，就是利用VB編程工具，對野外實測的重磁數據按照Surfer繪圖軟件所需要的格式進行變換，然后在VB下采用面向對象技術與Surfer接口進行嵌入式編程[9]，自動調用前面轉換后的文件，最終在Surfer里面成圖和輸出。具體的步驟有以下兩步。

2.1 數據格式轉換

平剖圖既把測線位置信息又把測點異常值信息綜合顯示在一張平面圖中，因此在成圖之前，就必須把測點的異常值轉換為平面的X、Y坐標 （圖2）。具體的轉換過程為：測線的方位角用α表示 （以正北向為0°），α可以根據測線斜率求取反正切得到。以圖2中的 （a，b）坐標點為例，假設該坐標點的磁力異常值為z，它就相當于圖中直角三角形的斜邊邊長L；而實際計算的時候，為了成圖的需要，會按照一定比例進行縮小，因此L＝z/S（其中，S為縮放的比例因子）。有了L值，就可以求取異常值所對應的平面位置坐標 （x，y）了。由圖2可以得知，dX＝Lcosα，dY＝Lsinα（其中，dX、dY為直角三角形X、Y方向的兩個直角邊長），由此就可以算出x＝a－dX，y＝b＋dY，其余點可以依次按此步驟算出。

另外一個重要的步驟是求取異常曲線與測線的交點坐標。由圖2可以看出，通過求取兩個相交直線交點的方法求出，即求解兩個直線方程即可。所有的交點均按此方法依次求出。

有了以上這些坐標數據，就可以把測線的正負異常坐標文件分別存儲為兩個Surfer BaseMap文件，其目的是為了便于正負異常填充不同的顏色，文件的后綴為＊.bln。

2.2 VB調用Surfer自動繪制平剖圖

在調用Surfer來繪圖時，首先要創(chuàng)建Surfer的應用 （Application）對象，它是這種編程方法的關鍵。其中CreateObject是VB提供的一個方法[10]，它創(chuàng)建并返回一個對ActiveX對象的引用。CreateObject方法在系統(tǒng)注冊表單查找 “Surfer.Application”項，并自動激活Surfer服務。若Surfer已啟動，也可以通過GetObject方法來獲取Application對象[11]。具體使用以下語句來創(chuàng)建Application對象?Gloden Software Inc.Surfer User‘s Guide，2002.：

Set SurferApp＝CreateObject（“Surfer.Application”）//Surfer軟件未啟動

圖2 坐標轉換示意圖

Set SurferApp＝GetObject（“Surfer.Application”）//Surfer軟件已啟動

創(chuàng)建Application對象后，就可以實現對Surfer的調用。創(chuàng)建了Application對象只是完成了對Surfer的啟動，要完成具體的下一級工作，需要用其包含的各種屬性和方法來實現。主要用到其Documents屬性，從中還可以派生出具體的Documents對象。例如，可以通過Documents對象的 “Add”方法增加一個PlotDocument繪圖文檔，PlotDocument下面又包含很多屬性和方法，其中要用到的就是Shapes屬性，通過它可以創(chuàng)建Shapes對象，用Shapes對象下的 “AddBaseMap”方法就可以自動繪制一個基面圖了。具體代碼如下：

Dim Surfer As Object//聲明Surfer為一個對象

Dim PlotDocument As Object//聲明PlotDocument為一個對象

Dim Shapes As Object//聲明Shapes為一個對象

Dim MapFrame As Object//聲明MapFrame為一個對象

Set Surfer＝CreateObject（“Surfer.Application”）//創(chuàng)建Surfer對象

Surfer.Visible＝True//使Surfer對象可見

Set PlotDocument＝Surfer.Documents.Add （）//添加一個繪圖文檔

Set Shapes＝PlotDocument.Shapes//創(chuàng)建一個繪圖對象

Set MapFrame＝Shapes.AddBaseMap （ImportFilename：＝ “1.bln”）//繪制一張基面圖

通過以上2個步驟，就可以自動繪制平剖圖了，具體編制的程序主界面如圖3所示。

圖3 程序運行界面

3 應用實例

柴達木盆地SH東部地區(qū)第四系生物氣資源極為豐富，并且天然氣埋藏淺、構造幅度小，在常規(guī)地震一時難以發(fā)現圈閉的情況下，有必要嘗試使用一些非常規(guī)的處理解釋方法。為此，筆者利用開發(fā)的磁力平剖圖繪制軟件提取了該區(qū)的高頻微磁異常分布區(qū)域 （圖4），結合其他勘探資料，劃分了含油氣有利區(qū)域。圖4中虛線圈定的區(qū)域是該次新劃分的磁力異常區(qū)，黑色實線圈定的是已知的TN1號氣田和SB1號氣田，其中TJ1井、TZ1井、TZ2井、T5－7井、SS17井、S29井、S27井都是工業(yè)氣流井，可以看出在這些氣井周圍，高頻微磁異常都有發(fā)育。

充滿油氣的多孔儲集層與其圍巖之間的負密度差可達0.2～0.6g/cm3，因此油氣儲集層能夠引起明顯的重力負異常。王西文等[12]通過分析所觀測的重力異常值發(fā)現，在含油氣區(qū)上方存在有0.1×10－5～0.3×10－5m·s－2的負異常，當這些氣藏埋藏深度比較淺，構造幅度比較平緩，就能夠觀測到比較明顯的重力負異常，但是對于背斜構造油氣藏，當其含油構造僅占背斜構造的百分之幾時，油氣藏所產生的微弱重力異常在構造重力異常背景上反映不出其局部負異常的特性。在提取的該區(qū)淺層剩余重力異常圖（圖5）上發(fā)現，已知的TN1號氣田和SB1號氣田均表現為非常一致的重力低異常，與磁力平剖圖結果一致。

圖4 磁力平剖圖

圖5 淺層剩余重力異常圖

4 結語

通過對Surfer Automation技術的介紹，了解其在VB編程環(huán)境下的基本繪圖流程。結合應用實例分析，表明了這種方法在實際工作中是非常有意義的。

高頻微磁異常確實對油氣有指示作用，但油氣田上方存在的微磁異常受到多種因素的控制，其中既包括與油氣微滲漏相關的微磁異常，又包括由碎屑磁鐵礦、沉積巖的燃燒變質作用和其他干擾因素產生的微磁異常。只有正確理解其形成機制及其本身存在的局限性，以及結合其他勘探資料進行綜合解釋，才能正確地應用微磁異常直接尋找油氣藏。

在VB編程環(huán)境中通過對Surfer Automation對象進行調用，完成了一些復雜的繪圖工作，所繪圖件不僅美觀，而且能解決實際生產中的問題。由于是在Sufer環(huán)境下成圖，因此還可以與同一工區(qū)內的其他地理要素進行快速的疊合，為重、磁、電、震、化綜合解釋工作提供了極大的方便。

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