D-InSAR技术在油田沉降监测中的应用综述

本文综述了差分合成孔径雷达干涉测量(D-InSAR)技术在油田形变监测中的应用，通过联系其发展历史与研究现状，总结其研究成果及应用价值、实际意义，简要分析该技术在油田形变监测应用中存在的问题，并对其今后的发展趋势和前景进行展望，从而提出新的研究设想与研究内容。 *第一作者。 #通讯作者。

国家油气资源的开发过程中有着许多的安全问题，例如油气田的地质沉降，该问题会带来油气田的开采进度减缓、油气田周围地质变化等一系列影响[1]-[6]，这些影响会给国家经济带来显著的经济损失。

为了解决该问题，避免油气田地面沉降给国家带来一系列经济、资源、生命财产安全损失，油气田地面沉降进行监测具有重要的现实意义。

D-InSAR (Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar，差分雷达干涉)技术是通过两个卫星信号源得到的相位图进行差分干涉从而得到反映该区域形变的相位信息，经后续处理提取形变。其优越性在于空间分辨率高、监测范围广、效率高[1]-[21]。高分辨率SAR 的投入使用使得监测精度进一步提高。

在油田沉降监测方面， D-InSAR 也表现出了良好的潜力[1]-[14]。

本文主要介绍了D-InSAR 应用于油田沉降监测的发展历史、研究现状、所存在的问题以及发展前景。

2. D-InSAR 应用于油田沉降监测的发展历史 随着雷达技术的不断发展，国外学者不断拓展其在各领域的研究与应用，1997 年，Kooij [1]首次将D-InSAR 应用于油田沉降监测，采用多个ERS 干涉对获取了洛斯特希尔斯油田不同时期的沉降信息。

Fielding 等[2]于1998 年采用D-InSAR 方法分别获取了美国贝尔里奇油田和洛斯特希尔斯油田的沉降， 该区域在35 天内最大沉降量高达40 mm。这些早期应用为D-InSAR 油田沉降监测指明了方向。在国内， D-InSAR 应用于油田沉降监测的研究起步较晚。2014 年，孙等[4]采用斯坦福PS 干涉(StaMPS)方法[5]获取了辽宁盘锦某油田地区的沉降，最大年沉降速率高达194 mm/年。2016 年，Ji 等[6]采用SBAS 方法对新疆克拉玛依油田进行沉降监测，并基于弹性半空间理论和Okada 模型反演了储层几何参数。最近几年间，国内关于D-InSAR 油田沉降监测的研究逐渐崭露头角，相关研究受到更多关注。

3. 研究现状 3.1. 国外研究现状 国际上D-InSAR 技术很早便应用在油田形变监测中，近年来更是发展迅猛。2001 年Xu 等[3]基于D-InSAR 在时间和空间上监测了相同两个油田的地面沉降，使用一种新的算法，得出在进行观测的105 天里，洛斯特希尔斯油田沉降达到了15 cm。将结果与传统方式即通过储层参数和石油工程地质力学模型模拟的沉降值进行对比，根据生产资料模拟的表面变形计算得到的理论沉降与D-InSAR 测量值相匹配，这一结果表明，油气产量与地表沉降可以定量联系，即原则上可利用D-InSAR 进行储层参数的研究，将物理建模应用于解释D-InSAR 数据有助于确定重要的储层性质和地下流体运动。2002 年，Vasco 等[10]基于D-InSAR 沉降监测结果反演了油田储层的压强变化、渗透率和监测周期内的储量变化， 开启了D-InSAR 在储层物理状态参数反演中的应用。后续研究开始逐渐转向时序D-InSAR 的应用[4] [6] [7] [8] [9]。