基于Surfer Automation技术的磁力平剖图绘制及其应用

王耀辉 （中石油东方地球物理公司综合物化探处，河北 保定072751）

早在20世纪50年代中期，就有人在航磁测量中发现了一种与结晶基底磁异常不同的低幅度异常，通常称为 “微磁异常”[1]。当时的多数地球物理学家都认为这是一种干扰杂波，因而未予重视。到70年代中、晚期，Donovan等在研究美国俄克拉荷马州Cement油田的微磁异常后 （图1），首次正式提出这种异常是由近地表的成岩磁铁矿引起的，而且认为成岩磁铁矿的生成与油气的微渗漏有直接的关系[2，3]。

众所周知，渗漏的油气在油气藏的上方会形成蚀变还原带，经过生物或化学过程造成磁性矿物的聚集，从而形成高频微磁异常[4～6]，这一变化过程一般称作 “烟筒效应”。由于这些高频磁力异常幅度很小，在平面图上很难被发现，但是在平剖图上这些高频磁异常却能够被方便地识别出来，有利于对磁力异常作出相对可靠的分析，也能够清楚地发现高频磁异常发育的范围。为此，笔者利用Sufer及VB高级编程语言编制了一款可以识别这些高频微磁异常的软件，并结合其他资料，进一步指导油气勘探工作。

Surfer是美国Golden Software公司在Windows下开发的一款二维平面等值线绘图软件，Surfer具有强大的插值与绘制图件能力，是物探工作者必备的专业成图软件。该软件提供的Automation技术，使用户可以借助其他编程语言实现自动化成图，极大地简化了作图过程，提高了效率。Automation技术是指一个应用程序通过某个对象去 “操纵”另一个应用程序的技术。它提供了一个从应用程序外部控制某个应用程序对象的编程界面，应用程序暴露出的对象称为自动化对象，外部客户应用程序通过使用这些对象的属性、方法，就可以达到控制该应用程序的目的[7]。据此，笔者通过VB高级编程语言结合Surfer Automation技术，开发了磁力平剖图绘制软件，极大地方便了提取磁力异常中的高频微磁异常。

图1 俄克拉荷马州Cement油田部分航磁异常带平剖图（据文献 [2]，有修改）

1 磁力平剖图

平剖图也就是平面剖面图，它是把多个异常剖面图按测线的实际位置和方向展布在同一平面上，给人以立体的感觉，一般在磁测资料解释中应用较多，尤其是在寻找一些由油气藏所引起的高频微磁异常的时候，这种图件更为直观有效。

平剖图是物探解释的基础图件，它能够真实地反映数据的变化及局部细节，对找矿、圈定油气藏可以起到很重要的辅助作用[8]。

2 平剖图绘制软件编制及相关原理

平剖图绘制软件的编制，简单来说，就是利用VB编程工具，对野外实测的重磁数据按照Surfer绘图软件所需要的格式进行变换，然后在VB下采用面向对象技术与Surfer接口进行嵌入式编程[9]，自动调用前面转换后的文件，最终在Surfer里面成图和输出。具体的步骤有以下两步。

2.1 数据格式转换

平剖图既把测线位置信息又把测点异常值信息综合显示在一张平面图中，因此在成图之前，就必须把测点的异常值转换为平面的X、Y坐标 （图2）。具体的转换过程为：测线的方位角用α表示 （以正北向为0°），α可以根据测线斜率求取反正切得到。以图2中的 （a，b）坐标点为例，假设该坐标点的磁力异常值为z，它就相当于图中直角三角形的斜边边长L；而实际计算的时候，为了成图的需要，会按照一定比例进行缩小，因此L＝z/S（其中，S为缩放的比例因子）。有了L值，就可以求取异常值所对应的平面位置坐标 （x，y）了。由图2可以得知，dX＝Lcosα，dY＝Lsinα（其中，dX、dY为直角三角形X、Y方向的两个直角边长），由此就可以算出x＝a－dX，y＝b＋dY，其余点可以依次按此步骤算出。

另外一个重要的步骤是求取异常曲线与测线的交点坐标。由图2可以看出，通过求取两个相交直线交点的方法求出，即求解两个直线方程即可。所有的交点均按此方法依次求出。

有了以上这些坐标数据，就可以把测线的正负异常坐标文件分别存储为两个Surfer BaseMap文件，其目的是为了便于正负异常填充不同的颜色，文件的后缀为＊.bln。

2.2 VB调用Surfer自动绘制平剖图

在调用Surfer来绘图时，首先要创建Surfer的应用 （Application）对象，它是这种编程方法的关键。其中CreateObject是VB提供的一个方法[10]，它创建并返回一个对ActiveX对象的引用。CreateObject方法在系统注册表单查找 “Surfer.Application”项，并自动激活Surfer服务。若Surfer已启动，也可以通过GetObject方法来获取Application对象[11]。具体使用以下语句来创建Application对象❶Gloden Software Inc.Surfer User‘s Guide，2002.：

Set SurferApp＝CreateObject（“Surfer.Application”）//Surfer软件未启动

图2 坐标转换示意图

Set SurferApp＝GetObject（“Surfer.Application”）//Surfer软件已启动

创建Application对象后，就可以实现对Surfer的调用。创建了Application对象只是完成了对Surfer的启动，要完成具体的下一级工作，需要用其包含的各种属性和方法来实现。主要用到其Documents属性，从中还可以派生出具体的Documents对象。例如，可以通过Documents对象的 “Add”方法增加一个PlotDocument绘图文档，PlotDocument下面又包含很多属性和方法，其中要用到的就是Shapes属性，通过它可以创建Shapes对象，用Shapes对象下的 “AddBaseMap”方法就可以自动绘制一个基面图了。具体代码如下：

Dim Surfer As Object//声明Surfer为一个对象

Dim PlotDocument As Object//声明PlotDocument为一个对象

Dim Shapes As Object//声明Shapes为一个对象

Dim MapFrame As Object//声明MapFrame为一个对象

Set Surfer＝CreateObject（“Surfer.Application”）//创建Surfer对象

Surfer.Visible＝True//使Surfer对象可见

Set PlotDocument＝Surfer.Documents.Add （）//添加一个绘图文档

Set Shapes＝PlotDocument.Shapes//创建一个绘图对象

Set MapFrame＝Shapes.AddBaseMap （ImportFilename：＝ “1.bln”）//绘制一张基面图

通过以上2个步骤，就可以自动绘制平剖图了，具体编制的程序主界面如图3所示。

图3 程序运行界面

3 应用实例

柴达木盆地SH东部地区第四系生物气资源极为丰富，并且天然气埋藏浅、构造幅度小，在常规地震一时难以发现圈闭的情况下，有必要尝试使用一些非常规的处理解释方法。为此，笔者利用开发的磁力平剖图绘制软件提取了该区的高频微磁异常分布区域 （图4），结合其他勘探资料，划分了含油气有利区域。图4中虚线圈定的区域是该次新划分的磁力异常区，黑色实线圈定的是已知的TN1号气田和SB1号气田，其中TJ1井、TZ1井、TZ2井、T5－7井、SS17井、S29井、S27井都是工业气流井，可以看出在这些气井周围，高频微磁异常都有发育。

充满油气的多孔储集层与其围岩之间的负密度差可达0.2～0.6g/cm3，因此油气储集层能够引起明显的重力负异常。王西文等[12]通过分析所观测的重力异常值发现，在含油气区上方存在有0.1×10－5～0.3×10－5m·s－2的负异常，当这些气藏埋藏深度比较浅，构造幅度比较平缓，就能够观测到比较明显的重力负异常，但是对于背斜构造油气藏，当其含油构造仅占背斜构造的百分之几时，油气藏所产生的微弱重力异常在构造重力异常背景上反映不出其局部负异常的特性。在提取的该区浅层剩余重力异常图（图5）上发现，已知的TN1号气田和SB1号气田均表现为非常一致的重力低异常，与磁力平剖图结果一致。

图4 磁力平剖图

图5 浅层剩余重力异常图

4 结语

通过对Surfer Automation技术的介绍，了解其在VB编程环境下的基本绘图流程。结合应用实例分析，表明了这种方法在实际工作中是非常有意义的。

高频微磁异常确实对油气有指示作用，但油气田上方存在的微磁异常受到多种因素的控制，其中既包括与油气微渗漏相关的微磁异常，又包括由碎屑磁铁矿、沉积岩的燃烧变质作用和其他干扰因素产生的微磁异常。只有正确理解其形成机制及其本身存在的局限性，以及结合其他勘探资料进行综合解释，才能正确地应用微磁异常直接寻找油气藏。

在VB编程环境中通过对Surfer Automation对象进行调用，完成了一些复杂的绘图工作，所绘图件不仅美观，而且能解决实际生产中的问题。由于是在Sufer环境下成图，因此还可以与同一工区内的其他地理要素进行快速的叠合，为重、磁、电、震、化综合解释工作提供了极大的方便。

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