一种获取高角度节理膝折构造的方法技术

本发明专利技术公开了一种获取高角度节理膝折构造的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立地质体模型，地质体模型包括多层岩层；2)在地质体模型上间隔设置第一节理组和第二节理组；3)在地质体模型上膝折构造的形成过程中，确定第一节理组和第二节理组之间的第一部分岩层的运动量，并确定第一节理组外侧的第二部分岩层和第二节理组外侧的第三部分岩层的运动量；4)计算地质体模型上膝折构造形成后整体长度的缩短量和整体高度的增加量。本发明专利技术能够定量分析膝折构造的形成过程和形成机制。

【技术实现步骤摘要】
一种获取高角度节理膝折构造的方法
本专利技术涉及一种获取高角度(倾角大于45度)节理(裂隙)膝折构造的方法，属于构造地质学领域。
技术介绍
膝折带又称扭折带，在形成过程中伴随着地层的扩容和断裂的形成，对油气资源的运移和矿床的富集等具有重要影响。由一系列互相平行的膝折带组成的尖棱褶皱称为膝折褶皱。膝折带的规模可大可小，大者尺度可以达到几十千米，小者尺度可以为几个毫米，甚至是微米级别。膝折构造是多层岩系在水平剪切与弯滑作用下十分常见的褶皱变形。通过研究发现，中国的挤压盆地和伸展盆地中分别存在发育的膝折构造。而墨西哥湾盆地的膝折构造同时也是油气运聚的重要场所，即在膝折构造中发现有大量的油气。在现有技术中，虽然众多的文献对于膝折的形成机制做了深入探讨，但是均处在定性描述的范畴。而且一般以手绘图的方式再现膝折构造形成的过程，鲜见定量化模拟，从而导致不便于在工业上定量评价矿脉的经济价值。同时在油气地质勘探中，也不利于评价扩容和油气运移的关系。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种获取高角度节理膝折构造的方法。能够定量分析膝折构造的形成过程和形成机制。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种获取高角度节理膝折构造的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立地质体模型，地质体模型包括多层岩层；2)在地质体模型上间隔设置第一节理组和第二节理组；3)在地质体模型上膝折构造的形成过程中，确定第一节理组和第二节理组之间的第一部分岩层的运动量，并确定第一节理组外侧的第二部分岩层和第二节理组外侧的第三部分岩层的运动量；4)计算地质体模型上膝折构造形成后整体长度的缩短量和整体高度的增加量。在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组之间的第一部分岩层的运动量包括第一部分岩层的旋转运动量和第一部分岩层中相邻两岩层之间的相对滑动量；第一节理组外侧的第二部分岩层的运动量包括第二部分岩层的平移运动量和第二部分岩层相邻两岩层之间的相对滑动量；第二节理组外侧的第三部分岩层的运动量第三部分岩层的平移运动量和第三部分岩层中的相邻两岩层之间的相对滑动量。在所述步骤2)中，第一节理组和第二节理组呈平行布置；在所述步骤2)中，第一节理组和第二节理组均为直线时，确定第一节理组所依据的方程为：yl1＝kxl1+b1(1)式中，x11为第一节理组上任意点的横坐标，yl1为第一节理组上任意点的纵坐标，b1为方程(1)的截距，以确定第一节理组的位置，k为斜率，k的绝对值为节理组的倾角，k的绝对值大于等于1，k的绝对值越大，表示节理组越陡；在所述步骤2)中，第一节理组和第二节理组均为直线时，确定第二节理组所依据的方程为：yl2＝kxl2+b2(2)式中，xl2为第二节理组上任意点的横坐标，yl2为第二节理组上任意点的纵坐标，b2为方程(2)的截距，以确定第二节理组的位置；在所述步骤2)中，各岩层上的第一节理和第二节理均为直立节理时，确定第一部分岩层各岩层的左边界所依据的公式为：式中，xzuo为确定第一部分岩层各岩层的左边界的横坐标，各岩层的左边界为一竖直的线段，各岩层左边界的纵坐标的最小值为ybottom+∑Thicki-1，各岩层左边界的纵坐标极大值为ybottom+∑Thicki，ratio为比例因子，0≤ratio≤1；此时ratio的地质意义是确保第一部分岩层中各岩层左边界的位置正好位于在由公式(1)确定的直线与相应岩层的顶边界和底边界的两个交点之间；在所述步骤2)中，各岩层上的第一节理和第二节理均为直立节理时，确定第一部分岩层各岩层的右边界所依据的公式为：式中，yyou为确定第一部分岩层各岩层右边界的横坐标，各岩层右边界为一竖直的线段，各岩层右边界的纵坐标的最小值为ybottom+∑Thicki-1，左边界纵坐标的极大值为ybottom+∑Thicki-1，此时ratio的地质意义是确保第一部分各岩层右边界的位置正好在由公式(2)确定的直线与相应岩层的顶边界和底边界的两个交点之间。在所述步骤3)中，第一部分岩层中各岩层在旋转的同时还相互间发生滑动，第一部分岩层中各岩层之间形成相应空间分别容纳第二部分岩层和第三部分岩层的相应岩层；确定第一部分岩层上的任意点(xA，yA)运动到点(x′A，y′A)的位置，其运动量所依据的公式为：xrotate＝(xA-xo)cosα+(yA-y0)sinα+xo(5)yrotate＝-(xA-xo)sinα+(yA-yo)cosα+yo(6)式中，α为旋转角度，单位为弧度，逆时针旋转时α为负，顺时针旋转时α为正，xrotate为第一部分岩层上任意点(xA，yA)相对于旋转点ro旋转角度α后转动部分的x分量，yrotate为第一部分岩层上任意点(xA，yA)相对于旋转点ro旋转角度α后转动部分的y分量，xo为旋转点ro的横坐标，yo为旋转点ro的纵坐标，xA为第一部分岩层上任意点(xA，yA)旋转前的横坐标，yA为第一部分岩层上任意点(xA，yA)旋转前的纵坐标，为第一部分岩层中各岩层相对其下伏岩层滑动部分的x分量，为第一部分岩层中各岩层相对其下伏岩层的滑动部分的y分量，其中第一部分岩层的底部岩层不发生滑动，x′A为第一部分岩层上任意点(xA，yA)旋转和滑动后的横坐标，y′A为第一部分岩层上任意点旋转和滑动后的纵坐标；在所述步骤3)中，确定第一部分岩层中相邻两岩层的相对滑动量所依据的公式为：式中，Thicki为第一部分岩层中任意岩层的厚度，为第一部分岩层中任意岩层相对其下伏岩层滑动的x分量，为第一部分岩层中任意岩层相对其下伏岩层滑动的y分量，分别为消弭第一部分岩层中相邻两岩层由于旋转角度α后各层位之间造成的体积占位的x分量和y分量，分别为消弭两节理组的斜率造成的第一部分岩层中相邻两岩层之间的体积占位的x分量和y分量，为i为地质体模型上第i层的层号；在所述步骤3)中，确定第一部分岩层上的任意点(xA，yA)运动到第一部分岩层上的另一点(x′A，y′A)所依据的公式为：在所述步骤3)中，确定第一部分岩层中任意岩层相对其下伏岩层的滑动量所依据的公式为：式中，Mi为第一部分岩层中任意岩层相对其下伏岩层的滑动量。在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组均为直线时，确定第二部分岩层中各岩层的右上角顶点(ybottom+∑Thicki)运动到第二部分岩层上的点P(xleft，yleft)所依据的公式为：Δyleft＝yleft-(ybottom+∑Thicki)(17)式中，xleft为点P的横坐标，yleft为点P的纵坐标，Δxleft为点P相对于第二部分岩层中各岩层的右上角顶点运动后相对于运动前沿x轴的变化量，Δyleft为点P相对于第二部分岩层中各岩层的右上角顶点运动后相对于运动前沿y轴的变化量，ybottom为地质体模型底部岩层的原始底边界对应的y轴坐标值，公式(14)和(15)的地质学含义表示第二部分岩层中相应岩层的右上角顶点也是第一部分岩层中各岩层的左上角顶点，其运动规律受到第一部分岩层运动准则的限制；在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组均为直线时，确定第二部分岩层上任意点(xL，yL)，适应于第一部分岩层的运动，运动到位置(x′L，y′L)所依据的公式为：x′L＝xL+Δxleft(18)y′L＝yL+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获取高角度节理膝折构造的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立地质体模型，地质体模型包括多层岩层；2)在地质体模型上间隔设置第一节理组和第二节理组；3)在地质体模型上膝折构造的形成过程中，确定第一节理组和第二节理组之间的第一部分岩层的运动量，并确定第一节理组外侧的第二部分岩层和第二节理组外侧的第三部分岩层的运动量；4)计算地质体模型上膝折构造形成后整体长度的缩短量和整体高度的增加量。

【技术特征摘要】
1.一种获取高角度节理膝折构造的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立地质体模型，地质体模型包括多层岩层；2)在地质体模型上间隔设置第一节理组和第二节理组；3)在地质体模型上膝折构造的形成过程中，确定第一节理组和第二节理组之间的第一部分岩层的运动量，并确定第一节理组外侧的第二部分岩层和第二节理组外侧的第三部分岩层的运动量；4)计算地质体模型上膝折构造形成后整体长度的缩短量和整体高度的增加量。2.根据权利要求1所述的一种获取高角度节理膝折构造的方法，其特征在于，在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组之间的第一部分岩层的运动量包括第一部分岩层的旋转运动量和第一部分岩层中相邻两岩层之间的相对滑动量；第一节理组外侧的第二部分岩层的运动量包括第二部分岩层的平移运动量和第二部分岩层相邻两岩层之间的相对滑动量；第二节理组外侧的第三部分岩层的运动量第三部分岩层的平移运动量和第三部分岩层中的相邻两岩层之间的相对滑动量。3.根据权利要求1或2所述的一种获取高角度节理膝折构造的方法，其特征在于，在所述步骤2)中，第一节理组和第二节理组呈平行布置；在所述步骤2)中，第一节理组和第二节理组均为直线时，确定第一节理组所依据的方程为：yl1＝kxl1+b1(1)式中，xl1为第一节理组上任意点的横坐标，y11为第一节理组上任意点的纵坐标，b1为方程(1)的截距，以确定第一节理组的位置，k为斜率，k的绝对值为节理组的倾角，k的绝对值大于等于1，k的绝对值越大，表示节理组越陡；在所述步骤2)中，第一节理组和第二节理组均为直线时，确定第二节理组所依据的方程为：yl2＝kxl2+b2(2)式中，xl2为第二节理组上任意点的横坐标，yl2为第二节理组上任意点的纵坐标，b2为方程(2)的截距，以确定第二节理组的位置；在所述步骤2)中，各岩层上的第一节理和第二节理均为直立节理时，确定第一部分岩层各岩层的左边界所依据的公式为：式中，xzuo为确定第一部分岩层各岩层的左边界的横坐标，各岩层的左边界为一竖直的线段，各岩层左边界的纵坐标的最小值为ybottom+∑Thicki-1，各岩层左边界的纵坐标极大值为ybottom+∑Thicki，ratio为比例因子，0≤ratio≤1；此时ratio的地质意义是确保第一部分岩层中各岩层左边界的位置正好位于在由公式(1)确定的直线与相应岩层的顶边界和底边界的两个交点之间；在所述步骤2)中，各岩层上的第一节理和第二节理均为直立节理时，确定第一部分岩层各岩层的右边界所依据的公式为：式中，yyou为确定第一部分岩层各岩层右边界的横坐标，各岩层右边界为一竖直的线段，各岩层右边界的纵坐标的最小值为ybottom+∑Thicki-1，左边界纵坐标的极大值为ybottom+∑Thicki-1，此时ratio的地质意义是确保第一部分各岩层右边界的位置正好在由公式(2)确定的直线与相应岩层的顶边界和底边界的两个交点之间。4.根据权利要求3所述的一种获取高角度节理膝折构造的方法，其特征在于，在所述步骤3)中，第一部分岩层中各岩层在旋转的同时还相互间发生滑动，第一部分岩层中各岩层之间形成相应空间分别容纳第二部分岩层和第三部分岩层的相应岩层；确定第一部分岩层上的任意点(xA，yA)运动到点(x′A，y′A)的位置，其运动量所依据的公式为：xrotate＝(xA-xo)cosα+(yA-y0)sinα+xo(5)yrotate＝-(xA-xo)sinα+(yA-yo)cosα+yo(6)式中，α为旋转角度，单位为弧度，逆时针旋转时α为负，顺时针旋转时α为正，xrotate为第一部分岩层上任意点(xA，yA)相对于旋转点ro旋转角度α后转动部分的x分量，yrotate为第一部分岩层上任意点(xA，yA)相对于旋转点ro旋转角度α后转动部分的y分量，xo为旋转点ro的横坐标，yo为旋转点ro的纵坐标，xA为第一部分岩层上任意点(xA，yA)旋转前的横坐标，yA为第一部分岩层上任意点(xA，yA)旋转前的纵坐标，为第一部分岩层中各岩层相对其下伏岩层滑动部分的x分量，为第一部分岩层中各岩层相对其下伏岩层的滑动部分的y分量，其中第一部分岩层的底部岩层不发生滑动，x′A为第一部分岩层上任意点(xA，yA)旋转和滑动后的横坐标，y′A为第一部分岩层上任意点旋转和滑动后的纵坐标；在所述步骤3)中，确定第一部分岩层中相邻两岩层的相对滑动量所依据的公式为：式中，Thicki为第一部分岩层中任意岩层的厚度，为第一部分岩层中任意岩层相对其下伏岩层滑动的x分量，为第一部分岩层中任意岩层相对其下伏岩层滑动的y分量，分别为消弭第一部分岩层中相邻两岩层由于旋转角度α后各层位之间造成的体积占位的x分量和y分量，分别为消弭两节理组的斜率造成的第一部分岩层中相邻两岩层之间的体积占位的x分量和y分量，为i为地质体模型上第i层的层号；在所述步骤3)中，确定第一部分岩层上的任意点(xA，yA)运动到第一部分岩层上的另一点(x′A，y′A)所依据的公式为：在所述步骤3)中，确定第一部分岩层中任意岩层相对其下伏岩层的滑动量所依据的公式为：式中，Mi为第一部分岩层中任意岩层相对其下伏岩层的滑动量。5.根据权利要求3所述的一种获取高角度节理膝折构造的方法，其特征在于，在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组均为直线时，确定第二部分岩层中各岩层的右上角顶点运动到第二部分岩层上的点P(xleft，yleft)所依据的公式为：Δyleft＝yleft-(ybottom+∑Thicki)(17)式中，xleft为点P的横坐标，yleft为点P的纵坐标，Δxleft为点P相对于第二部分岩层中各岩层的右上角顶点运动后相对于运动前沿x轴的变化量，Δyleft为点P相对于第二部分岩层中各岩层的右上角顶点运动后相对于运动前沿y轴的变化量，ybottom为地质体模型底部岩层的原始底边界对应的y轴坐标值，公式(14)和(15)的地质学含义表示第二部分岩层中相应岩层的右上角顶点也是第一部分岩层中各岩层的左上角顶点，其运动规律受到第一部分岩层运动准则的限制；在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组均为直线时，确定第二部分岩层上任意点(xL，yL)，适应于第一部分岩层的运动，运动到位置(x′L，y′L)所依据的公式为：x′L＝xL+Δxleft(18)y′L＝yL+Δyleft(19)式中，x′L为第二部分任意点(xL，yL)运动后的横坐标，y′L为第二部分任意点(xL，yL)运动后的纵坐标，xL为第二部分岩层上任意点(xL，yL)运动前的横坐标，yL为第二部分岩层上任意点(xL，yL)运动前的纵坐标；根据公式(14)～(19)，确定第二部分岩层上的任意点(xL，yL)运动到(x′L，y′L)的位置所依据的公式为：6.根据权利要求3所述的一种获取高角度节理膝折构造的方法，其特征在于，在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组均为直线时，确定第三部分岩层中各岩层的左下角顶点运动到点Q(xright，yright)所依据的公式为：Δyright＝yright-ybottom-∑Thicki-1(25)式中，xright为点Q的横坐标，yright为点Q的纵坐标，Δxright为点Q相对于第三部分岩层中各岩层的左下角顶点运动后相对于运动前沿x轴的变化量，Δyright为点Q相对于第三部分岩层中各岩层的左下角顶点运动后相对于运动前沿y轴的变化量，公式(22)和(23)的地质学含义表示第三部分岩层中各岩层的左下角顶点也是第一部分岩层中相应岩层的右下角顶点，其运动规律受到第一部分岩层运动准则的限制，∑Thicki-1为相应岩层的所有下伏...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋海明，云金表，刘全有，宁飞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11