一种获取扩容膝折构造的方法技术

本发明专利技术公开了一种获取扩容膝折构造的方法，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)在地质体模型上获取第一节理组和第二节理组，第一节理组与第二节理组呈间隔平行布置；3)在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，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，确定第一部分岩层中相邻两岩层之间的扩容量，并确定地质体模型的整体长度变化量和整体高度变化量。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，并能够定量分析膝折构造形成过程中出现的扩容现象。

【技术实现步骤摘要】
一种获取扩容膝折构造的方法
本专利技术涉及一种获取扩容膝折构造的方法，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均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。另外，通过对一般构造恢复软件的调查，由于目前的商业软件还没有针对膝折构造的算法和模块，因此无法分析膝折构造形成过程中出现的扩容现象。导致不便于在工业上定量评价矿脉的经济价值，以及扩容造成的通道是否相关矿液流动。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扩容膝折构造的方法。能够定量分析膝折构造的形成过程和形成机制，并能够定量分析膝折构造形成过程中出现的扩容现象。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种获取扩容膝折构造的方法，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)在地质体模型上获取第一节理组和第二节理组，第一节理组与第二节理组呈间隔平行布置；3)在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，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，确定第一部分岩层中相邻两岩层之间的扩容量，并确定地质体模型的整体长度变化量和整体高度变化量。第一节理组包括多个沿地质体模型各岩层上、下依次布置的第一节理；第二节理组也包括多个沿地质体模型各岩层上、下依次布置的第一节理；①第一节理组和第二节理组分别为直线：在所述步骤2)中，第一节理组为直线时，确定第一节理组所依据的方程为：yA＝kxA+b1(1)式中，xA为第一节理组上任意点的横坐标，yA为第一节理组上任意点的纵坐标，b1为方程(1)的截距，b1确定第一节理组的位置；在所述步骤2)中，第二节理组为直线时，确定第二节理组所依据的方程为：yB＝kxB+b2(2)式中，xB为第二节理组上任意点的横坐标，yB为第二节理组上任意点的纵坐标，b2为方程(2)的截距，b2确定第二节理组的位置；k是公式(1)和(2)的斜率，确定第一节理组和第二节理组的倾斜程度；②位于地质体模型上每一岩层上的第一节理均为一条线段，位于地质体模型上每一岩层上的第二节理也均为一条线段，第一节理组和第二节理组分别呈锯齿状；在所述步骤2)中，第一节理组呈锯齿状时，确定各岩层中第一节理所依据的公式为：式中，ybottom为地质体模型底边界的纵坐标，∑Thicki-1第i层的下伏岩层的累积厚度，Thicki为第i层的厚度，Factora为比例因子；在所述步骤2)中，第二节理组呈锯齿状时，确定各岩层中第二节理所依据的公式为：在地质体模型上设置旋转轴，旋转轴与第一节理组和第二节理组呈平行布置，在旋转轴与各岩层的横向中心线相交的位置设置成各岩层对应的旋转点，在构造应力的作用下，各岩层分别绕各岩层上相应的旋转点旋转，膝折构造形成后，旋转角度为α；在所述步骤3)中，确定旋转轴所依据的方程为：yE＝kxE+b3(5)式中，xE为各岩层旋转点的横坐标，yE为各岩层旋转点对应的纵坐标，b3为公式(5)的截距，b3确定旋转轴的位置；在步所述骤3)中，确定每一岩层的旋转点所依据的公式为：y(i，0)＝ybottom+∑Thicki-1+Factorb×Thicki(7)式中，x(i，0)为第i岩层旋转点的横坐标值，y(i，0)为第i岩层旋转点的纵坐标值，Factorh为比例因子，Factorb的数值确定第一部分岩层各岩层旋转中心的位置，从理论上，Factorb以为一切实数，Factorb一般介于0～1之间，Factorb为0时，代表旋转点位于每一岩层的底部，Factorb为1时，代表旋转点在每一岩层的顶部。第一部分岩层中每一岩层上的任意点(xs，ys)围绕相应岩层的旋转点旋转角度α后到达点(x′s，y′s)；在所述步骤3)中，确定点(x′s，y′s)所依据的公式为：x′s＝(xs-x(i，0))cosα+(ys-y(i，0))sinα+x(i，0)(8)y′s＝-(xs-x(i，0))sinα+(ys-y(i，0))cosα+y(i，0)(9)式中，x′s为地质体模型上每一岩层上的任意点(xs，ys)围绕相应岩层的旋转点旋转角度α后到达点(x′s，y′s)的横坐标，y′s为地质体模型上每一岩层上的任意点(xs，ys)围绕相应岩层的旋转点旋转角度α后到达点(x′s，y′s)的纵坐标，xs为地质体模型上任意点(xs，ys)的横坐标，ys为地质体模型上任意点(xs，ys)的纵坐标。在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组分别为直线时，第二部分岩层中每一岩层的右上角顶点(x1，y1)绕相应岩层的旋转点旋转角度α后到达点(x′1，y′1)；在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组分别为直线时，确定第二部分岩层中每一岩层的右上角顶点(x1，y1)所依据的公式为：y1＝ybottom+∑Thicki(11)根据公式(8)和公式(9)，确定点(x′1，y′1)所依据的公式为：x′1＝(x1-x(i，0))cosα+(y1-y(i，0))sinα+x(i，0)(12)y′1＝-(x1-x(i，0))sinα+(y1-y(i，0))cosα+y(i，0)(13)根据公式(6)、(7)和(10)～(13)，确定第二部分岩层中每一岩层的右上角顶点(x1，y1)到达点(x′1，y′1)后位置的变化量(Δx1，Δy1)所依据的公式为：根据公式(14)和(15)，第二部分任意岩层上点(xI，yI)，为了适应第一部分岩层的运动，运动到(x′I，y′I)所依据的公式为：在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组分别为直线时，第三部分岩层中每一岩层的左下角顶点(x2，y2)绕相应岩层的旋转点旋转角度α后到达点(x′2，y′2)；在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组分别为直线时，确定第三部分岩层中每一岩层的左下角顶点(x2，y2)所依据的公式为：y2＝ybottom+∑Thicki-1(19)根据公式(8)和公式(9)，确定点(x′2，y′2)所依据的公式为：x′2＝(x2-x(i，0))cosα+(y2-y(i，0))sinα+x(i，0)(20)y′2＝-(x2-x(i，0))sinα+(y2-y(i，0))cosα+y(i，0)(21)根据公式(6)、(7)和(18)～(21)，确定第三部分岩层中每一岩层的右上角顶点(x2，y2)到达点(x′2，y′2)后位置的变化量(Δx2，Δy2)所依据的公式为：根据公式(22)和(23)，第三部分任意岩层上的点(xII，yII)，为了适应第一部分岩层的运动，运动到(x′II本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获取扩容膝折构造的方法，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)在地质体模型上获取第一节理组和第二节理组，第一节理组与第二节理组呈间隔平行布置；3)在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，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，确定第一部分岩层中相邻两岩层之间的扩容量，并确定地质体模型的整体长度变化量和整体高度变化量。

【技术特征摘要】
1.一种获取扩容膝折构造的方法，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)在地质体模型上获取第一节理组和第二节理组，第一节理组与第二节理组呈间隔平行布置；3)在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，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，确定第一部分岩层中相邻两岩层之间的扩容量，并确定地质体模型的整体长度变化量和整体高度变化量。2.根据权利要求1所述的一种获取扩容膝折构造的方法，其特征在于，第一节理组包括多个沿地质体模型各岩层上、下依次布置的第一节理；第二节理组也包括多个沿地质体模型各岩层上、下依次布置的第一节理；①第一节理组和第二节理组分别为直线：在所述步骤2)中，第一节理组为直线时，确定第一节理组所依据的方程为：yA＝kxA+b1(1)式中，xA为第一节理组上任意点的横坐标，yA为第一节理组上任意点的纵坐标，b1为方程(1)的截距，b1确定第一节理组的位置；在所述步骤2)中，第二节理组为直线时，确定第二节理组所依据的方程为：yB＝kxB+b2(2)式中，xB为第二节理组上任意点的横坐标，yB为第二节理组上任意点的纵坐标，b2为方程(2)的截距，b2确定第二节理组的位置；k是公式(1)和(2)的斜率，确定第一节理组和第二节理组的倾斜程度；②位于地质体模型上每一岩层上的第一节理均为一条线段，位于地质体模型上每一岩层上的第二节理也均为一条线段，第一节理组和第二节理组分别呈锯齿状；在所述步骤2)中，第一节理组呈锯齿状时，确定各岩层中第一节理所依据的公式为：式中，ybottom为地质体模型底边界的纵坐标，∑Thicki-1第i层的下伏岩层的累积厚度，Thicki为第i层的厚度，Factora为比例因子；在所述步骤2)中，第二节理组呈锯齿状时，确定各岩层中第二节理所依据的公式为：3.根据权利要求1所述的一种获取扩容膝折构造的方法，其特征在于，在地质体模型上设置旋转轴，旋转轴与第一节理组和第二节理组呈平行布置，在旋转轴与各岩层的横向中心线相交的位置设置成各岩层对应的旋转点，在构造应力的作用下，各岩层分别绕各岩层上相应的旋转点旋转，膝折构造形成后，旋转角度为α；在所述步骤3)中，确定旋转轴所依据的方程为：yE＝kxE+b3(5)式中，xE为各岩层旋转点的横坐标，yE为各岩层旋转点对应的纵坐标，b3为公式(5)的截距，b3确定旋转轴的位置；在步所述骤3)中，确定每一岩层的旋转点所依据的公式为：y(i，0)＝ybottom+∑Thicki-1+Factorb×Thicki(7)式中，x(i，0)为第i岩层旋转点的横坐标值，y(i.0)为第i岩层旋转点的纵坐标值，Factorb为比例因子，Factorh的数值确定第一部分岩层各岩层旋转中心的位置，从理论上，Factorb以为一切实数，Factorh一般介于0～1之间，Factorh为0时，代表旋转点位于每一岩层的底部，Factorh为1时，代表旋转点在每一岩层的顶部。4.根据权利要求1所述的一种获取扩容膝折构造的方法，其特征在于，第一部分岩层中每一岩层上的任意点(xS，yS)围绕相应岩层的旋转点旋转角度α后到达点(x′S，y′S)；在所述步骤3)中，确定点(x′S，y′S)所依据的公式为：x′S＝(xS-x(i，0))cosα+(yS-y(i，0))sinα+x(i，0)(8)y′S＝-(xS-x(i，0))sinα+(yS-y(i，0))cosα+y(i，0)(9)式中，x′S为地质体模型上每一岩层上的任意点(xS，yS)围绕相应岩层的旋转点旋转角度α后到达点(x′S，y′S)的横坐标，y′S为地质体模型上每一岩层上的任意点(xS，yS)围绕相应岩层的旋转点旋转角度α后到达点(x′S，y′S)的纵坐标，xS为地质体模型上任意点(xS，yS)的横坐标，yS为地质体模型上任意点(xS，yS)的纵坐标。5.根据权利要求3或4所述的一种获取扩容膝折构造的方法，其特征在于，在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组分别为直线时，第二部分岩层中每一岩层的右上角顶点(x1，y1)绕相应岩层的旋转点旋转角度α后到达点(x′1，y′1)；在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组分别为直线时，确定第二部分岩层中每一岩层的右上角顶点(x1，y1)所依据的公式为：y1＝ybottom+∑Thicki(11)根据公式(8)和公式(9)，确定点(x′1，y′1)所依据的公式为：x′1＝(x1-x(i，0))cosα+(y1-y(i，0))sinα+x(i，0)(12)y′1＝-(x1-x(i，0))sinα+(y1-y(i，0))cosα+y(i，0)(13)根据公式(6)、(7)和(10)～(13)，确定第二部分岩层中每一岩层的右上角顶点(x1，y1)到达点(x′1，y′1)后位置的变化量(Δx1，Δy1)所依据的公式为：根据公式(14)和(15)，第二部分任意岩层上点(xI，yI)，为了适应第一部分岩层的运动，运动到(x′I，y′I)所依据的公式为：在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组分别为直线时，第三部分岩层中每一岩层的左下角顶点(x2，y2)绕相应岩层的旋转点旋转角度α后到达点(x′2，y′2)；在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组分别为直线时，确定第三部分岩层中每一岩层的左下角顶点(x2，y2)所依据的公式为：y2＝ybottom+∑Thicki-1(19)根据公式(8)和公式(9)，确定点(x′2，y′2)所依据的公式为：x′2＝(x2-x(i，0))cosα+(y2-y(i，0))sinα+x(i，0)(20)y′2＝-(x2-x(i，0))sinα+(y2-y(i，0))cosα+y(i，0)(21)根据公式(6)、(7)和(18)～(21)，确定第三部分岩层中每一岩层的右上角顶点(x2，y2)到达点(x′2，y′2)后位置的变化量(Δx2，Δy2)所依据的公式为：根据公式(22)和(23)，第三部分任意岩层上的点(xII，yII)，为了适应第一部分岩层的运动，运动到(x′II，y′II)所依据的公式为：根据公式(14)和公式(22)，确定地质体模型中每一岩层整体长度变化量所依据的公式为：根据公式(15)和公式(23)，确定地质体模型中每一岩层的高度变化量所依据的公式为：确定地质体模型整体高度的变化量所依据的公式为：式中，Height为地质体模型的原始整体高度，Thicktop为地质体模型顶部岩层的原始高度，Thick1地质体模型底部岩层的原始高度。6.根据权利要求3或4所述的一种获取扩容膝折构造的方法，其特征在于，在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组分别呈锯齿状时，第二部分岩层中每一岩层的右上角顶点(x1，y1)围绕相应岩层的旋转点旋转角度α后到达点(x′1，y′1)；在所述步骤3)中，第一节理组和第二节理组分别呈锯齿状时，确定第二部分岩层中每一岩层的右上角顶点(x1，y1)所依据的公式为：y1＝ybottom+∑Thicki(30)根据公式(8)和公式(9)，确定点(x′1，y′1)的位置，所依据的公式为：x′1＝(x1-x(i，0))cosα+(y1-y(i，0))sinα+x(i，0)(31)y′1＝-(x1-x(i，0))sinα+(y1-y(i，0))cosα+x(i，0)(32)根据公式(6)、(7)和(29)～(32)，确定第二部...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋海明，李京昌，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