一种基于地面形变进行页岩气勘探区构造应力场反演的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于地面形变进行页岩气勘探区构造应力场反演的方法，包括以下步骤：通过卫星确定研究区域，建立基础地质资料数据库，通过地表形变处理模块确定研究区域的地表形变值，并建立地表形变数据库；通过地理信息处理模块建立研究区域的地质模型，并将地表形变值赋予地质模型，通过有限元分析模块对应地质模型建立位移计算模型，获得研究区域的初始位移场数据库，对初始位移场数据库的数据进行对比，确定修正后的位移场数据库，通过有限元分析模块求解获得研究区域的基础应力数据。该方法能准确地模拟页岩气勘探开发区内的构造应力场，能获取大比例尺、高精度的构造应力场。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及页岩气勘探开发
，特别涉及一种基于地面形变进行页岩气勘探区构造应力场反演的方法。
技术介绍
页岩气储层条件属于裂缝性低渗或特低渗，目前在页岩气勘探开发中，多通过对区域构造应力场的分析，推断岩石的裂缝条件，进而评价页岩气的分布特征等。此外，目前在页岩气开发过程中，通过对钻井进行压裂改造，是有效开发页岩气的手段。然后，由于页岩气储层的地质、力学特征与常规油气资源有极大差异，受地质构造的应力场影响，不同应力场特征下压裂方法与压裂参数的选取对压裂参数的设计具有重要的影响。因此，在页岩气勘探开发过程中，区域构造应力场的分析研究一直是地质工程师、油藏工程师必须予以高度重视的问题。因此，通过新方法、新技术获取大比例尺构造应力场特征，无疑对于页岩气的勘探、开发和开采具有重要的意义。现有技术中页岩气勘探开发中构造应力场的分析方法，主要借鉴在地壳稳定性分析、断裂活动领域中的应力场分析技术，主要有以下三种方式：(1)传统的地应力测量技术，这种技术由于成本高，往往只能在典型构造位置或重点地段开展，难以获得大范围的大量的测试结果，而往往由于地质构造的复杂性，一个地点的地应力测量结果往往不能代表大区域的，进而在油气资源的运移分析中，亦存在较大的局限性；(2)基于地震的震源机制解获取区域构造应力场，而由于地震发育密度低，仅能获取一些典型的震源机制解，也不能获取大比例尺的构造应力场分布特征；(3)基于ANSYS软件或离散元软件与GPS位移场进行分析，取得了一些重要的成果，但由于GPS位移监测点部署位置的局限性，在很多地区未有GPS点，也不能获取大比例尺的构造应力场图。因此，现有技术中的应力场构造方法构造的应力场精度和数值不能满足技术要求，对页岩气的赋存条件，往往容易形成误判，还没有一套成熟准确模拟分析页岩气勘探开发区域内大比例尺构造应力场的方法，无法获取大比例尺、高精度的构造应力场数据，导致勘探、开发及相关参数的设计、实施，缺少定量的科学依据。
技术实现思路
本申请提供了一种基于地面形变进行页岩气勘探区构造应力场反演的方法，解决了或部分解决了现有技术中无法获取大比例尺、高精度的构造应力场数据，导致勘探、开发及相关参数的设计、实施，缺少定量的科学依据技术问题，实现了能准确地模拟页岩气勘探开发区内的构造应力场，为页岩气的勘探开发中所需要的构造应力场数据提供了有效的解决途径，同时填补了获取大比例尺、高精度构造应力场研究空白的技术效果。本专利技术提供的一种基于地面形变进行页岩气勘探区构造应力场反演的方法，该方法包括：通过卫星确定研究区域，建立基础地质资料数据库；通过地表形变处理模块确定所述研究区域的地表形变值，并建立地表形变数据库；通过地理信息处理模块建立所述研究区域的地质模型，并将所述地表形变值赋予所述地质模型；通过有限元分析模块对应所述地质模型建立位移计算模型，并对所述位移计算模型进行计算，获得所述研究区域的初始位移场数据库；对所述初始位移场数据库的数据进行对比和验证，确定修正后的位移场数据库；根据所述位移场数据库，通过所述有限元分析模块求解获得所述研究区域的基础应力数据。作为优选，所述通过卫星确定研究区域，建立基础地质资料数据库，包括：通过卫星使用雷达干涉测量技术获得所述研究区域的影像数据；根据所述影像数据通过地理信息处理模块获得所述研究区域的空间数据；根据所述空间数据建立所述基础地质资料数据库；所述基础地质资料数据库包括：所述研究区域的面积、地层岩性及地质构造。作为优选，所述通过地表形变处理模块确定所述研究区域的地表形变值，并建立地表形变数据库；通过地理信息处理模块建立所述研究区域的地质模型，并将所述地表形变值赋予所述地质模型，包括：通过所述地表形变处理模块对所述基础地质资料数据库中的数据进行干涉分析，获得地表形变值；通过所述地表形变处理模块对所述地表形变值进行统计分析，剔除异常值后获得所述地表形变数据库；通过所述地理信息处理模块建立所述研究区域的大比例尺地形图，对所述地形图进行矢量化，生成数字高程模型；根据所述地形图建立对应的地质图；根据所述地质构造及地层岩性，获得所述地质图的矢量数据；所述矢量数据包括所述地层岩性的力学参数值；所述地形图与体质图组成所述研究区域的地质模型；通过所述地理信息处理模块将所述地质模型离散成设定尺寸的栅格网，所述栅格网包括多个设定尺寸的栅格；通过所述地理信息处理模块将所述地表形变值赋予所述地质模型；使每个所述栅格获得对应的形变拟合值；所述形变拟合值包括：所述栅格的坐标、形变值大小及方向、形变在X方向分量及Y方向分量。作为优选，所述地表形变处理模块为Garma软件平台；通过所述Garma软件平台能对所述基础地质资料数据库中的数据进行校正，剔除大气变形引起的误差；所述地理信息处理模块为ArcGIS软件平台；所述数字高程模型的精度为10×10m；所述地层岩性的力学参数值通过参照岩土力学测试结果的数值确定；所述大比例尺地形图为1:50000比例尺地形图。作为优选，所述通过有限元分析模块对应所述地质模型建立位移计算模型，并对所述位移计算模型进行计算，获得所述研究区域的初始位移场数据库，包括：通过所述有限元分析模块根据所述基础地质资料数据库建立所述位移计算模型；通过所述有限元分析模块对所述位移计算模型进行网格划分，形成多个网格单元；将所述地表形变数据库中设定数量的地表形变值赋予到对应位置的所述网格单元；设置所述位移计算模型的边界条件后，对所述位移计算模型进行求解，得出各个所述网格单元的位移值，进而获得所述位移计算模型的位移分布图；通过所述位移分布图建立所述研究区域的初始位移场数据库。作为优选，所述有限元分析模块为ANSYS软件平台；每个所述网格单元的尺寸为20×20m；所述设定数量为70％。作为优选，所述对初始位移场数据库的数据进行对比和验证，确定修正后的位移场数据库，包括：将所述地表形变数据库中剩余数量的地表形变值与所述初始位移场数据库中对应位置的网格单元的位移值进行统计对比，以所述地表形变数据库中剩余数量的地表形变值确定置信区间，以所述位移计算模型求解的对应位置的网格单元的位移值为测量值，经过统计对比获得置信度；当所述置信度的值大于或等于90％时，确定所述初始位移场数据库为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于地面形变进行页岩气勘探区构造应力场反演的方法，其特征在于，所述方法包括：通过卫星确定研究区域，建立基础地质资料数据库；通过地表形变处理模块确定所述研究区域的地表形变值，并建立地表形变数据库；通过地理信息处理模块建立所述研究区域的地质模型，并将所述地表形变值赋予所述地质模型；通过有限元分析模块对应所述地质模型建立位移计算模型，并对所述位移计算模型进行计算，获得所述研究区域的初始位移场数据库；对所述初始位移场数据库的数据进行对比和验证，确定修正后的位移场数据库；根据所述位移场数据库，通过所述有限元分析模块求解获得所述研究区域的基础应力数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于地面形变进行页岩气勘探区构造应力场反演的方法，其特
征在于，所述方法包括：
通过卫星确定研究区域，建立基础地质资料数据库；
通过地表形变处理模块确定所述研究区域的地表形变值，并建立地表
形变数据库；通过地理信息处理模块建立所述研究区域的地质模型，并将
所述地表形变值赋予所述地质模型；
通过有限元分析模块对应所述地质模型建立位移计算模型，并对所述
位移计算模型进行计算，获得所述研究区域的初始位移场数据库；
对所述初始位移场数据库的数据进行对比和验证，确定修正后的位移
场数据库；
根据所述位移场数据库，通过所述有限元分析模块求解获得所述研究
区域的基础应力数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过卫星确定研究区
域，建立基础地质资料数据库，包括：
通过卫星使用雷达干涉测量技术获得所述研究区域的影像数据；根据
所述影像数据通过地理信息处理模块获得所述研究区域的空间数据；根据
所述空间数据建立所述基础地质资料数据库；
所述基础地质资料数据库包括：所述研究区域的面积、地层岩性及地
质构造。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过地表形变处理模
块确定所述研究区域的地表形变值，并建立地表形变数据库；通过地理信
息处理模块建立所述研究区域的地质模型，并将所述地表形变值赋予所述
地质模型，包括：
通过所述地表形变处理模块对所述基础地质资料数据库中的数据进行
干涉分析，获得地表形变值；
通过所述地表形变处理模块对所述地表形变值进行统计分析，剔除异
常值后获得所述地表形变数据库；
通过所述地理信息处理模块建立所述研究区域的大比例尺地形图，对
所述地形图进行矢量化，生成数字高程模型；根据所述地形图建立对应的
地质图；根据所述地质构造及地层岩性，获得所述地质图的矢量数据；所
述矢量数据包括所述地层岩性的力学参数值；所述地形图与体质图组成所
述研究区域的地质模型；
通过所述地理信息处理模块将所述地质模型离散成设定尺寸的栅格
网，所述栅格网包括多个设定尺寸的栅格；
通过所述地理信息处理模块将所述地表形变值赋予所述地质模型；使
每个所述栅格获得对应的形变拟合值；所述形变拟合值包括：所述栅格的
坐标、形变值大小及方向、形变在X方向分量及Y方向分量。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述地表形变处理模块为Garma软件平台；通过所述Garma软件平台
能对所述基础地质资料数据库中的数据进行校正，剔除大气变形引起的误
差；
所述地理信息处理模块为ArcGIS软件平台；所述数字高程模型的精<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王素芬，张廷山，郭长宝，祝海华，
申请(专利权)人：西南石油大学，中国地质科学院地质力学研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51