运用地震资料确定三维空间内断层滑动参数的定量化方法技术

本发明专利技术公开了一种运用地震资料确定三维空间内断层滑动参数的定量化方法，其特征在于以下步骤：步骤S1：过工区内某一点选择两条不同方向地震剖面，通过剖面解释分别给出某一断层界面和被同一断层切割的两个不同产状的地层界面沿不同地震剖面方向的视倾向和视倾角，然后进一步确定出各地质界面的真产状；步骤S2：根据断层和断盘地层的真产状，运用作图法确定断盘地层界面和断层面的交线的产状；步骤S3：引入断层运动的地震学表征参数，根据断层效应特征确定断层在相应构造期的三维空间内实际滑动参数(总滑移量和滑移角)。本发明专利技术的有益效果是：可用于准确判断断层的运动性质，同时可定量确定断层的运动参数(滑移量、滑移角)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地震资料解释
，尤其涉及一种三维地震资料解释过程中用于确定三维空间内断层滑动参数的定量化方法。
技术介绍
断层作为一种重要的基本构造类型，搞清楚断层的运动方式和运动量无论在地质工程领域还是对于地质基础理论的研究都具有十分重要的意义。具体到油气勘探与开发领域，由于油气主要蕴含在含油气盆地的内部，对于覆盖区的断裂构造特征目前主要借助于地震资料解释加以揭示。上世纪90年代以前，主要采用二维地震勘探技术，近十几年来，随着地震技术的不断发展，三维地震勘探技术逐渐得到了广泛应用。与二维地震相比，三维地震勘探技术可以给出研究区内任一方向的地震剖面。在地震资料解释过程中，目前主要通过追踪解释某一方向地震剖面来确定研究区断裂的运动性质，这对于仅发生升降运动的正断层或逆断层当沿着与断层走向垂直的地震剖面加以研究时是可行的。但很多断层在发生升降运动的同时伴有走滑运动，即表现为正(或逆)—平移断层或平移—正(或逆断层)，特别是当断层为倾向断层或斜向断层时，由于断层效应的存在，单纯根据垂直于断层走向的剖面上某一地层的错段方式无法准确确定断层两盘的相对升降运动，如实际正断层在剖面上可能表现为上盘上升，实际逆断层可能表现为上盘下降；同样，根据水平切片上某一地层错段方式确定断层两盘的相对水平错动方式时也存在类似的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术不足，从三维地震资料入手，充分运用构造地质学基本原理和方法，并通过引入地震学中对断层走向和运动方式的表征方法，提出了一套三维地震解释过程中断层滑动参数的确定技术，从而准确判断断层的运动性质及定量确定断层的三维空间运动参数(滑移量、滑移角)。一种运用地震资料确定三维空间内断层滑动参数的定量化方法，包括如下步骤：步骤S1：过工区内某一点选择两条不同方向地震剖面，通过剖面解释分别给出某一断层界面和被同一断层切割的两个不同产状的地层界面沿不同地震剖面方向的视倾向和视倾角，然后进一步确定出各地质界面的真产状；步骤S11：过工区内某一点选择两条不同方向地震剖面，通过剖面构造解释分别给出断盘地层和断层界面沿不同方向地震剖面的视倾向和视倾角；步骤S12：运用作图方法根据视产状确定出断盘地层和断层界面的真产状，根据步骤
S11中求得的视倾向和视倾角，指定某一方向为正北方向，以其为基准，从某一点O出发，按照两条相交地震剖面上给出的同一地质界面的两个视倾向分别作两条射线，并在射线上按照某一比例尺截取相应的线段，其长度为相应地震剖面上给出的该地质界面的视倾角余切值；步骤S13：根据步骤S12，连接两条线段(OC、OD)的终点，这样两线段终点C、D与起点O构成三角形，在三角形内以O点为起点向两线段终点的连线(CD)作垂线，该垂线的方位即代表地质界面真倾向，该垂线段的长度代表地质界面真倾角的余切值，据此确定出断层和断盘地层界面的真产状。步骤S2：根据断层和断盘地层的真产状，运用作图法确定断盘地层界面和断层面的交线的产状(倾伏向和倾伏角，侧伏向和侧伏角)；步骤S21：确定断盘地层界面和断层面交线的倾伏向和倾伏角；指定某一方向为正北方向，以其为基准，从某一点B出发，做两条射线分别代表断层面和地层界面的倾向线，并按一定比例尺分别截取倾向线段(BL、BM)的长度为断层界面和地层界面倾角的余切值；步骤S22：过两倾向线段的终点(点L、M)分别作相应倾向线的垂线(分别代表断层面和地层界面的走向线)，两者相交于一点(点P)，连接点B与两界面走向线交点P，点B到两界面走向线交点P的方位即为断层面和地层界面交线的倾伏向，点B到两界面走向线交点P的距离为断层面和地层界面交线倾伏角的余切值，据此求出交线的倾伏角γ；步骤S23：断层面走向线方位(即射线LP的方位)也代表地层界面和断层面的交线在断层面上的侧伏向；令断层面倾角为α1，根据几何关系，地层界面和断层面的交线在断层面内的侧伏角θ0为：θ0＝arcsin(sinγ/sinα1)；步骤S3：引入断层运动的地震学表征参数，借助垂直于断层走向的地震剖面解释或地震水平切片，通过已知的两个不同产状的地层界面被同一断层在某一构造活动期的错段情况，根据断层效应特征，确定断层在相应构造期的三维空间内实际滑动参数(总滑移量和滑移角)。步骤S31：作为本技术方法的基础，需要对断层的基本运动参数给一个界定；为了相对简单地表征断层的运动，这里引入Aki and Richards(1980)在地震学中给出的断层基本参数：走向，滑移角和滑移量；定义走向为沿走向看断层，上盘位于观察者的右手边，从而断层的走向只有一个；断层上盘相对于下盘的滑动定义为断层的滑移，断层的滑移是一个矢量，用来表
示，滑移矢量的方向为滑动方向，滑移矢量的大小U，相当于构造地质学中断层的滑距；断层滑动方向与断层走向之间的夹角定义为滑移角(λ)，-π<λ≤π，规定从断层走向以逆时针转至滑移矢量时滑移角为正，顺时针转至滑移矢量时滑移角为负，从升降运动看，上盘相对上升时λ>0，上盘相对下降时λ<0；从水平运动看，两盘相对左旋错动时，-π/2<λ<π/2，两盘相对右旋错动时π/2<λ<π或-π<λ<-π/2；在断层面内断层滑移矢量可进一步分解为走向滑移矢量和倾斜滑移矢量其中，矢量和的大小Uh和Uv分别相当于构造地质学中的走向滑距和倾斜滑距；倾移滑移量Uv与断层落差Hf之间则满足Uv＝Hf/sinα1,α1为断层面倾角；根据滑移角(λ)的定义，断层垂向位移Uv以逆断运动为正，正断运动为负；水平位移Uh以左旋运动为正，右旋运动为负；步骤S32：在步骤S1的基础上，对研究区内垂直于某一断层走向的地震剖面进行构造解释，给出被同一断层切割的产状不同的两个地层界面的视倾斜滑移量Uvs1、Uvs2(规定以逆冲运动为正)，并结合步骤S2及S31确定出产状不同的两个地层界面和该断层界面的交线在断层面上的侧伏角θ1、θ2；侧伏角的正负号规定：当地层与断层面交线在断层面上的侧伏向与按照S31界定的断层走向一致时，交线的侧伏角θ为正，此时θ＝θ0(θ0为根据步骤S23得到的侧伏角)；当交线侧伏向与按照S31界定的断层走向相反时，侧伏角θ为负，即θ＝-θ0；步骤S33：利用下列方程组确定断层的实际倾斜滑移量(Uv)和实际水平滑移量(Uh)； U h = ( U v s 2 - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运用地震资料确定三维空间内断层滑动参数的定量化方法，其特征在于包括如下步骤：步骤S1：过工区内某一点选择两条不同方向地震剖面，通过剖面解释分别给出某一断层界面和被同一断层切割的两个不同产状的地层界面沿不同地震剖面方向的视倾向和视倾角，然后进一步确定出各地质界面的真产状；步骤S2：根据断层和断盘地层的真产状，运用作图法确定断盘地层界面和断层面的交线的产状(倾伏向和倾伏角，侧伏向和侧伏角)；步骤S3：引入断层运动的地震学表征参数，借助垂直于断层走向的地震剖面解释或地震水平切片，通过已知的两个不同产状的地层界面被同一断层在某一构造活动期的错段情况，根据断层效应特征，确定断层在相应构造期的三维空间内实际滑动参数(总滑移量和滑移角)。

【技术特征摘要】
1.一种运用地震资料确定三维空间内断层滑动参数的定量化方法，其特征在于包括如下步骤：步骤S1：过工区内某一点选择两条不同方向地震剖面，通过剖面解释分别给出某一断层界面和被同一断层切割的两个不同产状的地层界面沿不同地震剖面方向的视倾向和视倾角，然后进一步确定出各地质界面的真产状；步骤S2：根据断层和断盘地层的真产状，运用作图法确定断盘地层界面和断层面的交线的产状(倾伏向和倾伏角，侧伏向和侧伏角)；步骤S3：引入断层运动的地震学表征参数，借助垂直于断层走向的地震剖面解释或地震水平切片，通过已知的两个不同产状的地层界面被同一断层在某一构造活动期的错段情况，根据断层效应特征，确定断层在相应构造期的三维空间内实际滑动参数(总滑移量和滑移角)。2.根据权利要求1所述的一种运用地震资料确定三维空间内断层滑动参数的定量化方法，其特征在于步骤S1包括如下步骤：步骤S11：过工区内某一点选择两条不同方向地震剖面，通过剖面构造解释分别给出断盘地层和断层界面沿不同方向地震剖面的视倾向和视倾角；步骤S12：运用作图方法根据视产状确定出断盘地层和断层界面的真产状；根据步骤S11中求得的视倾向和视倾角，指定某一方向为正北方向，以其为基准，从某一点O出发，按照两条相交地震剖面上给出的同一地质界面的两个视倾向分别作两条射线，并在射线上按照某一比例尺截取相应的线段，其长度为相应地震剖面上给出的该地质界面的视倾角余切值；步骤S13：根据步骤S12，连接两条线段(OC、OD)的终点，这样两线段终点C、D与起点O构成三角形，在三角形内以O点为起点向两线段终点的连线(CD)作垂线，该垂线的方位即代表地质界面真倾向，该垂线段的长度代表地质界面真倾角的余切值，据此确定出断层和断盘地层界面的真产状。3.根据权利要求1所述的一种运用地震资料确定三维空间内断层滑动参数的定量化方法，其特征在于步骤S2包括如下步骤：步骤S21：确定断盘地层界面和断层面交线的倾伏向和倾伏角；指定某一方向为正北方向，以其为基准，从某一点B出发，做两条射线分别代表断层面和地层界面的倾向线，并按一定比例尺分别截取倾向线段(BL、BM)的长度为断层界面和地层界面倾角的余切值；步骤S22：过两倾向线段的终点(点L、M)分别作相应倾向线的垂线(分别代表断层
\t面和地层界面的走向线)，两者相交于一点(点P)，连接点B与两界面走向线交点P，点B到两界面走向线交点P的方位即为断层面和地层界面交线的倾伏向，点B到两界面走向线交点P的距离为断层面和地层界面交线倾伏角的余切值，据此求出交线的倾伏角γ；步骤S23：断层面走向线方位(即射线LP的方位)也代表地层界面和断层面的交线在断层面上的侧伏向；令断层面倾角为α1，根据几何关系，地层界面和断层面的交线在断层面内的侧伏角θ0为：θ0＝arcsin(sinγ/sinα1)。4.根据权利要求1所述的一种运用地震资料确定三维空间内断层滑动参数的定量化方法，其特征在于步骤S3包括如下步骤：步骤S31：作为本技术方法的基础，需要对断层的基本运动参数给一个界定；为了相对简单地表征断层的运动，这里引入Aki and Richards(1980)在地震学中给出的断层基本参数：走向，滑移角和滑移量；定义走向为沿走向看断层，上盘位于观察者的右手边，从而断层的走向只有一个；断层上盘相对于下盘的滑动定义为断层的滑移，断层的滑移是一个矢量，用来表示，滑移矢量的方向为滑动方向，滑移矢量的大小U，相当于构造地质学中断层的滑距；断层滑动方向与断层走向之间的夹角定义为滑移角(λ)，-π<λ≤π，规定从断层走向以逆时针转至滑移矢量时滑移角为正，顺时针转至滑移矢量时滑移角为负，从升降运动看，上盘相对上升时λ>0，上盘相对下降时λ<0；从水平运动看，两盘相对左旋错动时，-π/2<λ<π/2，两盘相对右旋错动时π/2<λ<π或-π<λ<-π/2；在断层面内断层滑移矢量可进一步分解为走向滑移矢量和倾斜滑移矢量其中，矢量和的大小Uh和Uv分别相当于构造地质学中的走向滑距和倾斜滑距；倾移滑移量Uv与断层落差Hf之间则满足Uv＝Hf/sinα1,α1为断层面倾角；根据滑移角(λ)的定义，断层垂向位移Uv以逆断运动为正，正断运动为负；水平位移Uh以左旋运动为正，右旋运动为负；步骤S32：在步骤S1的基础上，对研究区内垂直于某一断层走向的地震剖面进行构造解释，给出被同一断层切割的产状不同的两个地层界面的视倾斜滑移量Uvs1、Uvs2(规定以逆冲运动为正)，并结合步骤S2及S31确定出产状不同的两个地层界面和该断层界面的交线在断层面上的侧伏角θ1、θ2；侧伏角的正负号规定：当地层与断层面交线在断层面上的侧伏向与按照S31界定的断层走向一致时，交线的侧伏角θ为正，此时θ＝θ0(θ0为根据步骤S23
\t得到的侧伏角)；当交线侧伏向与按照S31界定的断层走向相反时，侧伏角θ为负，即θ＝-θ0；步骤S33：利用下列方程组确定断层的实际倾斜滑移量(Uv)和实际水平滑移量(Uh)； U h = ( U v s 2 - U v s 1 ) / ( tgθ 2 - tgθ 1 ) U v = ( U v s 2 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆诗阔，王迪，管国健，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37