一种走滑断层构造演化解析方法技术

本发明专利技术涉及油气田勘探开发、矿产评价预测领域，尤其是一种走滑断层构造演化解析方法。通过计算走滑断层不同位置的断层古落差，分析沿走滑方向断层古落差的周期性韵律变化；利用恢复的不同时期走滑断层两侧的垒堑结构，确定走滑断层两侧的不同地层沉积前的盆地原型，并识别走滑断层的“阻尼段”；通过计算断层的单位活动强度，表征走滑断层的走滑量；利用计算的走滑断层应变能释放率，分析走滑断层不同部位的动力学机制；利用构造应力场数值模拟从动力学方面解释断层，并验证走滑断层的成因机制。本发明专利技术从几何学、运动学以及动力学上三个方面，时间、空间四维角度系统的提出了一种分析走滑断层成因机制、演化过程的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种走滑断层构造演化解析方法
本专利技术涉及油气田勘探开发、矿产评价预测领域，尤其是一种走滑断层构造演化解析方法。
技术介绍
走滑构造是一种与盆地构造演化及油气富集有密切关系的扭动构造。在油气勘探中，走滑断层有其独特的识别标志和重要的石油地质意义。断面陡立、发育花状构造、断面形迹丰富、常见海豚效应和丝带效应、断层两侧地层厚度突变等现象是识别走滑断层的主要标志。受复杂应力场影响，走滑断层之间、走滑断层与其伴生构造之间往往表现为特定的组合样式，如入字型构造、雁列型及帚状断层组合等。确定走滑断层平移幅度的方法主要有地质对比法、现代滑移速率反求法、构造计算法及古地磁古纬度法等。地质对比法最常用，要求早期的地质界线或地质体横切或斜切断层线，尤以岩相带及岩相界线为好，该方法的关键在于寻找可靠的地质参考点。许多学者对走滑断层的鉴别标志、组合样式及其与油气的关系等作过专门论述，但对油区构造上走滑断层平移距离的估算，仍缺少较为精确的方法。本专利技术专利通过三维地震精细解释，获取研究区构造格架图，结合主测线、联络测线的构造演化，初步划分断层的演化阶段。通过计算走滑断层不同位置的断层古落差，分析沿走滑方向断层古落差的周期性韵律变化。利用恢复的不同时期走滑断层两侧的垒堑结构，确定走滑断层两侧的不同地层沉积前的盆地原型，分析不同时期断层两侧局部的伸展、挤压环境，落实走滑断层的主要发育时期，并识别走滑断层的“阻尼段”。通过计算断层的单位活动强度，从“组合断层”的角度提供了一种表征走滑断层走滑量的参考值。利用计算的走滑断层应变能释放率，分析走滑断层不同部位的动力学机制；利用构造应力场数值模拟从动力学方面解释断层，进一步落实次级断层的成因机制，并验证走滑断层的成因机制。综合来看，本专利技术专利从几何学、运动学以及动力学上三个方面，时间、空间四维角度系统的提出了一种分析走滑断层成因机制、演化过程的方法。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，提供了一种走滑断层构造演化解析方法，它实现了一个地区储层多期次裂缝分期评价预测。本专利技术的技术方案为：一种走滑断层构造演化解析方法，具体步骤如下：第一步通过三维地震精细解释，获取研究区构造格架图，利用平衡剖面技术，分析主测线、联络测线的构造演化，初步划分断层的演化阶段。第二步计算走滑断层的韵律性指数；沿走滑断层方向，计算走滑断层不同位置的断层古落差，分析断层在时间、空间上的分段性，分析沿走滑方向断层古落差的周期性韵律变化。如图2所示，所述的断层古落差的计算公式为：H＝A-B；其中A、B为地层的厚度，m。第三步恢复不同时期走滑断层两侧的垒堑结构，通过不同时期的古构造恢复，确定走滑断层两侧的不同地层沉积前的盆地原型，分析不同时期断层两侧局部的伸展、挤压环境，落实走滑断层的主要发育时期；在伸展、挤压区的交界处、垒堑结构的交界处识别走滑断层的“阻尼段”。第四步计算断层的单位活动强度，求取走滑断层两侧的断层单位活动强度，分别表示为ξHE、ξHW，该参数从“组合断层”的角度提供了一种表征走滑断层走滑量的参考值。通过计算走滑断层两侧次级断层单位活动强度，分析走滑断层对区域构造活动强度的控制作用；两盘的断层单位活动强度之差表示为⊿ξ。⊿ξ＝ξHE-ξHW(2)当⊿ξ为正值时，表示走滑断层ξHE一盘的活动强度大于ξHE一盘的活动强度；反之，走滑断层ξHE一盘的活动强度小于ξHE一盘的活动强度，且⊿ξ的绝对值越大表明两盘的活动强度差异性越大。第五步计算走滑断层的应变能释放率η，分析走滑断层不同部位的动力学机制；定义走滑断层附近的某一单元内应变能释放率η由岩层曲率判别指数δ、岩层厚度变化的快慢指数α以及岩层剥蚀率指数ω综合求得；所述的岩层曲率判别指数δ是指求取某水平距离内岩层高度差的比值，δ表示为：δ＝Δd/ΔL(3)公式(3)中，Δd岩层的高度差，m；ΔL为水平距离，m；所述的岩层厚度变化的快慢指数α是指岩层厚度变化的快慢，是岩层厚度T的变化对水平距离L的二次求导结果，α表示为：α＝d2T/dL2(4)所述的岩层剥蚀率指数ω表示为：ω＝ΔR/R(5)公式(5)中，ΔR为岩层的剥蚀厚度，m；R为岩层的原始沉积厚度，m；走滑断层附近的第i单元内应变能释放率ηi表示为：公式(6)-(8)中，δi为第i单元的岩层曲率判别指数；δmin为所研究地区最小的岩层曲率判别指数；δmax为所研究地区最大的岩层曲率判别指数。αi为第i单元的岩层厚度变化的快慢指数；αmin为所研究地区最小的岩层厚度变化的快慢指数；αmax为所研究地区最大的岩层厚度变化的快慢指数。ωi为第i单元的岩层剥蚀率指数；ωmin为所研究地区最小的岩层剥蚀率指数；ωmax为所研究地区最大的岩层剥蚀率指数。第六步进行构造发育应力场模拟，利用构造应力场数值模拟从动力学方面解释断层，进一步落实次级断层的成因机制，验证走滑断层的成因机制。数值模拟是分析构造应力场的一种有效方法，有限元模拟是其中较为常用的方法。有限单元法是一种近似求解一般连续介质问题的数值求解法，其基本思路是将所研究的连续体简化为由有限个单元组成的离散化模型，再应用计算机求出数值解答。将一个地质体离散成有限个连续的单元，单元之间以节点相连，每个单元内赋予其实际的岩石力学参数。把求解研究区域内的连续场函数转化为求解有限个离散点处的场函数值，基本变量是位移、应变和应力。根据边界受力条件和节点的平衡条件，建立并求解以节点位移为未知量，以总体刚度矩阵为系数的方程组，用插值函数求得每个节点上的位移，进而计算每个单元内应力和应变值。然后将这些单元综合起来再计算整个地质体的构造应力场。随着单元数量增多，模型越接近于实际地质体，则求解越真实，精度越高。有限单元法根据研究区域的几何外形、作用方式等条件，经过一定的处理程序，以线性代数方程组的形式表达应力应变位移之间的内在联系，最后求解方程组，得出应力分布状态。其基本操作步骤大体归纳为：目前地震、测井等断层解释方法都存在难以解释断层成因机制等缺点，因此选用构造应力场数值模拟来从动力学方面解释断层。有限元数值模拟以其定量性、离散逼近性等优势在油气田勘探开发中起着越来越重要的作用，断裂构造的破裂和活动方向受形成该破裂时的构造应力场的制约，因此通过应力场数值模拟从动力学机制上有效、客观地解释断层平面、剖面的发育特征、组合规律以及成因机制。结构或物体的离散化；选取单元内的场变量插值函数；进行单元计算，求单元特性矩阵和列阵；进行整体分析，组装整体矩阵和列阵，建立整体方程；计算单元内部的场变量；模拟步骤如下：(1)建立地质模型：搞清楚研究区域的地质背景，包括区域面积、沉积相特征、生油期与生油区、运移期与运移区、断层分布及岩性类别。通过物探测井资料及一些地应力测点值，找出研究区域地层应力的优势方位和方向，了解剪应力大小及方向。另外，由于模拟是在连续介质中进行的，对于断层部位，用较小的杨氏模量值和剪切模量值来模拟；地质模型主要以不同时期的古构造恢复结果，通过岩石三轴力学实验获得岩石的力学参数；(2)确定模拟范围：选取的区域要比实际有效油气区域大；(3)单元划分：将所研究的连续体分割成若干个单元，各个单元之间以结点相连接。对于断裂带，由于其变化剧烈，在划分单元时结点数应该有所增加，划分得更细些；(4)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种走滑断层构造演化解析方法，实现的步骤如下：第一步 通过三维地震精细解释，获取研究区构造格架图，利用平衡剖面技术，分析主测线、联络测线的构造演化，初步划分断层的演化阶段；第二步 计算走滑断层的韵律性指数；沿走滑断层方向，计算走滑断层不同位置的断层古落差，分析断层在时间、空间上的分段性，分析沿走滑方向断层古落差的周期性韵律变化；第三步 恢复不同时期走滑断层两侧的垒堑结构，通过不同时期的古构造恢复，确定走滑断层两侧的不同地层沉积前的盆地原型，分析不同时期断层两侧局部的伸展、挤压环境，落实走滑断层的主要发育时期；在伸展、挤压区的交界处、垒堑结构的交界处识别走滑断层的“阻尼段”；第四步 计算断层的单位活动强度，求取走滑断层两侧的断层单位活动强度，分别表示为ξHE、ξHW，该参数从“组合断层”的角度提供了一种表征走滑断层走滑量的参考值；

【技术特征摘要】
1.一种走滑断层构造演化解析方法，实现的步骤如下：第一步通过三维地震精细解释，获取研究区构造格架图，利用平衡剖面技术，分析主测线、联络测线的构造演化，初步划分断层的演化阶段；第二步计算走滑断层的韵律性指数；沿走滑断层方向，计算走滑断层不同位置的断层古落差，分析断层在时间、空间上的分段性，分析沿走滑方向断层古落差的周期性韵律变化；第三步恢复不同时期走滑断层两侧的垒堑结构，通过不同时期的古构造恢复，确定走滑断层两侧的不同地层沉积前的盆地原型，分析不同时期断层两侧局部的伸展、挤压环境，落实走滑断层的主要发育时期；在伸展、挤压区的交界处、垒堑结构的交界处识别走滑断层的“阻尼段”；第四步计算断层的单位活动强度，求取走滑断层两侧的断层单位活动强度，分别表示为ξHE、ξHW，该参数从“组合断层”的角度提供了一种表征走滑断层走滑量的参考值；通过计算走滑断层两侧次级断层单位活动强度，分析走滑断层对区域构造活动强度的控制作用；两盘的断层单位活动强度之差表示为⊿ξ；⊿ξ＝ξHE-ξHW(2)当⊿ξ为正值时，表示走滑断层ξHE一盘的活动强度大于ξHE一盘的活动强度；反之，走滑断层ξHE一盘的活动强度小于ξHE一盘的活动强度，且⊿ξ的绝对值越大表明两盘的活动强度差异性越大；第五步计算走滑断层的应变能释放率η，分析走滑断层不同部位的动力学机制；定义走滑断层附近的某一单元内应变能释放率η由岩层曲率判别指数δ、岩层厚度变化的快慢指数α以及岩层剥蚀率指数ω综合求得；所述的岩层曲率判别指数δ是指求取某水平距离内岩层高度差的比值，δ表示为：δ＝Δd/ΔL(3)公式(3)中，Δd岩层的高度差，m；ΔL为水平距离，m；所述的岩层厚度变化的快慢指数α是指岩层厚度变化的快慢，是岩层厚度T的变化对水平距离L的二次求导结果，α表示为：α＝d2T/dL2(4)所述的岩层剥蚀率指数ω表示为：ω＝ΔR/R(5)公式(5)中，ΔR为岩层的剥蚀厚度，m；R为岩层的原始沉积厚度，m；走滑断层附近的第i单元内应变能释放率ηi表示为：公式(6)-(8)中，δi为第i单元的岩层曲率判别指数；δmin为所研究地区最小的岩层曲率判别指数；δmax为所研究地区最大的岩层曲率判别指数；αi为第i单元的岩层厚度变化的快慢指数；αmin为所研究地区最小的岩层厚度变化的快慢指数；αmax为所研究地区最大的岩层厚度变化的快慢指数；ωi为第i单元的岩层剥蚀率指数；ωmin为所研究地区最小的岩层剥蚀率指数；ωmax为所研究地区最大的岩层剥蚀率指数；第六步进行构造发育应力场模拟，利用构造应力场数值模拟从动力学方面解释断层，进一步落实次级断层的成因机制，验证走滑断层的成因机制；选取单元内的场变量插值函数；进行单元计算，求单元特性矩阵和列阵；进行整体分析，组装整体矩阵和列阵，建立整体方程；计算单元内...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬寿，
申请(专利权)人：刘敬寿，
类型：发明
国别省市：山东,37