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一种用于获取断裂活动情况的方法.pdf

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一种 用于 获取 断裂 活动 情况 方法
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摘要
申请专利号:

CN201510543865.7

申请日:

2015.08.28

公开号:

CN106483579A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01V 9/00申请日:20150828|||公开
IPC分类号: G01V9/00 主分类号: G01V9/00
申请人: 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
发明人: 李京昌
地址: 100728 ?#26412;?#24066;朝阳区朝阳门北大街22号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: ?#26412;?#32895;宏知识产权代理有限公司 11372 代理人: 张文娟;朱绘
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510543865.7

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2018.09.11|||2017.04.05|||2017.03.08

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种用于获取断裂活动情况的方法,基于待分析断裂活动产生的断距定量分析获取所述断裂活动的具体情况,其中:以不整合的地质层系为界基于构造时间顺序划分不同的构造期;以所述构造期内的地质层系对应的断距定量分析所述待分析断裂活动在对应的所述构造期的活动情况,所述构造期内的地质层系对应的断距为所述构造期以及所述构造期之后所有的构造期的断裂活动产生的断距的叠加。与现有技术相比,根据本发明的方法能够获取更为准确的断裂活动情况。

权利要求书

1.一种用于获取断裂活动情况的方法,其特征在于,基于待分析断裂活动
产生的断距定量分析获取所述断裂活动的具体情况,所述方法包含以下?#34903;瑁?br />
以不整合的地质层系为界基于构造时间顺序划分不同的构造期;
以所述构造期内的地质层系对应的断距定量分析所述待分析断裂活动在对
应的所述构造期的活动情况,其中,所述构造期内的地质层系对应的断距为所述
构造期以及所述构造期之后所有的构造期的断裂活动产生的断距的叠加。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,以所述断距的具体值的大小
表征所述断裂活动强度的大小,其中,针对任一所述构造期,所述构造期内的地
质层系对应的所述断距的具体值的大小表征为所述构造期以及所述构造期之后
所有的构造期中的断裂活动强度的叠加。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,针对任一所述构造期,将所
述构造期最上面的所述不整合的地质层系的顶面对应的所述待分析断裂活动的
两边进行拉平操作以消除所述构造期之后所有的构造期的断裂活动产生的断距
的叠加,其中,在所述拉平操作中所述构造期对应的地质层系整体随所述构造期
最上面的所述不整合的地质层系的顶面进行相应的整体移动。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,以所述拉平操作后的所述构
造期的任一地质层系的所述断距的值定量分析所述待分析断裂活动在对应的所
述构造期的活动情况,其中,?#26412;?#36807;所述拉平操作后的所述构造期的任一地质层
系的所述断距为零时所述待分析断裂活动在所述构造期内不活动。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,以所述拉平操作后的所述构
造期的任一地质层系的所述断距的值定量分析所述待分析断裂活动在对应的所
述构造期的活动强?#21462;?br />
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,在以所述断距定量
分析所述待分析断裂活动的活动情况的过程中:
统计获取所述待分析断裂活动两侧地层的构造数据;
对所述构造数据进行预处理以获取与所述待分析断裂活动的断距相关的地
质数据;
基于所述待分析断裂的断距相关的地质数据对所述断距进行定量分析以获
取所述断裂活动的具体情况。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述待分析断裂活动两侧地
层的构造数据包括所述待分析断裂活动两侧地层成对的构造海拔高程值,在统计
获取所述待分析断裂活动两侧地层的构造数据的过程中:
将构造面海拔高程构造数据体转为文本文件数据体;
对所述文本文件数据体进行数据处理以提取所述待分析断裂活动两侧地层
成对的构造海拔高程值。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在对所述构造数据进行预处
理的过程中:
计算统计点在所述待分析断裂活动走向上的位置;
计算所述待分析断裂活动两侧地层的古构造和古垂直断距。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在对所述断距进行定量分析
的过程中,制作与所述断距相关的?#25216;?#22522;于所述?#25216;?#23450;量分析所述断裂活动情
况,其中,所述?#25216;?#21253;含:
所述待分析断裂活动两侧地层的地层对接关系图、
所述待分析断裂活动的断距沿所述待分析断裂活动走向的断距变化图
和/或所述待分析断裂活动的断距的断距大小概率分布图。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述?#25216;?#36824;包含各个构造期
的所述地层对接关系图、所述断距变化图和/或所述断距大小概率分布图。

说明书

一种用于获取断裂活动情况的方法

技术领域

本发明涉及地质勘探领域,具体说涉及一种用于获取断裂活动情况的方法。

背景技术

沉积盆地中断裂活动过程与油气运聚息息相关。油气常常经由断裂疏导而进
入圈闭之中,同时断裂?#19981;?#22312;后续的活动中对油气藏起到破坏作用。

因此在油气勘探过程中,分析获取断裂活动情况尤其是断裂活动期次与油气
成藏期之间的关系就变得十?#31181;?#35201;。由于一条断裂常常经历了多期活动,想要科
学、准确地厘定断裂活动发生的时期并非轻而易举。目前用于确定断裂活动时期
的方法主要有以下三种。

(1)平衡剖面法

平衡剖面法是通过几何学原则,在垂直构造走向的剖面上将变形构造全部复
原成合理的未变形状态的一种模拟技术。在实际应用中,该技术方法一方面可以
用来检验构造剖面解释的是否合理,若恢复到未变形的状态时,各个层系与断裂
比较对齐,没有缺口,则解释的结果比较合理,否则表示不平衡,断裂的解释结
果不合理;另一方面还可以分析构造活动的期次,并给出每一期次构造运动的具
体量值。

平衡剖面法的缺点:

平衡剖面成图法给出的定量数据是整个构造剖面在水平方向上的位移量,实
际上水平位移量不仅有断裂的贡献,更有褶皱的贡献,现有的各种平衡剖面成图
软件(如2Dmove软件等)也常常无法给出每个断裂水平位移量,?#27604;?#26356;没有给
出垂直位移量。此外,由于成图剖面垂直于构造的走向,断裂在剖面?#29616;?#26159;一个
点,所获得的断裂活动期次只是针对断裂上的一个点,而通过一个点获得的结论
不能代表整个断裂的活动情况。

(2)断裂生长指数(Growth index)法

C.E.Thorsen(1963)将断裂生长指数定义为断裂两侧同一地层单元的下降盘
厚度与上升盘厚度之?#21462;?#20182;认为在生长指数图上比较不同时代断层生长指数的大
小,可以了解断层在不同时代的活动强?#21462;?#26029;裂生长指数一般可以说明:

断裂开始活动的时间;

断裂活动最强烈的时期,即下降盘地层增长最大的时代;

断裂活动的末期,即下降盘地层增长的最新时代。

按照C.E.Thorsen的观点,断裂生长指数的大小反映断裂活动的强弱,生长
指数等于1,断裂不活动;大于1,断裂活动,生长指数越大,断裂活动性越强。

断裂生长指数法的缺点:

断裂生长指数技术方法应用起来并不简单,只有当盆地内不同部位的沉积速
率一致时,才能用生长指数对比断层之间活动的相对强弱;也只有各时代的沉积
速?#26102;?#25345;不变时,才能用生长指数确定断层在时间演化上的强度变化。事实上盆
地内不同部位、不同时代的沉积速率是变化的,因此在实践中应用断层生长指数,
既无法反映断层在不同时代活动的强度,也不能比较同一时代不同部位上同一断
层或不同断层的活动强?#21462;?#21487;见各地质时代的断层生长指数之间没有可比性,不
能用于对比断层在各时代活动的相对强弱,应用此方法甚至会得出错误的结论。

此外,断裂生长指数法只是对断裂上的某一个位置点成图,不能反映断裂整
体情况。而且该方法是针对同生断裂所采用的方法,仅仅适用于裂谷盆地中正断
裂的研究。因该技术方法种种弊端,目前已经被地质学家所放弃。

(3)断层泥热释光法

热释光法是通过测定断层泥中的石英碎屑或穿入其间的方解石脉体的年龄
来研究断层活动时代的。这些矿物往往形成较早,由断裂周围的岩石和早期脉体
在断层发生错动时,被磨碎后加入到新的断层物质中。若这些矿物在断裂运动过
程中,由于温度和压力的影响,使其失去早期的时间?#19988;洌?#21363;称为“地质时钟”
归零,断层活动后,它们再次接受了周围辐射场的核辐射能量,重新启动“时钟”
开?#25216;?#26102;,此时开始贮存的时间信息应是断裂终止活动的时间。通过热释光测试
技术,提取时间信息,以达到确定断裂最后一次活动时间的目的。

断层泥热释光法的缺点:

对于石油勘探而言,多数情况下都是避开断裂进行钻探,只是在偶然情况下
取到地下断裂处的岩芯,这使得通过断裂岩本身研究断层的方法受到了限制。

综上,现有技术的方法并不能理想的准确获取断裂活动的具体情况。因此,
为了获取更为准确的断裂活动情况,需要一种新的用于获取断裂活动情况的方
法。

发明内容

为了获取更为准确的断裂活动情况,本发明提供了一种用于获取断裂活动情
况的方法,基于待分析断裂活动产生的断距定量分析获取所述断裂活动的具体情
况,所述方法包含以下?#34903;瑁?br />

以不整合的地质层系为界基于构造时间顺序划分不同的构造期;

以所述构造期内的地质层系对应的断距定量分析所述待分析断裂活动在对
应的所述构造期的活动情况,其中,所述构造期内的地质层系对应的断距为所述
构造期以及所述构造期之后所有的构造期的断裂活动产生的断距的叠加。

在一实施例中,以所述断距的具体值的大小表征所述断裂活动强度的大小,
其中,针对任一所述构造期,所述构造期内的地质层系对应的所述断距的具体值
的大小表征为所述构造期以及所述构造期之后所有的构造期中的断裂活动强度
的叠加。

在一实施例中,针对任一所述构造期,将所述构造期最上面的所述不整合的
地质层系的顶面对应的所述待分析断裂活动的两边进行拉平操作以消除所述构
造期之后所有的构造期的断裂活动产生的断距的叠加,其中,在所述拉平操作中
所述构造期对应的地质层系整体随所述构造期最上面的所述不整合的地质层系
的顶面进行相应的整体移动。

在一实施例中,以所述拉平操作后的所述构造期的任一地质层系的所述断距
的值定量分析所述待分析断裂活动在对应的所述构造期的活动情况,其中,?#26412;?br />过所述拉平操作后的所述构造期的任一地质层系的所述断距为零时所述待分析
断裂活动在所述构造期内不活动。

在一实施例中,以所述拉平操作后的所述构造期的任一地质层系的所述断距
的值定量分析所述待分析断裂活动在对应的所述构造期的活动强?#21462;?br />

在一实施例中,在以所述断距定量分析所述待分析断裂活动的活动情况的过
程中:

统计获取所述待分析断裂活动两侧地层的构造数据;

对所述构造数据进行预处理以获取与所述待分析断裂活动的断距相关的地
质数据;

基于所述待分析断裂的断距相关的地质数据对所述断距进行定量分析以获
取所述断裂活动的具体情况。

在一实施例中,所述待分析断裂活动两侧地层的构造数据包括所述待分析断
裂活动两侧地层成对的构造海拔高程值,在统计获取所述待分析断裂活动两侧地
层的构造数据的过程中:

将构造面海拔高程构造数据体转为文本文件数据体;

对所述文本文件数据体进行数据处理以提取所述待分析断裂活动两侧地层
成对的构造海拔高程值。

在一实施例中,在对所述构造数据进行预处理的过程中:

计算统计点在所述待分析断裂活动走向上的位置;

计算所述待分析断裂活动两侧地层的古构造和古垂直断距。

在一实施例中,在对所述断距进行定量分析的过程中,制作与所述断距相关
的?#25216;?#22522;于所述?#25216;?#23450;量分析所述断裂活动情况,其中,所述?#25216;?#21253;含:

所述待分析断裂活动两侧地层的地层对接关系图、

所述待分析断裂活动的断距沿所述待分析断裂活动走向的断距变化图

和/或所述待分析断裂活动的断距的断距大小概率分布图。

在一实施例中,所述?#25216;?#36824;包含各个构造期的所述地层对接关系图、所述断
距变化图和/或所述断距大小概率分布图。

与现有技术相比,根据本发明的方法能够获取更为准确的断裂活动情况。

本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且,本发明的部分特
征或优点将通过说明书而变得显而?#20934;?#25110;者通过实施本发明而被了解。本发明
的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的?#34903;?#26469;
实现或获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明
的实施例共同用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1-图3是不同时期的断裂活动地层剖面示意图;

图4是根据本发明一实施例的方法执行流程图;

图5a-5d是根据本发明一实施例构造的两盘地层对接关系图;

图6a-6d是根据本发明一实施例构造的断距沿走向变化图;

图7a-7d是根据本发明一实施例构造的断距概率分布图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此本发明的实施
人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的
实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是,只要不构成冲突,
本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所形成的技术
方案均在本发明的保护范围之内。

为了获取更为准确的断裂活动情况,本发明提出了一种用于获取断裂活动情
况的方法。经过对地质数据的分析研究发现:以不整合的地质层系为界基于构造
时间顺序划分不同的构造期,在断裂上的某一个点,同一构造期形成的各个层系
的断距大致具有相同的断距大小;相反,不同构造期形成的断距具有不同的断距
大小。因此,在本发明中,基于待分析断裂活动产生的断距定量分析获取待分析
断裂活动的具体情况。具体的,以构造期内的地质层系对应的断距定量分析待分
析断裂活动在对应的构造期的活动情况。

以具体的断裂活动为例,如图1所示,横坐标为沿断裂走向的距离,纵坐标
为深?#21462;?#20551;设该断裂处的地质构造为只有一个构造期,在该构造期内包含三个地
质层系。图1可以看作是沿该断裂走向的纵切面,不难理解,在纵切面的两侧分
别各有三个地质层系,最初两侧的地质层系的水平?#26377;?#30340;,在断裂作用下,纵切
面的两侧的地质层系发生了错位。

在图1中,曲线A0、A1、A2分别代表纵切面一侧(上升盘)的三个地质层
系底面的切面形状以及深度位置;曲线a0、a1、a2分别代表纵切面另一侧(下降
盘)的三个地质层系底面的切面形状以及深度位置。A0与a0,A1与a1以及A2
与a2,之间的垂?#26412;?#31163;即为断距。黑色箭头所在位置和长度分别代表沿断裂走向
进行数据统计时的位置点和断距的大小。

由图1可以看出,受断裂两盘运动方式的影响,沿走向上断距在不同位置可
以相同也可以不相同,在自然界中一般都是不相同的情况多,图中显示的即是断
距在不同位置断距不相同的普遍情况。但是尽管走向上不同位置的断距不同,但
是同一个位置属于同一个构造层中的不同层系的断距?#35789;?#30456;同的。也就是说,针
对任一横坐标(断裂走向上的任一统计点),对应的三个断距(A0与a0,A1与
a1以及A2与a2)是相同的。这样沿走向不同位置,a1和A1、a2和A2以及a3
和A3之间断距变化规律一致,这就说明贯穿三个地质层系的断裂活动发生在与
三个地质层系对应的构造期内,这三个层系遭受过同一期断裂的改造。

以另一具体的断裂活动为例,如图2所示,图2的地质构造是建立在图1的
基础上的。图2中的地质构造相当于在图1的地质构造又经历了一个构造期。如
图2所示,第一个构造期的三个地层的情况与图1所示完全相同,这里就不再赘
述。第二个构造期产生了B0以及B1两个地质层系(B1与B0整合,B0与A2
不整合,因此划分为两个构造期)。

如图2所示,针对B0以及B1两个地质层系并没有相应的断距,也就说明,
断裂活动并没有贯穿B0以及B1两个地质层系。这就说明断裂活动仅仅发生在与
三个地质层系(A0/a0,A1/a1以及A2/a2)对应的构造期内。

继续以具体的断裂活动为例,如图3所示,图3的地质构造是建立在图2的
基础上的。在图3中,B0和B1层系被断开,形?#19978;?#38477;盘的b0和b1层系,并
导致b0和B0、b1和B1之间形成新的断距。这就说明断裂活动也贯穿了B0以
及B1两个地质层系。断裂活动发生在图3所示的两个构造期中。

进一步的,由于断裂活动发生在两个构造期中,其在每个构造期中均会产生
断距。那么,图3中,a1和A1、a2和A2以及a3和A3之间断距是在两个构造
期内生成的(b0和B0、b1和B1之间形成的断距是在一个构造期中生成的)。
即相对于图1中单一构造期生成的断距,图3中a1-A1、a2-A2以及a3-A3断距
将进一步加大,其断距沿走向的变化规律也将进一步复杂化。多期次断裂活动会
导致多组断距沿走向的分?#32487;?#24449;,同一期次断裂活动会形成大致相同的断距沿走
向的分?#32487;?#24449;。

a1和A1、a2和A2以及a3和A3之间断距就可以分为两个部分,且针对同
一统计点,a1和A1、a2和A2以及a3和A3之间断距在第二个构造期的增量等
于b0和B0、b1和B1之间形成的断距。图1-图3展示的是断裂活动相对简单的
情况下断距的特征,实际情况将会比图示的情况更为复杂,如果想要获得哪一个
构造期形成了哪一组断距,也就是想要获得断距与构造期次的对应关系,则需要
从图3开始退回到图2的状态,也就是对关键构造界面进行拉平,拉平哪些关键
构造界面,需要考虑整个盆地区域不整合发育的情况。

综上,以规模较大的不整合为界,一个地区的构造演化阶段可以从早到新分
为A、B、C、D……等等几个阶段(构造期)。本发明以构造期内的地质层系对
应的断距定量分析待分析断裂活动在对应的所述构造期的活动情况。

对断裂而言,不同阶段都可能产生,早期的断裂在晚期还有可能再次活动,
也就是说在构造A阶段形成的断距,在B、C、D……阶段或不再活动或被重新
改造。这就意味着,从现今地震剖面上所量取的断距是各个阶段断距的叠加结果。
针对任一构造期,构造期内的地质层系对应的断距为当前构造期以及当前构造期
之后所有的构造期的断裂活动产生的断距的叠加。

进一步的,本发明还以断距的具体值的大小表征断裂活动强度的大小,其中,
针对任一构造期,构造期内的地质层系对应的断距的具体值的大小表征为构造期
以及构造期之后所有的构造期中的断裂活动强度的叠加。

为了进一步分析断裂活动情况,需要有针对性的获取单个构造期内的断裂活
动情况。由于针对任一构造期,构造期内的地质层系对应的断距为当前构造期以
及当前构造期之后所有的构造期的断裂活动产生的断距的叠加。因此只需要消除
当前构造期之后所有的构造期的断裂活动产生的断距。

由于在两个构造阶段之间常常伴随着不整合,在本实施例中,将这些不整合
界面拉平,从而消除不整合界面形成之后断裂活动叠加的断距量值。即针对任一
构造期,将构造期对应的最上面的不整合的地质层系的顶面对应待分析断裂活动
的两边进行拉平操作以消除构造期之后的构造期的断裂活动产生的断距的叠加,
其中,在拉平操作中构造期对应的地质层系整体随构造期对应的最上面的不整合
的地质层系的顶面进行相应的整体移动。

比如假设A、B、C、D四个构造演化阶段结束后的层位(最上面的层系的顶
面)分别是Aend、Bend、Cend、Dend。将Dend拉平之后,Dend以下各个层位的断距
反映的是A、B、C、D四个构造演化阶段的总结果;将Cend拉平之后,Cend以下
各个层位的断距反映的是A、B、C三个构造演化阶段的总结果;将Bend拉平之
后,Bend以下各个层位的断距反映的是A、B两个构造演化阶段的总结果;将Aend
拉平之后,Aend以下各个层位的断距反映的是最早期构造演化阶段A所造成的。
这样就解决了哪一组断距与哪一期构造匹配对应的问题。

接下来就可以以拉平操作后的构造期对应的任一地质层系的断距的值定量
分析待分析断裂活动在对应的构造期的活动情况。具体的,?#26412;?#36807;拉平操作后的
构造期对应的任一地质层系的断距为零时待分析断裂活动在该构造期内不活动。

进一步地分析之后,还可以将每一构造期断裂活动的强度整理出来。以拉平
操作后的构造期对应的任一地质层系的断距的值定量分析待分析断裂活动在对
应的构造期的活动强?#21462;?br />

例如,A构造演化阶段断裂的活动强度可以由Aend以下?#25105;?#19968;个层位的断距
来表达;B构造演化阶段断裂的活动强度并不能用Bend以下?#25105;?#19968;个层位的断距
来表达,而应该以Aend与Bend之间的?#25105;?#19968;个层位的断距来表达;同理,C构造
演化阶段断裂的活动强度应该以Bend与Cend之间的?#25105;?#19968;个层位的断距来表达,
D构造演化阶段断裂的活动强度应该以Cend与Dend之间的?#25105;?#19968;个层位的断距来
表达。

如果在实际的资料中缺少关键构造界面之间层位的解释,即缺少A、B、C、
D演化阶段内部层位的解释(Aend以下层位、Aend与Bend之间的层位、Bend与Cend
之间的层位、Cend与Dend之间的层位),在分析断裂活动强度时也可以用下部相
邻的关键构造界面来代替。如最早期A阶段的断裂活动强度可以用Aend拉平后盆
地基底界面的断距来代替,B构造演化阶段断裂的活动强度可以用Bend拉平后Aend
的断距来代替,C构造演化阶段断裂的活动强度可以用Cend拉平后Bend的断距来
代替,D构造演化阶段断裂的活动强度可以用Dend拉平后Cend的断距来代替。

接下来基于流程图来详?#35813;?#36848;本发明一实施例的具体执行过程,附图的流程
图中示出的?#34903;?#21487;以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽
然在流程图中示出了各?#34903;?#30340;逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处
的顺序执行所示出或描述的?#34903;琛?br />

如图4所示,执行本发明的方法,首先要执行?#34903;鑃400,统计获取待分析断
裂活动两侧地层的构造数据。在保证地层层位和断裂解释完好的基础上,才能开
?#26500;?#36896;数据统计的工作,最少要保证反映构造运动阶段的不整合关键界面解释完
好。

在?#34903;鑃400中,构造数据的统计可以有三个不同的途径来完成,其一是在
地震解释数据体中手工统计,其二是在构造图上手工统计,其三是在构造数据体
中自动统计(在本实施例中,如图1所示,选用的是第三种统计方案)。

(一)在地震解释数据体中手工统计:

在过断裂的地震测线上,任何一种地震解释软件只要将鼠标放在反射层面与
断裂交汇的点,都可以读出该点的纵横坐标与时间值。因此,在横跨某一断裂的
同一条测线上,可以分别在断裂两侧成对地读取被断裂错开的构造数据,这样可
以沿着断裂的走向逐条测线读取断裂两侧的构造数据,在完成一个反射界面的所
有断层两侧构造数据统计之后,再进行下一个反射界面所有断层两侧构造数据的
统计。这样统计的构造数据是时间域的,最好还要通过建立的速度场转换为深度
域的构造数据。

(二)在构造图上手工统计:

构造图是地震数据体构造解释的最终成果,因此也可以在构造图上手工统
计。统计时候可以不用依据测线与断裂的交汇点位置,只要在断裂两侧附近对两
盘构造数据成对地读取即可。

(三)构造数据体中自动统计:

在本实施例中,由于待分析断裂活动两侧地层的构造数据主要包括待分析断
裂活动两侧地层成对的构造海拔高程值。因此首先执行?#34903;鑃410,获取包含待分
析断裂活动两侧地层成对的构造海拔高程值的地质数据,即构造面海拔高程构造
数据体。然后执行?#34903;鑃420,文本文件数据体转化?#34903;琛?#23558;构造面海拔高程构造
数据体转为文本文件数据体(在本实施例中,具体的,是以ASCII码存储的文本
文件)。最后执行?#34903;鑃430,对文本文件数据体进行数据处理以提取待分析断裂
活动两侧地层成对的构造海拔高程值。

?#34903;鑃400获取到的统计数据是现今断裂两侧成对的以海拔高程值为特征的
构造数据。这些数据是不能直接用于分析断裂情况的。因?#31169;?#19979;来需要执行?#34903;?br />S401,预处理?#34903;瑁?#23545;构造数据进行预处理以获取与待分析断裂活动的断距相关
的地质数据。

?#34903;鑃401之后就可以执行?#34903;鑃402,分析?#34903;瑁?#22522;于待分析断裂的断距相
关的地质数据对断距进行定量分析以获取断裂活动的具体情况。为了简单直观的
分析具体的断裂活动情况,在本实施例中主要利用?#25216;?#36827;行分析(?#34903;鑃402)。
即将构造数据转化为基于断距表示的针对断裂活动的?#25216;?br />

为了便于?#25216;?#36716;化,在?#34903;鑃401中,需要执行?#34903;鑃440,位置计算?#34903;瑁?br />计算统计点在待分析断裂活动走向上的位置。统计的数据点都是有横纵坐标位置
的,通过横纵坐标可以计算出两个统计点之间的相对距离。更重要的是,如果设
置断裂两个端点中的某一端点为零点,还可以计算出统计点距离零端点的绝对距
离。按照绘制地质剖面的规则,一般剖面的起始点位于地理上的西侧或南侧,因
此在计算统计点绝对距离的时候,将断裂的西侧或南侧端点设置为零距离点。计
算统计点绝对距离是为了沿断裂走向成图的需要。

另外,在?#34903;鑃401中,还需要执行?#34903;鑃450,断距计算?#34903;??#34903;鑃440
以及S450不分先后)。在?#34903;鑃450中,由于统计的构造数据不是垂直断距值,
是现今构造上进行的海拔高程数据,因?#31169;?#27839;着断裂走向两盘成对的高程数据相
减,即可获得现今断裂的垂直断距值。

但依据现今断距无法反映古构造期断裂的活动性,因此在?#34903;鑃450中,还
需要计算待分析断裂活动两侧地层的古构造和古垂直断距。具体的,在计算古断
距之前,还需要增加一步数据处理,即断裂两盘古构造的恢复。在恢复Dend界面
形成时期下伏各个层系的古构造时,只需要将的Dend界面及其以下各个层系界面
的构造数据分别与其Dend界面的构造数据相减即可,这样就可以达到了拉平断裂
两侧Dend界面的目的。同样的方法可以对Cend、Bend、Aend的拉平时的古构造进行
恢复。在恢复古构造的基础上,不同时期的古断距自然就可以通过两盘古构造相
减而获得。

接下来就可以基于?#25216;?#25191;行?#34903;鑃402。在?#34903;鑃402中,首先执行?#34903;鑃460,
绘图?#34903;瑁?#21046;作与断距相关的?#25216;?#22312;本实施例中,?#25216;?#21253;括待分析断裂活动两
侧地层的地层对接关系图(461)、待分析断裂活动的断距沿待分析断裂活动走
向的断距变化图(462)和/或待分析断裂活动的断距的断距大小概率分布图(463)。

具体的,通过上述数据处理之后,可以完成断裂两盘对接关系图。地层被断
裂错断以后,两盘地层不再连续,各自与断面存在不同的交线。实际上所统计的
现今构造海拔高程即是交线上一个点的位置,分别将成对的交点连接起来,既可
以获得两盘地层在断面上各自的交线,上盘有上盘的交线,下盘有下盘的交线。
以统计点在断裂走向上的绝对距离为横坐标,以不同层面成对的构造海拔高程为
纵坐标,并将断裂同一侧、同一层面的投影点连接起来,将会获得两盘的对接关
系图。

同样,利用现今海拔高程数据处理所获得的古构造数据,还可以将各个构造
期断裂两盘地层对接关系图制作出来。为了便于对比分析,可以把不同时期两盘
地层对接关系放在同一张图幅中,可以一目了然断裂在不同时期的活动所造成的
地层对接关系,如果将生储盖层以及岩性投影到不同时期地层对接关系图上,可
以进一步分析不同时期断层的封堵性。

在两盘地层对接关系图的基础上,还可以进一?#20132;?#21046;不同构造期的断距沿走
向的变化图。它的横坐标是断裂沿走向的绝对距离,纵坐标是不同层系现今断距
或古垂直断距。

通常情况下还需要了解不同级别的断距在整个断裂走向上占用的比?#21097;?#27604;
如,需要了解断距在1-100m、100-200m、200-300m……区间内有多少个统计数
据点达到这一范围。这个时候可以绘制断距概率分布图。所谓断距的概率是指断
裂的断距达到某一量级的数量,在计算这一数值的时候,要对现今的和古构造期
的不同层面的断距分别计算。

在本实施例中,通过数据处理最终可以获得三套?#25216;?#21363;两盘地层对接关系
图、断距沿走向变化图和断距概率分布图,这三套?#25216;?#37117;是分构造期成图。即图
件包含各个构造期的地层对接关系图、断距变化图和/或断距大小概率分布图。

接下来就可以根据?#25216;?#25191;行?#34903;鑃470,分析?#34903;瑁?#23450;量分析断裂活动情况。
在?#34903;鑃470中首先执行?#34903;鑃471,拉平?#34903;瑁?#23558;需要具体分析的构造期对应的
最上面的不整合的地质层系的顶面对应待分析断裂活动的两边进行拉平操作以
消除构造期之后所有的构造期的断裂活动产生的断距的叠加。然后执行?#34903;?br />S472,断距拉平计算?#34903;瑁?#35745;算拉平操作后需要具体分析的构造期对应的地质层
系的断距;最后执行?#34903;鑃473,断裂活动定量分析。

具体的,分期成图时,拉平某一关键构造界面实际上即是消除了后期构造对
它的影响,拉平的关键构造界面越老,越可以分析出早期断裂的活动性,因此这
三套构造分期?#25216;?#26159;进行断裂分期的基础?#25216;?#20004;盘对接关系图给出断裂的整体
特征,直观地观察到两盘发育的层系以及缺失的层系。断距沿走向变化图和断距
概率分布图是两盘对接关系图的进一步?#30001;歟?#26029;距沿走向变化图可以获得不同构
造阶段造成的断距大小,同一个构造期的断距沿走向应该具有一致性,如果不一
?#28388;?#26126;断裂存在多期活动。断距概率分布图同样也反映了不同期次断裂活动性,
具有相同断距概率分?#32487;?#24449;的层面是同一期形成的,否则就是多期造成的。通过
这三套?#25216;?#21487;以解析出断裂最早是在哪一期开始活动,?#36136;?#22312;哪一期结束,在开
?#21152;?#32467;束期间的活动性怎样?#20219;?#39064;。

综上,与现有技术相比,根据本发明的方法能够获取更为准确的断裂活动情
况。接下来以一具体的应用例子说明本发明的实施过程。以塔里木盆地某断裂为
例。该断裂发育在塔里木盆地?#32479;?#38534;起上并从基底断达地表。基于现有技术的分
析,断裂是在最晚期构造运动阶段-喜马拉雅期形成的,但该断裂在早古生代是否
有过活动,因早期构造形迹被最晚期的构造形迹叠加之后难以分辨。

根据本发明的方法则可以解决上述问题,以下是对断裂展开的具体分析过
程。

断裂走向长度约为71.44公里,对在其走向上10个位置点的构造数据进行
了统计(表1中第一列),走向上10个位置点的坐标如表1中第二列和第三列
所示。


表1

需要特别说明的是,表1中第4列显示统计的层面为下寒武系顶面,表示计
划对下寒武系顶面进行构造数据取样的层面,在实际工作中还要对震旦系底面、
震旦系顶面、中寒武系顶面、上寒武系顶面、中奥陶系顶面、上奥陶系良里塔格
组顶面、上奥陶系顶面、下志留系顶面以及志留系顶面进行构造数据取样,具体
实施的时候需准备10个excel文件分别以上述10个层面来命名。第五列是研究
过程需要对断裂所作的编号标注。

从塔里木盆地早古生代构造演化的背景看,在这样一个漫长阶段里经历了由
早期的伸展向晚期的?#36153;?#30340;演化过程,伸?#26500;?#36896;大致发生在早古生代的早期及其
之前,而?#36153;构?#36896;发生在早古生代的中期和晚期。相对于盆地内部压性断裂而言,
?#36153;?#20135;生的隆起所导致的中奥陶系、奥陶系和志留系与上覆地层之间形成的区域
性不整合更能有效地反映构造演化的阶段,这三个不整合界面分别是在中奥陶世
末、奥?#21344;?#26411;和志留纪末区域性?#36153;?#24212;力作用下所导致的必然结果。

因此,为了达到断裂活动期次的划分以及合理匹配断距与构造期次的目的,
在编制塔里木盆地早古生代断裂分期?#25216;?#30340;时候,分现今构造、志留系顶面拉平
时期的古构造、奥陶系顶面拉平时期的古构造和中奥陶统顶面拉平时期的古构
造,共计四个构造阶段编制。

针对上述四个构造阶段编制分别构造两盘地层对接关系图(图5a-5d)、断
距沿走向变化图(图6a-6d)和断距概率分布图(图7a-7d)。如图5a-5d、图6a-6d
以及图7a-7d所示,在图5a-5d、图6a-6d以及图7a-7d中,T60、T62、T70、T72、
T74、T80、T81、T83、T90、Td分别为不同的地质层系(虚线和实线分别代表不同
的两盘地层),其中:

T83对应下寒武系顶面、Td对应震旦系底面、T90对应震旦系顶面、T81对应中
寒武系顶面、T80对应上寒武系顶面、T74对应中奥陶系顶面、T72对应上奥陶系良
里塔格组顶面、T70对应上奥陶系顶面、T72对应下志留系顶面以及T60对应志留
系顶面。

图5a、图6a以及图7a对应的为现今的地层状态;图5b、图6b以及图7b对
应的为T60层面拉平后的地层状态;图5c、图6c以及图7c对应的为T70层面拉
平后的地层状态;图5d、图6d以及图7d对应的为T74层面拉平后的地层状态;。

基于图5a-5d、图6a-6d以及图7a-7d分析如下:

(1)断裂最早期的活动:早古生代早期

参见中奥陶系顶面(T74)拉平的三套?#25216;?图5d,图6d、图7d),在断距
沿走向变化图上,断距均小于500m,各个层面的断距沿走向形态虽然在南北两
?#26410;?#33268;一致,但在中间段不甚一致,断距概率分布图也反映出不同层面断距的差
异性。

(2)中奥陶世末的活动性:整体活跃

据中奥陶系顶面(T74)拉平时上寒武系顶面(T81)层面断距沿走向变化特
征,多数地段断距在250m以上。

(3)奥?#21344;?#26411;的活动性:整体活跃

距奥陶系顶面(T70)拉平时上奥陶系良里塔格组顶面(T72)沿走向断距变
化特征,断距平均在200m以上。

(4)志留纪末的活动性:断裂整体不活动,南段有微弱活动

志留系顶面(T60)拉平时各层面断距沿走向变化特征与奥陶系顶面(T70)
拉平时基本一致,只是在南段有微小的增大特征,说明南段有微弱活动。

基于上述分析结果可以证明,与现有技术相比,根据本发明的方法能够获取
更为准确的断裂活动情况。

虽然本发明所公开的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明
而采用的实施方式,并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实
施例。在不背离本发明实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作
出各种相应的改变或变形,但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求
的保护范围。

关于本文
本文标题:一种用于获取断裂活动情况的方法.pdf
链接地址:http://www.pqiex.tw/p-5994589.html
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