基于三维构造恢复的地应力预测技术

组合弹簧理论模型是预测地应力的一种常用方法,但模型忽略了对岩层各向异性的考虑,无法反映由于局部断层、裂缝发育等各向异性造成的应力局部扰动变化;对构造应力项的求取基于薄板理论,简单利用地层形变开展地应力预测,忽略了地质力学参数的空间变化。本文通过叠前弹性参数反演和精细构造解释对常规弹簧组合模型的构造应力项求取进行了优化,提出了基于三维构造恢复的地应力预测技术,从构造建模开展地质力学分析与构造恢复,求取现今地应力的古构造应力残余分量,提高了模型对地应力的预测精度,结果与实钻井具有较好的吻合性,并通过实际工区应用验证了该方法的有效性,对页岩气勘探选区评价、井位部署、钻后评价、水平井设计具有借鉴作用。

基于地层力学结构的三维构造恢复及其地质意义

三维构造恢复不仅可以验证构造解释在三维空间的一致性,也可用于计算构造内部的应变状态,确定构造位移变化路径及地层力学结构对构造生长过程的影响。在Gocad三维平台上综合遥感、地震和钻井等资料,建立准噶尔盆地南缘主要勘探目的层古近系古新统—始新统紫泥泉子组(E1-2z)的面模型和霍尔果斯深层背斜的体模型,并在体模型的三维域中设置剪切模量、拉梅常数以及岩层密度,以求真实反映实际地层力学结构。在此基础上利用基于Gocad平台开发的三维构造恢复插件对两者开展恢复试验。面模型恢复结果表明,准噶尔盆地南缘山前逆冲断层上盘的恢复应变椭球长轴多呈北西方向,与该位置天山山体和山前断裂带走向斜交,这一特征印证了晚新生代以来的斜向挤压作用。但在山前第二排背斜带东西300km的范围内,恢复应变椭球长轴由霍尔果斯背斜处的近南北逐渐向东西两侧的北北东向和北西向过渡,揭示出深部隐伏断裂可能具有前陆地区典型的弧形冲断特征。体模型恢复结果表明,霍尔果斯深层背斜内部的应变状态与其所经历的运动学过程并没有显著的对应关系,恢复应变分布主要受相邻地层之间力学结构的差异控制,这就导致同一断块不同地层内部的应变状态具有不同的分布特征。在石油勘探开发领域,针对圈闭范围小尺度构造的恢复应变计算可用于构造裂缝性质、方位和分布的预测。

含油气盆地古构造恢复方法研究及进展

含油气盆地古构造与油气的成烃、成藏关系密切,但目前已有的古构造恢复方法均具有一定的局限性,制约了油气的勘探开发。该文分析总结了古构造恢复方法发展至今形成的"宝塔图"法、厚度图法、平衡剖面法、地震属性恢复古构造法、三维空间古构造恢复法、同一变形体古构造恢复法等诸多方法,并分别指出了各种方法的适用范围和在实际应用中存在的问题。剥蚀量恢复、去断层、去褶皱、去压实校正及古水深校正等是古构造恢复中的关键技术,能否合理运用这些技术将直接影响到古构造恢复的准确性。文中对这些关键技术作了详细分析,此外还归纳了古构造恢复中存在的主要问题,并指出了古构造恢复方法未来的发展趋势。

鄂尔多斯盆地东南部古构造恢复及地质意义

利用地层厚度对比法、用相对剥蚀量代替绝对剥蚀量的方法恢复了鄂尔多斯盆地东南部的4期剥蚀量。同时,用回剥法恢复了目的层的古厚度和古埋深,编制了单井埋藏史图和目的层在关键变革期的古构造图,并探讨了演化特征及对页岩气成藏的地质意义,对指导该区的进一步勘探开发有重要意义。

一种古构造恢复方法探讨——以乌马营构造为例

古构造恢复是探索多旋回盆地油气藏改造、重组的有效手段之一。古构造恢复的基本原理是"回剥",即通过"退变形"而获得不同地质演化阶段某构造层的埋藏起伏变化。回剥可以视为剔除上覆地层,并将不同时期古水准面恢复到原位的过程。利用层序充填特点和古水平面重塑研究古构造的新方法。在三维地震覆盖区,标示古水平面的层序特点在较高精度成像的地震数据体中是可以识别的,利用三维地震解释技术,可以精确恢复针对圈闭或局部构造单元的变形史和变形基础。在黄骅坳陷乌马营地区进行了实例应用研究,研究表明:利用该方法可精确恢复三维空间内、不同时期潜山高点迁移的变化规律;古构造恢复的结论与WS1井气藏特点的吻合,为潜山天然气藏的评价和目标勘探提供了决定性依据。

利用构造恢复原理制作古构造演化图

利用构造恢复原理,提出用“构造恢复法”来研究川西地区(复杂构造地区)的构造演化,它是一种新的构造演化分析方法,其原理是模拟地层沉积演化过程的逆过程,通过“去断层恢复”、“去褶皱恢复”、“去压实恢复”等方法,将目的层构造形态逐渐恢复到刚沉积时的构造形态,从而得到不同地质时期目的层的“古构造图”。用该方法制作的古构造图成图精度有较大提高,在复杂构造地区也能较好地进行构造演化分析,并且在川西地区须家河组须二段储层构造演化分析中取得较好的应用效果。

中国东部新太古代末期构造演化——来自古老陆核构造恢复的启示

太古宙陆核的完整性对前寒武纪构造演化研究具有重要意义。华北克拉通东部陆块内太古宙陆核构造上受郯庐断裂影响较大,包括前期断裂带南侧NNE向左行走滑和后期断裂带北侧NE向左行走滑。本文还原了郯庐断裂发育之前华北克拉通东部陆块太古宙陆壳的原始格局。构造恢复后古老地体及地体内岩石片麻理均呈NNW走向。通过对弓长岭地区BIF铁矿进行深入的构造解析工作,发现含矿太古宙表壳岩发育大量暗示水平运动的逆冲推覆构造。结合其年代学特征,本文进一步揭示新太古代末期一定规模的侧向挤压构造(水平运动)可能已经在华北克拉通内出现。

基于三维构造恢复技术的特殊岩性体裂缝预测方法——以惠民凹陷商541井区为例

裂缝预测方法大多基于现今的构造属性特征,而通过三维构造恢复预测裂缝的方法则考虑了多期构造运动对裂缝发育的影响,特别是断层形态对上盘地层变形的影响。应用3DMove的三维面模型构造恢复方法,对惠民凹陷商541井区沙三段中亚段侵入岩进行了构造恢复,计算了侵入岩的现今累加应变量,并进行了裂缝预测;利用曲率属性提取方法对研究区的裂缝进行了预测,对2种方法的预测结果进行了对比。构造恢复方法预测结果表明,研究区商541、商548井区均具有较高的累加应变量,构造裂缝发育;曲率属性提取预测方法结果表明,商548井区曲率值低,裂缝不发育。参照商541和商548井的孔隙度、渗透率等参数,将2种裂缝预测方法进行了对比,基于三维构造恢复技术的裂缝预测方法预测效果较好。

三维构造恢复中原位归属问题的方法技术

针对目前复杂构造三维恢复过程中地质体产生空间位置变化的不确定性,采用三维原位恢复方法,以巴楚断隆S1构造为例,通过对比S1构造恢复过程中所选取的标准区域与样本区域在构造变形前后的空间位置变化,分析构造变化过程中S1构造整体模型的位置变化规律;并据此将构造复原后的模型整体变化至初始位置,消除S1构造因去掉石炭系顶面断距带来西南方向的位移,也消除了因去掉石炭系褶皱所带来西南方向的位移。研究表明,运用三维原位恢复技术,能够确保地质模型在构造复原前后空间位置不变,进而保证研究主体在构造恢复过程中空间位置的相对稳定,为分析构造变形带来的影响奠定空间比较基础。

准中1区块古构造恢复及其演化对油气成藏的作用

准噶尔盆地中部1区块油气的成藏受车莫古隆起演化的影响较大,晚白垩世及古近纪时期是主要成藏期及调整期。文中通过目的层选取、计算地层残余厚度、去压实校正、建立压实参数平面分布模型等步骤,求得油气成藏调整期车莫古隆起的真实地层沉积厚度,以此来反映古构造特征及演化,据此分析目的层古油藏的规模及油气运聚规律,指出下一步有利勘探方向。研究表明:区内晚白垩世存在2个古背斜,是油气有利运聚方向,并通过含油包裹体、测录井、试油资料综合确定了古油水界面及古油藏的规模。工区古近纪初北部开始隆升,古背斜逐渐消失,到现今古背斜调整成为低幅构造梁。古构造破坏后,部分圈闭仍存在,能保留大量原生油气,为原生保留型油藏,部分油气经微幅构造梁调整后,在现今有利构造位置处的圈闭聚集,形成调整再聚集型油藏。建议围绕古背斜及与古背斜形成优势运移路径进行勘探。

黄骅坳陷上古生界古构造恢复

针对黄骅坳陷油气预探对古构造恢复的需求,结合盆地演化特点及相关资料,在对古构造恢复方法进行系统分析、优选的基础上,利用高分辨率三维地震数据,采用古水平面恢复法对黄骅坳陷上古生界进行古构造恢复,证实古水平面恢复方法是断陷盆地地震覆盖区快速开展古构造恢复、研究构造演化的有效手段。通过古构造恢复,认识到黄骅坳陷中生代末期的古构造表现出大型帚状雁列的特点,该巨型帚状构造由乌马营-官西、徐扬桥-孔西-大中旺两个近南北向右阶雁列背向斜带与其东侧一系列北东向撒开的背向斜带组成;除徐西、沧东断裂外,盆内二级断层均产生于渐新世以后,且新生代大规模断裂改造作用也主要发生在渐新世以后,孔店组沉积早、中期的古构造形态与中生代末具有很大相似之处;侏罗纪期间,在南皮至东光一带以及古盐山地区存在古凹陷,凹陷带轴向南北,其间夹持的隆起构造是古生界原生油气一次生烃期间油气运聚的主导方向。该研究成果对古构造恢复方法的选择及研究黄骅坳陷古构造具有重要指导意义。

沁水盆地南部地区古构造恢复及其油气意义

古构造的高点通常是致密气长期运移和聚集的有利低势区,古构造恢复对致密砂岩气勘探尤为重要。以沁水盆地南部地区为例,基于该地区丰富的钻井、录井、测井等资料,对该地区在燕山早期(J_1—J_2)、燕山晚期(J_3—K_1)及喜马拉雅中期(E—N)等3个关键构造演化期的古构造进行了恢复。结果表明,自晚三叠世以来,本区表现为整体隆升剥蚀,强剥蚀区沿着NE—SW方向展布。燕山运动期间古隆起具有继承性,晚二叠世地层挤压变形强烈,古构造表现出"多隆多坳"特征;喜马拉雅运动中期出现"夷平化"现象,逐渐接近现今构造特征,部分古隆起逐渐变得宽缓,构造形态表现为"背斜宽缓,向斜紧闭"。将喜马拉雅运动中期的古构造单元划分为相对隆起带、相对斜坡带及相对坳陷带。相对隆起带是下一步该区煤系致密砂岩气勘探的有利区域。

高丰度含气区转换波地震资料构造恢复方法探索

由于高丰度含气所造成的气烟囱现象的存在,导致在柴达木盆地东部地区的纵波地震剖面上出现同相轴下拉、频率降低、成像模糊等现象,而在转换波剖面上,成像质量虽有了很大提高,但仍存在同相轴下拉的现象。为进一步提高含气区的成像效果,尝试将时间域转换波地震剖面转换到深度域中,验证深度域转换波地震剖面对同相轴下拉假象的消除能力。以高精度速度建模为基础,对高丰度含气区转换波地震剖面时深转换方法及流程进行了探索,并用实例说明利用声波测井速度建立的速度场可以对转换波地震资料进行时深转换,转换后的深度域剖面上的同相轴下拉现象得到了校正,可以在一定程度上消除这种时间域里的构造塌陷假象,并在此基础上分析了造成含气区同相轴下拉现象的原因,提出了提高柴东地区多波地震勘探资料品质及应用效果的改进措施。

二维构造恢复模拟方法及应用

介绍了古垂线法构造恢复的方法及具体实现，讨论了构造恢复中应注意的几个问题。通过对模型及库车坳陷中实际剖面的计算，证明古垂线法构造反演程序的实用性，揭示了库车坳陷南斜坡的构造演化史中受多期构造作用，亚肯断层为具多期活动性质的同沉积断层。最后指出了古垂线法构造反演的发展方向。

三维古构造恢复技术在油气评价中的应用——以珠江口盆地番禺-流花地区为例

目前常用的古构造图的制作方法为"厚度图法"和"断层平移法",这两种方法对断控圈闭为主的古构造恢复具有一定的局限性,且不能定量化的研究古构造生长发育情况。本论文首次将三维古构造恢复技术应用于珠江口盆地番禺-流花地区。三维古构造恢复技术在应用时,避免了厚度异常现象,实现了去压实恢复,能够更真实的反映古构造情况。该技术在珠江口盆地番禺流花地区"A"构造的应用,达到了定量分析古构造发育的效果,并且认识到了A构造在关键时期T32时期古构造幅度较小,后期构造幅度增大是A构造充满度过低的重要原因之一。

平衡剖面技术在前陆冲断带构造恢复中的应用——以准噶尔盆地西北缘为例

平衡剖面技术是一种遵循几何守恒原则而反演地质构造演化过程的剖面、亦是恢复重建地质演化历史活动及过程的一种方法,同时也是构造演化定量分析的有效手段。准噶尔盆地西北缘是典型的前陆冲断带,由于其地质条件复杂、地震波速横向变化大等原因,故对该区构造演化及动力学机制研究与油气地质条件的分析一直不能深入进行,因而严重制约了油气勘探进程。针对以上症结所在,从技术层面提出了更好的利用平衡剖面技术进行构造演化恢复的方法,进而为深刻认识该区构造发育史、分析油气运移及聚集规律等提供了依据。通过平衡剖面恢复的结果表明,研究区经历了挤压—伸展—挤压三期构造运动,并由此构成了一个完整的构造旋回。其中,晚二叠世存在一个小幅度的快速挤压期,而三叠纪为整个构造演化中最强烈的构造挤压时期,其对该区构造演化及构造格架形成与油气运聚成藏等均具重要影响和控制作用。

构造解释成果在古构造恢复中的应用——以川西北九龙山—剑阁三维地震工区为例

古构造演化对油气运聚成藏具有重要的控制作用。以往古构造的恢复一般采用单井或地震资料开展,由于单井数据量少且分布不均,恢复后的古构造只能反映大的古构造背景;地震数据恢复古构造多采用地层垂直厚度,在地层倾角变化大的地区易形成古构造假象。为此,以四川盆地西北部九龙山-剑阁三维地震工区为对象进行古构造恢复研究,提出了古构造恢复新方法,精细刻画古构造形态特征。研究结果表明:(1)利用三维地震构造精细解释成果对研究区各构造层进行网格化,计算各网格点地层倾角及相邻构造层间的地层真实厚度,利用各构造层间的地层真实厚度恢复古构造。(2)利用新方法恢复出的古构造具有更加精细的构造形态特征,多方向构造行迹展布更明显。结论认为,九龙山构造受北东向和东西向两组挤压褶皱控制形成,剑阁中部地区在印支晚期存在大型宽缓古隆起,研究区构造演化特征与川西地区构造发展演化大背景相吻合。

巫溪地区X井井旁构造恢复分析

井旁构造恢复是一种地质分析手段,通过对地层层位、倾角倾向、断层发育等地质信息的整合和分析,恢复井旁地层和构造特征,旨在为实钻中复杂问题的解决提供关键助力。巫溪地区地处大巴山台缘坳陷带,断褶作用强,地层揉皱和断层发育,该区X井实钻发现龙马溪组底部地层直立、岩性复杂、断裂发育,目标页岩段品质明显变差,下步工程措施难以确定。利用测井、录井及岩心资料落实了井区地层、断层、构造等地质特征,并以地层倾角倾向为基础,结合断层刻画、倒转与重复分析,实现了井旁构造恢复,有效解释了页岩品质变差的原因,为钻井工程施工和区域勘探部署提供了重要依据。

运用基于地质力学的构造恢复法按时序模拟断块油藏和裂缝油藏的技术方法及其工业应用

为了模拟油藏的变形作用，我们研发出一种以地质力学为基础的构造恢复方法。该方法依据有限元法模拟岩体的物理状态，研究非均匀物质的性质、层面滑动以及断层的机械交互作用。为了论证该方法的意义，我们对沙箱模型中一条同沉积的铲状正断层的上盘（它是评价复合断块油藏的相似体）的变形作用和断层的发育进行了分析。然后分析了数字模拟结果，以便研究断裂作用发生的年代。数字模拟结果与物理模拟结果极为一致，由此，使我们在油藏演化及其变形作用方面有了更深刻的认识。为了研究压缩变形作用，我们还运用露头资料，将该方法应用于一个野外的褶皱实例。 本文通过实例解析了怎样认识未发现的断层和裂缝、油藏的隔层、油气的运移路径以及油气的圈闭，怎样利用这些认识做出决策以及如何降低勘探风险。研究表明，与常用的几何法构造恢复技术（缺乏力学依据）相比，基于地质力学原理的恢复断块油藏和裂缝油藏的方法，在工业应用上有着更重要的意义。

油气勘探技术的新成果 古构造恢复系统受到青睐

运用计算机技术、形象地、量化地恢复地质剖面的古构造.是地矿部石油物探研究所一项新的科研成果。这种古构造恢复人机交互系统,为正确解释地质剖面,分析含油气盆地提供了实用工具。科研人员在总结、分析前人多种古构造恢复方法的基础上。在人机联作工作站上使用刚体旋转、