基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法及装置

摘要

本发明实施例公开了一种基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法及装置。其中，基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法，包括：基于获取的三维地震资料，对走滑断裂带进行地震‑地质解析，在解析结果中选取相应目的层进行平面‑剖面结合解析，得到走滑断裂带特征；基于所述走滑断裂带特征建立走滑断裂演化地质模型；基于所述地质模型构建等效模拟模型，设立模拟条件，得到模拟结果；将所述模拟结果与所述地质模型的结果进行分析对比，从而识别出走滑断层的主动盘和被动盘。通过地震‑地质解析走滑断裂，在此基础上通过等效模拟模型模拟断裂发育样式，达到了判识走滑断层主、被动盘的目的。

说明书

技术领域

本发明属于地质学构造分析技术领域，更具体地，涉及一种基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法及装置。

背景技术

断裂是构造地质学领域重要研究对象，按断层两盘相对运动性质可将其划分为正断层、逆断层和走滑断层。以断层面为界，可划分为上、下(左、右)两盘。在断层两盘存在相对运动，通常活动性强(滑动量大)的一盘为主动盘，另一盘为被动盘。在正、逆断层研究中，基于地震、野外露头等手段的主、被动盘的判识较为常见，而针对走滑断层主、被动盘的判识尚无系统分析和研究。

断裂两盘的裂缝发育程度通常决定了决定油气运移和富集，正、逆断层研究中均表现为主动盘裂缝密度、破碎程度均大于被动盘，主动盘一般具有富油气的特点，走滑断裂两盘滑移量与变形破碎程度均存在差异，断层主动盘、被动盘对油气富集程度同样具有差异作用。因此，定性评价走滑断裂的主、被动盘，对于预测油气富集区域、优选勘探开发目标具有重要意义。

现有技术中对正断层研究认为正断层上盘为主动盘，下盘为被动盘；与之类似逆断层上盘通常被认为是主动盘，下盘为被动盘。与正断层、逆断层类似，走滑断层的两盘滑动也具有不等量的特点，针对大型走滑断层的主、被动盘研究主要以野外观测、遥感、地球物理手段等通过走滑量差异来确定。研究认为走滑量较大的一盘为主动盘，另一盘为被动盘，而针对盆地地下中小尺度走滑断层，因其滑移距小、断错标志不明显的特点，尚无有效方法来厘定走滑断层主、被动盘。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法及装置，至少解决现有技术中不能识别走滑断层主动盘和被动盘的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法，包括：

基于获取的三维地震资料，对走滑断裂带进行地震-地质解析，在解析结果中选取相应目的层进行平面-剖面结合解析，得到走滑断裂带特征；

基于所述走滑断裂带特征建立走滑断裂演化地质模型；

基于所述地质模型构建等效模拟模型，设立模拟条件，得到模拟结果；

将所述模拟结果与所述地质模型的结果进行分析对比，从而识别出走滑断层的主动盘和被动盘。

可选的，所述走滑断裂带特征，包括几何学和/或运动学特征。

可选的，所述走滑断裂带特征，用于确定主干断裂形态和滑移方向。

可选的，基于所述地质模型构建等效模拟模型，设立模拟条件，得到模拟结果，包括：

基于所述地质模型构建离散元预设模型；

设置所述离散元预设模型的施加荷载和边界条件；

基于施加荷载和边界条件进行离散元模拟。

可选的，所述离散元预设模型为离散元堆积模型。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识装置，包括：

解析模块，用于基于获取的三维地震资料，对走滑断裂带进行地震-地质解析，在解析结果中选取相应目的层进行平面-剖面结合解析，得到走滑断裂带特征；

模型建立模块，用于基于所述走滑断裂带特征建立走滑断裂演化地质模型；

模拟模块，用于基于所述地质模型构建等效模拟模型，设立模拟条件，得到模拟结果；

分析模块，用于将所述模拟结果与所述地质模型的结果进行分析对比，从而识别出走滑断层的主动盘和被动盘。

可选的，所述走滑断裂带特征，包括几何学和/或运动学特征。

可选的，所述走滑断裂带特征，用于确定主干断裂形态和滑移方向。

可选的，基于所述地质模型构建等效模拟模型，设立模拟条件，得到模拟结果，包括：

基于所述地质模型构建离散元预设模型；

设置所述离散元预设模型的施加荷载和边界条件；

基于施加荷载和边界条件进行离散元模拟。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：

存储器，存储有可执行指令；

处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现第一方面任一项所述的基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法。

本发明通过地震-地质解析走滑断裂，在此基础上通过等效模拟模型模拟断裂发育样式，达到了判识走滑断层主、被动盘的目的。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明的一个实施例的基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法的流程图；

图2示出了本发明的一个实施例的顺北5断裂精细解析示意图；

图3a示出了本发明的一个实施例的顺北5断裂分段示意图；

图3b示出了本发明的一个实施例的顺北5断裂几何学地质模型示意图；

图4a示出了本发明的一个实施例的顺北5断裂地质模型示意图；

图4b示出了本发明的一个实施例的顺北5断裂离散元预设模型示意图；

图5a示出了本发明的一个实施例的堆积建模示意图；

图5b示出了本发明的一个实施例的初始模型示意图；

图6示出了本发明的一个实施例的施加应力初始状态示意图；

图7a和图7b示出了本发明的一个实施例的推动120米时产生第一个断分支断层示意图；

图8a和图8b示出了本发明的一个实施例的推动140米时产生分支断层扩展示意图；

图9a和图9b示出了本发明的一个实施例的推动280米时产生第二个断层分支示意图；

图10a和图10b示出了本发明的一个实施例的推动400米时产生分支断层示意图。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

一种基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法，包括：

基于获取的三维地震资料，对走滑断裂带进行地震-地质解析，在解析结果中选取相应目的层进行平面-剖面结合解析，得到走滑断裂带特征；

基于所述走滑断裂带特征建立走滑断裂演化地质模型；

基于所述地质模型构建等效模拟模型，设立模拟条件，得到模拟结果；

将所述模拟结果与所述地质模型的结果进行分析对比，从而识别出走滑断层的主动盘和被动盘。

可选的，所述走滑断裂带特征，包括几何学和/或运动学特征。

可选的，所述走滑断裂带特征，用于确定主干断裂形态和滑移方向。

可选的，基于所述地质模型构建等效模拟模型，设立模拟条件，得到模拟结果，包括：

基于所述地质模型构建离散元预设模型；

设置所述离散元预设模型的施加荷载和边界条件；

基于施加荷载和边界条件进行离散元模拟。

可选的，所述离散元预设模型为离散元堆积模型。

实施例一：

本实施例的基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法，基于对三维地震资料平面剖面精细解析、厘定走滑断裂几何学、运动学特征，建立走滑断层地质模型。基于地质模型设立边界条件，建立等效几何学模型，进行走滑断裂发育过程的离散元模拟，在模型中预设主、被动盘，将模拟结果与地震-地质解析结果对比，综合判识走滑断层的主、被动盘。

如图1所示，基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法主要包括以下步骤：

①：基于三维地震资料，针对走滑断裂带开展地震-地质精细解析，选取相应目的层进行平面-剖面结合精细解析走滑断裂带几何学、运动学特征。

②：依据①中精细解析结果，建立走滑断裂演化地质模型。

③：基于地质模型构建等效模拟模型，设立边界条件，预设主、被动盘，开展离散元模拟，得出模拟结果。

④：针对目的层的③离散元模拟结果与②地质建模结果综合分析对比，综合判识走滑断层主、被动盘。

在一个具体的应用场景中，如塔里木盆地顺北地区走滑断裂产状高陡，切割深部地层，沟通深部烃源岩层，对深层油气垂向运聚具有重要控制作用。针对塔里木盆地顺北地区顺北5断裂(三维覆盖区)进行了地震-地质精细解析、离散元模拟和主、被动盘识别如下：

基于目的层相干属性图针对顺北5断裂带开展地震-地质精细解析，精准厘定走滑断裂带平面几何学形态与主、次级断裂关系如图2所示。精细地震-地质解析揭示，顺北5断裂右行活动，顺北1断裂左行活动，顺北1与顺北5断裂之间夹持的楔状块体呈挤压状态，且发育多条分支断裂。

选取顺北5断裂(图2虚线框)分段，构建以精细解析结果为主的走滑断裂几何学地质模型，明确主干断裂形态和滑移方向。

基于图3a和图3b(虚线框)地震-地质解析构建顺北5断裂地质模型(如图4a和图4b)和离散元堆积模型(如图5a和图5b)，开展离散元模拟。

建立堆积模型，模拟原始地质体，预设主干断裂发育(如图5a和图5b)

施加荷载和边界条件：上边界和右边界为柔性边界，施加5mPa压力，左边界和下边界固定(初始状态，图5a和图5b)。模拟时移动左边界断层以上部分，并持续挤压地层。分10000步，共移动距离400米，模拟对应时间为500秒。图5a和图5b中，建立初始断层，包含一个坎，岩石近似力学性质：杨氏模量1E+09；泊松比0.2；抗拉强度1E+06；抗压强度10E+06；内摩擦系数0.46；密度2600。

模拟过程中，边界的受力曲线，随着挤压，应力和能量增加，在150秒和350秒时出现左边界受力的突变，对应于新的分支断层的生成。得到如图7a至图10b的结果。

将通过离散元模拟的最终结果(400m时)与地质模型解释结果对比，将图10a、图10b和图4进行对比。确定顺北5断裂分支断裂发育一盘为被动盘，分支断裂不发育一盘为主动盘。在上述离散元模型中，上盘作为主动盘右行移动，下盘作为被动盘右侧边界不活动，该边界条件与顺北5断裂左右两盘实际活动特征相符：左盘右行活动，沿走向滑动方向上无边界限制；而右盘位于顺北1、顺北5断裂带之间夹持的楔状块体，运动上受限制。分支断裂在受限制的被动盘发育，与模拟结果相符，说明本实施例的方法有效，能够准确的判别走滑断层主、被动盘。

实施例二：

一种基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识装置，包括：

解析模块，用于基于获取的三维地震资料，对走滑断裂带进行地震-地质解析，在解析结果中选取相应目的层进行平面-剖面结合解析，得到走滑断裂带特征；

模型建立模块，用于基于所述走滑断裂带特征建立走滑断裂演化地质模型；

模拟模块，用于基于所述地质模型构建等效模拟模型，设立模拟条件，得到模拟结果；

分析模块，用于将所述模拟结果与所述地质模型的结果进行分析对比，从而识别出走滑断层的主动盘和被动盘。

可选的，所述走滑断裂带特征，包括几何学和/或运动学特征。

可选的，所述走滑断裂带特征，用于确定主干断裂形态和滑移方向。

可选的，基于所述地质模型构建等效模拟模型，设立模拟条件，得到模拟结果，包括：

基于所述地质模型构建离散元预设模型；

设置所述离散元预设模型的施加荷载和边界条件；

基于施加荷载和边界条件进行离散元模拟。

实施例三：

本发明实施例提供一种电子设备包括存储器和处理器,

存储器，存储有可执行指令；

处理器，处理器运行存储器中的可执行指令，以实现基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法。

基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法，包括：

基于获取的三维地震资料，对走滑断裂带进行地震-地质解析，在解析结果中选取相应目的层进行平面-剖面结合解析，得到走滑断裂带特征；

基于所述走滑断裂带特征建立走滑断裂演化地质模型；

基于所述地质模型构建等效模拟模型，设立模拟条件，得到模拟结果；

将所述模拟结果与所述地质模型的结果进行分析对比，从而识别出走滑断层的主动盘和被动盘。

可选的，所述走滑断裂带特征，包括几何学和/或运动学特征。

可选的，所述走滑断裂带特征，用于确定主干断裂形态和滑移方向。

可选的，基于所述地质模型构建等效模拟模型，设立模拟条件，得到模拟结果，包括：

基于所述地质模型构建离散元预设模型；

设置所述离散元预设模型的施加荷载和边界条件；

基于施加荷载和边界条件进行离散元模拟。

可选的，所述离散元预设模型为离散元堆积模型。

该存储器用于存储非暂时性计算机可读指令。具体地，存储器可以包括一个或多个计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。

该处理器可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其它组件以执行期望的功能。在本发明的一个实施例中，该处理器用于运行该存储器中存储的该计算机可读指令。

本领域技术人员应能理解，为了解决如何获得良好用户体验效果的技术问题，本实施例中也可以包括诸如通信总线、接口等公知的结构，这些公知的结构也应包含在本发明的保护范围之内。

有关本实施例的详细说明可以参考前述各实施例中的相应说明，在此不再赘述。

实施例四：

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现基于离散元模拟的走滑断层主动盘判识方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，其上存储有非暂时性计算机可读指令。当该非暂时性计算机可读指令由处理器运行时，执行前述的本发明各实施例方法的全部或部分步骤。

上述计算机可读存储介质包括但不限于：光存储介质(例如：CD－ROM和DVD)、磁光存储介质(例如：MO)、磁存储介质(例如：磁带或移动硬盘)、具有内置的可重写非易失性存储器的媒体(例如：存储卡)和具有内置ROM的媒体(例如：ROM盒)。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。