[发明专利]一种基于断裂自相似理论的低级序断层发育规律预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气田勘探开发、矿产评价预测领域，尤其是一种基于断裂自相似理论的低级序断层发育规律预测方法。

背景技术

断裂“自相似”现象是自然界的一种普遍现象，指事物的一部分与其整体的相似性，断裂构造也不例外。人们早已注意到断裂构造的相似性，即规模大小不同、性质不尽相同而外形相似的物质结构体系，在受到相同方向的作用力下所产生的构造相似的现象(张文佑，1984)，并根据这一构造相似原理，进行了广泛的模拟实验，建立了许多构造模型(或型式)。然而在自然界中，一些不同规模(或不同等级)的相似构造常构成某种特殊的对应关系。如在一些地区，常发育几组不同等级的断裂，它们将所在地区切割成规模大小不同而形态相似的地质块体，它们在一定方向构造应力场作用下，变形先受低级别断裂控制，形成某种低级别断裂组合。随变形发展，变形逐步受到同方向高级别断裂控制，形成同种高级别断裂组合。或是某一级别断裂组合的构造成分，在演化过程中形成低序次(亦为低级别)的同种断裂组合。这样，低级别(或低序次)断裂组合作为同种高级别(或高序次)断裂组合的组成部分。

(1)自相似现象是自然界的一种很普遍的现象，如海岸线植物、动物(斑马)的斑纹等都可表现出自相似性。

(2)断裂组合自相似性是断裂构造的基本属性之一，在一定方向构造应力作用下，其变形受不同等级断裂控制，并由低等级向高等级发展或派生出低序次断裂，都可形成自相似断裂组合。而自然界不同等级断裂共存是一种普遍现象，构造变形也必然有一个演化的过程，因此，自相似断裂组合是一种普遍的现象，自相似性是断裂构造的基本属性。

在低级序断层预测中，低级序断层的展布影响油气开发、剩余油分布，是困扰油区进一步开发的难点。传统的地震解释很难准确识别该尺度的断裂，由于低级序断层的规模小，隐蔽性强，地震识别困难等特点，严重影响了低级序断层解释的精确性。目前主要应用井间地震技术、精细相干分析技术及地震属性技术等一些开发地震新技术来实现对低级序断层的识别描述。在识别描述的基础上，主要应用构造背景法、断层组合分析法、构造应力场分析法、构造物理模拟法及岩层曲率法等方法对低级序断层的发育规律进行预测，进而指导局部构造的落实。本发明专利在地震解释的基础上，设定断裂自相似性发育规律量化参数，并进行断裂自相似性参数检验，结合油藏开发断裂图，以高级序断层为约束，建立低级序断层发育规律预测模型，进而提出低级序断层二次解释方案，最后通过应力场模拟对解释方案对比验证。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种基于断裂自相似理论的低级序断层发育规律预测方法，它实现了油藏低级序断层发育规律预测。

本发明的技术方案为：一种基于断裂自相似理论的低级序断层发育规律预测方法，具体步骤如下：

第一步通过三维地震精细解释，获取断层平面展布图、地震剖面图

利用地震解释相关软件，通过精心地震解释获得工区的断层平面展布图，得到研究区的断层平面展布、地震剖面图。

第二步设定断裂自相似性发育规律量化参数

断裂系统在几何形态、构造演化以及成因动力上具有统计意义的自相似性；断裂具有统计意义的自相似性，可以用断裂信息维表示，容量维没有反映研究对象的非均匀性，仅考虑不同边长(ε)的栅格内是否落入数据点，因此引入信息维D的概念：

公式(1)中，P_i是每个信息点落入第i个小栅格的概率；ε为栅格的边长。

为了更为具体的表示断裂的这种自相似性，定义了两个参数：

信息维差△D：

△D＝D₂-D₁ (2)

相似性差△R²：

△R²＝R²₂-R²₁ (3)

当增加某条低级序断层时，公式(2)、公式(3)中，D₁、D₂分别为低级序断层增加前后，对应的断裂信息维数值；R²₁、R²₂分别为低级序断层增加前后，断裂的相似程度评价量化结果——每个单元内对变量拟合后得到D值，对应的拟合系数；△D、△R²为增加某条小断层后，某一单元内，断层的信息维、相似程度变化后与变化前的差；