[发明专利]用于确定构造稳定期断层活动性的方法

权利要求书

1.一种用于确定构造稳定期断层活动性的方法，所述方法包括以下步骤：

基于现今地层的垂向主应力与深度的关系和在不同地质历史时期的地层埋深，获取在不同地质历史时期的垂向主应力作为最大主应力；

基于现今地层的压力与应力耦合关系和在不同地质历史时期的地层压力和垂向主应力，确定在不同地质历史时期的最小主应力；

基于在不同地质历史时期的最大主应力、最小主应力和地层压力，获取在不同地质历史时期的最大有效主应力和最小有效主应力；

基于在不同地质历史时期的最大有效主应力和最小有效主应力，确定断层岩石在不同地质历史时期的应力莫尔圆；

基于现今地层的内摩擦角随埋深的变化关系和在不同地质历史时期的地层埋深，获取断层岩石在不同地质历史时期的临界破裂包络线；

将断层岩石在不同地质历史时期的应力莫尔圆与各自相应的临界破裂包络线分别进行比较；和

根据应力莫尔圆与临界破裂包络线的位置关系判定断层岩石在不同地质历史时期的启闭性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述现今地层的压力与应力耦合关系通过如下方式而获得：

基于现今地层的垂向主应力与深度的关系，获得在不同深度下的垂向主应力作为最大主应力；

通过对在不同深度下的现今地层进行漏失试验获得其泵压-泵入量曲线；

根据在不同深度下的泵压-泵入量曲线确定其相应的漏失泵压；

根据在不同深度下的漏失泵压与泥浆密度计算其漏失压力作为最小主应力；和

根据在不同深度下的垂向主应力、最小主应力和地层压力，构建垂向主应力归一化的压力与应力耦合关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述现今地层的内摩擦角随埋深的变化关系通过如下方式而获得：

提供在不同深度下的现今地层的多组岩石样品，每组岩石样品由在同一深度下采集的多个岩石样品构成；

通过将各组岩石样品进行三轴压缩试验获得其全应力-应变曲线，以确定其峰值强度和相应的围压；

基于各组岩石样品的峰值强度和相应的围压，确定各组岩石样品在临界状态下的应力莫尔圆；

根据各组岩石样品在临界状态下的应力莫尔圆，确定在不同深度下的现今地层的临界破裂包络线；

基于在不同深度下的现今地层的临界破裂包络线，获取在不同深度下的现今地层的内摩擦角；和

基于在不同深度下的现今地层的内摩擦角，构建现今地层的内摩擦角随埋深的变化关系。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述现今地层的压力与应力耦合关系由以下方程表示：

σ₃/σ_V＝K·P_f/σ_V+σ_x

其中，σ₃为最小主应力；σ_V为垂向主应力；P_f为地层压力；K为耦合系数；σ_x为常数项。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述现今地层的内摩擦角随埋深的变化关系由以下方程表示：

α＝a·H+b

其中，α为岩石内摩擦角；H为岩石埋深；a和b为常数项。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述临界破裂包络线由以下方程表示：

τ＝σ′·tanα

其中σ′为有效主应力；τ为剪应力；α为岩石内摩擦角。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述应力莫尔圆由以下方程表示：

其中σ′为有效主应力；τ为剪应力；σ₁′为最大有效主应力；σ₃′为最小有效主应力。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述现今地层的垂向主应力与深度的关系根据密度测井曲线获得。