[发明专利]一种张扭断裂构造活动性定量评价方法及其物理模拟装置

说明书

本发明公开了一种构造物理模拟实验装置，涉及构造地质学及石油地质学技术领域,包括动力轴、扫描仪、撒砂装置、照相机、摄像机、砂箱，所述动力轴伸入砂箱中，所述扫描仪、撒砂装置、照相机均位于砂箱的上方，所述摄像机位于砂箱的前方；本发明还公开了一种张扭断裂构造活动性定量评价方法，所述评价方法包括以下步骤：研究区构造活动性定量分析、构造应力场数值模拟、构造物理模拟实验以及构造应力场数值模拟与构造物理模拟实验相互验证修正。本发明方法结合了野外实测、构造解析、应力场数值模拟和构造物理模拟等方法，实现了扭张断裂构造活动性定量评价，具有普遍适用性和可操作性。

技术领域

本发明涉及构造地质学及石油地质学技术领域，尤其涉及一种张扭断裂构造活动性定量评价方法及其物理模拟装置。

背景技术

扭张断裂不同于一般的走滑断裂与伸展断裂，而是以伸展作用为主，走滑作用为辅的一种耦合应力场条件下形成的特殊断裂形式。随着我国东部油气勘探进入高勘探阶段，一些低序级的扭张断裂对沉积储层、圈闭类型、油气运移聚集等的控制作用越来越凸显。前人对扭张断裂综合识别方法的研究相对比较成熟，但对扭张断裂活动性定量分析、形成机理及其控藏作用的研究尚处于起步阶段。

定量表征扭张断裂活动性的走滑位移量是目前研究比较薄弱的环节，也是含油气盆地扭张断裂研究的难点问题之一，而恰恰扭张断裂走滑位移量与伸展量的大小配比关系，决定了扭张断裂的构造变形组合样式，进而对含油气盆地物源通道、沉积类型、圈闭有效性等油气成藏条件具有非常重要的控制作用。

因此，提供一种有效的扭张断裂构造活动性定量评价方法对扭张断裂控藏作用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种张扭断裂构造活动性定量评价方法及其物理模拟装置，其结合了野外实测、构造解析、应力场数值模拟和构造物理模拟等方法，实现了扭张断裂构造活动性定量评价，具有普遍适用性和可操作性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种构造物理模拟实验装置，包括动力轴、扫描仪、撒砂装置、照相机、摄像机、砂箱，所述动力轴伸入砂箱中，所述扫描仪、撒砂装置、照相机均位于砂箱的上方，所述摄像机位于砂箱的前方。

优选地，所述动力轴包括第一动力轴、第二动力轴、第三动力轴、第四动力轴，第一动力轴、第二动力轴位于砂箱的左侧，所述第三动力轴、第四动力轴位于砂箱的后侧和前侧，所述第一动力轴、第二动力轴为走滑应力轴，所述第三动力轴、第四动力轴为拉张应力轴。

优选地，所述砂箱由钢板、挡板、泡沫板组成，所述挡板在钢板上围绕四周设置，所述泡沫板位于挡板的处。

优选地，所述钢板上铺设有弹性布，所述弹性布上填入有天然石英砂。

本发明还公开了一种张扭断裂构造活动性定量评价方法，所述评价方法包括以下步骤：

S1，研究区构造活动性定量分析，对研究区扭张断裂构造剖面进行平衡剖面恢复，确定构造发育演化阶段，明确各阶段构造变形特征，计算剖面各演化阶段伸展量；

S2，构造应力场数值模拟，确定研究区扭张断裂带的边界条件，通过研究区宏观构造和小构造确定古构造应力场方向；建立地质模型，将研究区测井资料计算与岩石力学实验综合得出岩石力学参数赋予地质模型，转化得出有限元力学模型，进行数值模拟计算；

S3，利用权利要求1所述构造物理模拟实验装置，进行构造物理模拟实验；

S4，构造应力场数值模拟与构造物理模拟实验相互验证修正，明确各构造演化阶段张应力、剪应力的大小和方向；以区域及局部应力场为约束，开展多组构造物理模拟实验，确定不同演化阶段、不同应力配比条件下构造样式，精确测量伸展量和走滑量，确定两者之间的定量关系，建立数学模型，实现扭张断裂活动性定量评价分析。