CN110555221A - 一种计算区域地层升降幅度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种计算区域地层升降幅度的方法及装置。该方法及装置包括：对区域地层在构造运动前后的古埋深进行恢复，得到两期古埋深平面等值线分布图；对两期古埋深数据进行平面网格化处理，获得各个网格点的古埋深；根据各个网格点的古埋深，计算构造运动前后地层的绝对升降幅度；根据绝对升降幅度和构造运动所经历的地质时间，得到地层升降的速率；选取构造运动产生的最大绝对升降幅度，得到构造运动前后地层的相对升降幅度。本发明通过充分利用定量评价方法的优点，对区域地层的抬升与沉降幅度进行分析，在很大程度上提高了地层构造运动评价的广度和精确度。

Description

一种计算区域地层升降幅度的方法及装置

技术领域

本发明涉及构造地质分析技术领域，更具体地，涉及一种计算区域地层升降幅度的方法及装置。

背景技术

区域地层的构造运动可以造成地层古构造面貌的形成与演化、沉积相带的转换、断裂与不整合面的形成等，同时可以促进油气生成、运聚以及油气藏后期的调整与破坏(付广等，天然气地球科学,2000年第2期；吕延防等，2001年第3期；金之钧等，中国科学D辑:地球科学，2005年第5期)。然而地层构造运动的过程十分复杂，运动的结果往往产生多种变形状态及相关参数，而要对由多种变形状态构成的构造运动进行确切的定量分析十分困难。在盆地级别的研究范围内，构造运动的主要形态为地层的抬升与沉降，其升降幅度基本反映了构造运动的强度，且地层升降幅度的定量计算具有相对简单、可操作性强等优势。

现阶段，对于地层升降幅度的研究主要集中在单井埋藏史恢复和构造沉积演化剖面恢复等方面，而对于区域地层升降幅度的定量研究较为薄弱(唐玄等，地学前缘,2008年第2期)。单井埋藏史恢复是根据沉积压实原理，从已知的单井分层参数出发，按照地质年代由新到老的顺序逐层剥去，剥蚀恢复过程中考虑了沉积压实、沉积间断、地层剥蚀等地质要素。根据一定地质时期内地层升降的大小，可以计算单位时间内地层升降的幅度。应用该方法可以较为准确的计算某口井及邻近地区地层的升降幅度，但单井计算结果具有局限性，适用范围较小。构造沉积演化剖面恢复较单井埋藏史恢复适用范围有所增大，但仍存在很大局限性，其适用范围主要集中在所选剖面附近地区，同样不能满足区域定量分析的要求。因此，有必要开发一种区域地层升降幅度定量分析方法及装置。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种计算区域地层升降幅度的方法及装置，其能够通过建立区域地层升降幅度定量分析，从而更为精确、全面地反映地层抬升或沉降的实际情况，客观地反映区域地层的构造运动强度。

根据本发明的一方面，提出了一种计算区域地层升降幅度的方法。所述方法包括：

1)对区域地层在构造运动前后的古埋深进行恢复，得到两期古埋深平面等值线分布图；

2)对两期古埋深等值线分布图进行平面网格化处理，在统一网格矩阵条件下，获得各个网格点的古埋深；

3)基于步骤2)中获得的各个网格点的古埋深，计算构造运动前后地层的绝对升降幅度；

4)根据步骤3)中确定的绝对升降幅度和构造运动所经历的地质时间，得到地层升降的速率；

5)选取构造运动产生的最大绝对升降幅度，得到构造运动前后地层的相对升降幅度。

优选地，在步骤2)中，利用克里格插值法对两期古埋深等值线图进行平面网格化处理。

优选地，在步骤3)中，通过以下公式获得绝对升降幅度R_绝对：

R_绝对＝H₂-H₁ (1)

其中，H₁是构造运动前地层的古埋深，H₂是构造运动后地层的古埋深。

优选地，在步骤4)中，通过以下公式获得地层升降速率V：

V＝R_绝对/T (2)

其中，R_绝对是绝对升降幅度，T是构造运动所经历的地质时间。

优选地，在步骤5)中，通过以下公式获得地层相对升降幅度R_相对：

R_相对＝R_绝对/max|R_绝对| (3)

其中，R_绝对是绝对升降幅度。

优选地，该方法还包括：基于步骤3)、4)、5)中获得的数据，编制区域地层绝对升降幅度、升降速率和相对升降幅度的平面分布图。

根据本发明的另一方面，提出了一种区域地层升降幅度的装置，包括：

古埋深恢复模块，用于对区域地层在构造运动前后的古埋深进行恢复，得到两期古埋深平面等值线分布图；

网格化模块，用于对两期古埋深等值线分布图进行平面网格化处理，获得各个网格点的古埋深；

第一计算模块，用于基于各个网格点的古埋深，计算构造运动前后地层的绝对升降幅度；

第二计算模块，用于根据绝对升降幅度和构造运动所经历的地质时间，得到地层升降的速率；

第三计算模块，用于选取构造运动产生的最大绝对升降幅度，得到构造运动前后地层的相对升降幅度。

优选地，在网格化模块，利用克里格插值法对两期古埋深等值线分布图进行平面网格化处理。

优选地，在第一计算模块，通过以下公式获得绝对升降幅度R_绝对：

R_绝对＝H₂-H₁ (1)

其中，H₁是构造运动前地层的古埋深，H₂是构造运动后地层的古埋深。

优选地，在第二计算模块，通过以下公式获得地层升降速率V：

V＝R_绝对/T (2)

其中，R_绝对是绝对升降幅度，T是构造运动所经历的地质时间。

优选地，在第三计算模块，通过以下公式获得地层相对升降幅度R_相对：

R_相对＝R_绝对/max|R_绝对| (3)

其中，R_绝对是绝对升降幅度。

本发明提供的定量计算区域地层升降幅度的方法，通过区域地层古埋深恢复及数据网格化处理来定量计算构造运动后区域地层的绝对升降幅度、升降速率和相对升降幅度，该方法能有效提高地层升降幅度分析的精度和范围，可为区域地层构造运动强度分析提供有效的研究方法，结合油气藏发育特征，可为评价构造运动对油气藏生成、运移和保存等方面的影响作用提供有利依据。

本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，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例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的计算区域地层升降幅度的方法的步骤流程图；

图2示出了区域地层古埋深示意图；

图3示出了区域地层古埋深数据平面网格化的示意图；

图4示出了区域地层中任意点绝对升降幅度定量计算示意图；

图5示出了区域地层绝对升降幅度定量分析示意图；

图6示出了区域地层升降速率定量分析示意图；

图7示出了区域地层相对升降幅度定量分析示意图。

具体实施方式

为了满足区域地层构造运动强度定量分析的需要，本发明提供了一种定量计算区域地层升降幅度的方法及装置。

利用单井埋藏史和构造沉积演化剖面等资料，开展区域地层在构造运动前后的古埋深恢复工作；利用克里格插值法对古埋深等值线分布图进行平面网格化处理，使两期古埋深数据具有垂向上可进行数学运算的条件；在此基础上，计算构造运动后古埋深的变化差值，该变化差值即为地层升降幅度的绝对值；该绝对值除以构造运动所经历的地质时间，得到地层升降的速率；选取构造运动产生的最大升降幅度，将地层任意一处的升降幅度除以该最大升降幅度，得到地层升降幅度的相对值；编制区域地层绝对升降幅度、升降速率和相对升降幅度平面分布图，从而多角度定量分析区域地层的升降幅度。

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，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例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的计算区域地层升降幅度的方法的步骤流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤1：对区域地层在构造运动前后的古埋深进行恢复，得到两期古埋深平面等值线分布图。

其中，对区域地层在构造运动前后的古埋深恢复，可以利用单井埋藏史和构造沉积演化剖面等资料，进而得到两期古埋深平面等值线分布图。本领域技术人员应当理解，也可以通过其他的方法获得古埋深平面等值线分布图。

图2为进行古埋深恢复得到的区域地层古埋深示意图。

步骤2：对两期古埋深等值线分布图进行平面网格化处理，获得各个网格点的古埋深。

利用克里格插值法对两期古埋深等值线分布图分别进行平面网格化处理，使两期古埋深数据具有垂向上可进行数学运算的条件。由于步骤1中得到的两期古埋深等值线分布图为位图形式，无法进行任意点的矢量数据计算，因此需要对等值线分布图进行矢量化，在矢量化过程中需要对整个图幅进行网格化，并使每个点均具有古埋深数值，而对于大部分没有落在等值线上的网格点，需要采用克里格插值法，即两个等值线间的一点根据其距离两个等值线的距离大小来按比例赋值的方法，对整个图幅进行矢量化，且两期等值线图采用的网格矩阵大小一致，这样每个网格点的坐标一一对应，从而具备了任意点数学运算的条件。

图3为区域地层古埋深数据平面网格化示意图。

步骤3：基于步骤2)中获得的各个网格点的古埋深，计算构造运动前后地层的绝对升降幅度。图4为区域地层中任意点绝对升降幅度定量计算示意图。如图4所示，H₁是构造运动前地层的古埋深，H₂是构造运动后地层的古埋深，可以通过以下公式获得绝对升降幅度R_绝对：

R_绝对＝H₂-H₁ (1)

若绝对升降幅度R_绝对为正值，表示构造运动后地层发生沉降；若为负值，表示地面发生抬升。图5为区域地层绝对升降幅度定量分析示意图。通过对步骤3)中获得的各个网格点处的绝对升降幅度，并按照成图显示要求，将绝对升降幅度相同的网格点连成连续的曲线，以得到图5所示的曲线图。

步骤4：根据步骤3)中确定的绝对升降幅度和构造运动所经历的地质时间，得到地层升降的速率。

具体地，通过以下公式获得地层升降速率V：

V＝R_绝对/T (2)

其中，R_绝对是绝对升降幅度，T是构造运动所经历的地质时间，升降速率V若为正值，表示地层的沉降速度；若为负值，表示地层的抬升速度。图6为区域地层升降速率定量分析示意图。通过步骤4)中获得的各个网格点处的地层升降速率，并按照成图显示要求，将升降速率相同的网格点连成连续的曲线，以得到图6所示的曲线图。步骤5：选取各期构造运动产生的最大绝对升降幅度，得到各期地层相对升降幅度。

具体地，通过以下公式获得地层相对升降幅度R_相对：

R_相对＝R_绝对/max|R_绝对| (3)

其中，R_绝对是绝对升降幅度，相对升降幅度R_相对为0～1之间的小数，相对升降幅度R_相对若为正值，表示地层沉降的相对幅度；若为负值，表示地层抬升的相对幅度。图7为区域地层相对升降幅度定量分析示意图。通过步骤5)中获得的各个网格点处的地层相对升降幅度，并按照成图显示要求，将相对升降幅度相同的网格点连成连续的曲线，以得到图7所示的曲线图。

应用示例

本发明提供的区域地层升降幅度定量分析方法，已在塔里木盆地开展了初步应用，主要对奥陶系地层开展了升降幅度的定量分析。

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

在塔里木盆地奥陶系地层现今埋深基础上，对古埋深开展研究，分别对奥陶系地层在二叠纪末期和侏罗纪末期的古埋深进行恢复，图2为恢复后的古埋深示意图。

利用克里格插值法对奥陶系地层二叠纪末期、侏罗纪末期古埋深进行数据平面网格化处理，图3为经过处理后的平面网格化后的数据示意图。

利用平面网格化数据，分别计算奥陶系在二叠纪末期-侏罗纪末期地层的绝对升降幅度，图5为绝对升降幅度计算结果示意图。

根据绝对升降幅度数据，以及构造运动所经历的时间(二叠纪末期-侏罗纪末期为115Ma)，计算奥陶系地层的升降速率，图6为绝对升降速率计算结果示意图。

选取构造运动产生的最大绝对升降幅度(二叠纪末期-侏罗纪末期为4500m)，将任意点处绝对升降幅度除以最大绝对升降幅度，得到地层的相对升降幅度，图7为相对升降幅度计算结果示意图。

根据计算得到的升降幅度定量数据，编制塔里木盆地奥陶系地层在二叠纪末期-侏罗纪末期的绝对升降幅度、升降速率和相对升降幅度平面分布图，从而多角度定量分析该地层所经历构造运动的强度。

本发明还提出了一种计算区域地层升降幅度的装置，其包括：

古埋深恢复模块，用于对区域地层在构造运动前后的古埋深进行恢复，得到两期古埋深平面等值线分布图；

网格化模块，用于对两期古埋深等值线分布图进行平面网格化处理，获得各个网格点的古埋深；

第一计算模块，用于基于各个网格点的古埋深，计算构造运动前后地层的绝对升降幅度；

第二计算模块，用于根据绝对升降幅度和构造运动所经历的地质时间，得到地层升降的速率；

第三计算模块，用于选取构造运动产生的最大绝对升降幅度，得到构造运动前后地层的相对升降幅度。

在一个示例中，通过以下公式获得绝对升降幅度R_绝对：

R_绝对＝H₂-H₁ (1)

其中，H₁是构造运动前地层的古埋深，H₂是构造运动后地层的古埋深。

在一个示例中，通过以下公式获得地层升降速率V：

V＝R_绝对/T (2)

其中，R绝对是绝对升降幅度，T是构造运动所经历的地质时间。

在一个示例中，通过以下公式获得地层相对升降幅度R_相对：

R_相对＝R_绝对/max|R_绝对| (3)

其中，R_绝对是绝对升降幅度。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本发明通过本发明提供的一种定量计算区域地层升降幅度的方法，是通过区域地层古埋深恢复及数据网格化处理等，来定量计算构造运动后区域地层的绝对升降幅度、升降速率和相对升降幅度，该方法能有效提高地层升降幅度分析的精度和范围，可为区域地层构造运动强度分析提供有效的研究方法，结合油气藏发育特征，可为评价构造运动对油气藏生成、运移和保存等方面的影响作用提供有利依据。其特点为：

(1)多角度定量化、可读性好。与定性分析方法只能预测地层升降趋势相比，该方法可定量分析地层升降幅度，并分别从绝对升降幅度、升降速率和相对升降幅度三方面多角度表征地层的升降幅度，且形成的量化数据和图件具有良好的可读性。

(2)信息覆盖面大、适用范围广。与单井埋藏史研究单井地层、构造沉积演化剖面研究连井地层相比，该方法研究对象为区域地层，信息覆盖范围更大，所形成成果适用范围更广。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

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。

Claims (10)

1.一种计算区域地层升降幅度的方法，其特征在于，包括：

1)对区域地层在构造运动前后的古埋深进行恢复，得到两期古埋深平面等值线分布图；

2)对两期古埋深等值线分布图进行平面网格化处理，在统一网格矩阵条件下，获得各个网格点的古埋深；

3)基于步骤2)中获得的各个网格点的古埋深，计算构造运动前后地层的绝对升降幅度；

4)根据步骤3)中确定的绝对升降幅度和构造运动所经历的地质时间，得到地层升降的速率；

5)选取构造运动产生的最大绝对升降幅度，得到各点地层的相对升降幅度。

2.根据权利要求1中所述的计算区域地层升降幅度的方法，其特征在于，在步骤2)中，利用克里格插值法对构造运动前后地层的古埋深等值线分布图进行平面网格化处理。

3.根据权利要求1所述的计算区域地层升降幅度的方法，其特征在于，在步骤3)中，通过以下公式获得绝对升降幅度R_绝对：

R_绝对＝H₂-H₁ (1)

其中，H₁是构造运动前地层的古埋深，H₂是构造运动后地层的古埋深。

4.根据权利要求1中所述的计算区域地层升降幅度的方法，其特征在于，在步骤4)中，通过以下公式获得地层升降速率V：

V＝R_绝对/T (2)

其中，R_绝对是绝对升降幅度，T是构造运动所经历的地质时间。

5.根据权利要求1中所述的计算区域地层升降幅度的方法，其特征在于，在步骤5)中，通过以下公式获得地层相对升降幅度R_相对：

R_相对＝R_绝对/max|R_绝对| (3)

其中，R_绝对是绝对升降幅度。

6.根据权利要求1中所述的计算区域地层升降幅度的方法，其特征在于，基于步骤3)、4)、5)中获得的数据，编制区域地层绝对升降幅度、升降速率和相对升降幅度的平面分布图。

7.一种计算区域地层升降幅度的装置，其特征在于，包括：

古埋深恢复模块，用于对区域地层在构造运动前后的古埋深进行恢复，得到两期古埋深平面等值线分布图；

网格化模块，用于对两期古埋深等值线分布图进行平面网格化处理，获得各个网格点的古埋深；

第一计算模块，用于基于各个网格点的古埋深，计算构造运动前后地层的绝对升降幅度；

第二计算模块，用于根据绝对升降幅度和构造运动所经历的地质时间，得到地层升降的速率；

第三计算模块，用于选取构造运动产生的最大绝对升降幅度，得到构造运动前后地层的相对升降幅度。

8.根据权利要求7所述的计算区域地层升降幅度的装置，其特征在于，通过以下公式获得绝对升降幅度R_绝对：

R_绝对＝H₂-H₁ (1)

其中，H₁是构造运动前地层的古埋深，H₂是构造运动后地层的古埋深。

9.根据权利要求7所述的计算区域地层升降幅度的装置，其特征在于，通过以下公式获得地层升降速率V：

V＝R_绝对/T (2)

其中，R_绝对是绝对升降幅度，T是构造运动所经历的地质时间。

10.根据权利要求7所述的计算区域地层升降幅度的装置，其特征在于，通过以下公式获得地层相对升降幅度R_相对：

R_相对＝R_绝对/max|R_绝对| (3)

其中，R_绝对是绝对升降幅度。