應(yīng)用軟件編制平衡剖面流程及其應(yīng)用

李鳳嬌（中國石化集團(tuán)公司中原油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南 鄭州 450000）

應(yīng)用軟件編制平衡剖面流程及其應(yīng)用

李鳳嬌（中國石化集團(tuán)公司中原油田分公司勘探開發(fā)研究院，河南 鄭州 450000）

平衡剖面技術(shù)在石油勘探領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)于研究區(qū)的構(gòu)造演變進(jìn)行定量分析，合理地恢復(fù)洼陷的構(gòu)造演化歷史，平衡剖面為油氣的形成和運(yùn)移提供參考。本次應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)了平衡剖面的制作，省時(shí)省力，提高了工作效率，經(jīng)過顏色填充之后，直觀地再現(xiàn)地下構(gòu)造的原始幾何形態(tài)，并對(duì)地震解釋結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)，定量分析構(gòu)造演化特征，為深刻分析構(gòu)造演化史和油氣運(yùn)移及聚集規(guī)律提供有力的證據(jù)。

平衡剖面；消除斷距；層拉平；斷層活動(dòng)性；油氣富集

東濮凹陷經(jīng)過30多年的勘探實(shí)踐，平衡剖面技術(shù)在石油勘探領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。用平衡剖面進(jìn)行合理性檢驗(yàn)是平衡剖面應(yīng)用的最主要的一個(gè)方面，平衡剖面得到的只是一種模式圖，而且可能有多種解釋方法，但與不平衡的剖面相比，它實(shí)現(xiàn)了許多的合理性限制，因此更接近事實(shí)；平衡剖面對(duì)研究區(qū)的構(gòu)造變形進(jìn)行定量分析，合理恢復(fù)盆地的構(gòu)造演化史，為油氣的形成和演化的歷史提供參考。以往總是用手工編制平衡剖面，花費(fèi)的時(shí)間多，本次應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)了平衡剖面的制作，省時(shí)省力，提高了工作效率，經(jīng)過顏色填充之后，直觀地再現(xiàn)地下構(gòu)造的原始幾何形態(tài)。

1 平衡剖面技術(shù)的原理

平衡剖面技術(shù)是根據(jù)物質(zhì)守恒定律推出的，對(duì)于一條剖面而言，剖面的縮短量和地層的加厚是一致的，這樣才能保持剖面面積的不變，平衡剖面根據(jù)這個(gè)原理提出了一系列的幾何法則用來制約在剖面解釋中的隨意性。平衡剖面應(yīng)用的幾何法則有多種，主要運(yùn)用的有以下幾種：面積守恒、層長一致、位移一致、縮短量一致。層長守恒定理是在面積守恒的基礎(chǔ)上簡化而來的，目前在剖面平衡中應(yīng)用較多。

2 2Dmove軟件編制平衡剖面的流程

2.1 剖面的選擇

選擇的剖面線應(yīng)該垂直于構(gòu)造走向，如果選擇的剖面線與構(gòu)造走向交角太大，或者剖面線穿過走滑構(gòu)造帶等，用平衡的原理進(jìn)行構(gòu)造復(fù)原，反而會(huì)誤入歧途，不能得到想要的結(jié)果。

2.2 軟件簡介

2Dmove是在Windows操作環(huán)境下運(yùn)行的一個(gè)軟件，人機(jī)交互操作方便、快捷，具有強(qiáng)大的編圖功能，平衡剖面的編制只是其眾多功能中的一項(xiàng)。首先對(duì)一條地質(zhì)（深度）或地震（時(shí)間）剖面進(jìn)行解釋，建立該區(qū)的地質(zhì)模型，然后消除斷距的影響，反演其構(gòu)造發(fā)育史，這就是平衡剖面技術(shù)的基本操作流程。

2.3 平衡剖面的制作流程

2Dmove軟件做平衡剖面過程中，對(duì)于只經(jīng)歷過一期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的剖面，先恢復(fù)主斷層的伴生及補(bǔ)償?shù)姆种鄬樱缓蠡謴?fù)主斷層的斷距；而多期構(gòu)造疊加的剖面，從淺層到深層逐層消除斷距的影響，發(fā)育越晚的斷層越先恢復(fù)斷距，在整個(gè)編圖過程中要帶著觀點(diǎn)去做，不能盲目地只是按照軟件操作流程作圖。具體工作思路如下：

2.3.1 準(zhǔn)備工作

（1）安裝、啟動(dòng)運(yùn)行2Dmove軟件。

（2）建立工區(qū)，采集（或解釋）剖面，應(yīng)用菜單欄里的CREAT下拉工具數(shù)字化剖面里面的斷層、層位及井位數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)的地質(zhì)模型，不同的層位填充對(duì)應(yīng)的顏色。

2.3.2 平衡過程

在建立地質(zhì)模型過程中主要用到的操作有點(diǎn)編輯、線編輯、消除斷距、層拉平、顏色填充及復(fù)制。

點(diǎn)編輯：選中要編輯的目標(biāo)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選取下拉菜單中的EDIT即可對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行編輯。

線編輯：點(diǎn)擊菜單欄里的TOOL，可以對(duì)單條線或者多條線進(jìn)行MOVE（移動(dòng)）、SAMPLE（采樣）、TIDY（修剪）、JOIN（連接）、SPLIT（打斷）等操作。

點(diǎn)編輯和線編輯是制作過程中最基礎(chǔ)的操作步驟，如果做得不好，會(huì)影響斷距消除。

平衡剖面技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)就是斷距消除，是在主菜單里面的STUCTURAL MODELING的子菜單MOVE ON FAULT中完成。出現(xiàn)一個(gè)新的窗口，在ACTIVE FAULT中的FAULT框內(nèi)輸入要消除斷距的斷層，OBJECTS TO BE MOVED中選擇該斷層相交的上盤的所有層位線，MOVEMENT中有三種方法指定消除斷距的方向，筆者認(rèn)為應(yīng)用POINT TO POINT中的PICK按鈕較為簡單、方便，沿著斷面向上直接畫出所有層位線的方向即可，最后點(diǎn)擊APPLY完成最為重要的一步。

對(duì)于像東濮凹陷這樣的拉張型盆地，消除斷距的影響主要采用的是SIMPLE SHEAR（斜剪切）算法。斜剪切算法將斷層上盤的變形特征與斷層幾何形態(tài)聯(lián)系起來，用一些用戶首選的參數(shù)包括移動(dòng)方向、剪切矢量和水平斷距等來控制恢復(fù)。斜剪切算法假定變形沿著上盤一系列平行釘線發(fā)生，這些釘線穿過斷層面，剪切釘線的長度不隨著變形而變化，所以斷層面的地形傳遞進(jìn)上盤地層成為褶皺。斜剪切算法對(duì)于恢復(fù)正斷層剖面是很有效的（圖1）。

圖1 斜剪切算法示意圖

當(dāng)完成消除某層的斷距影響之后，最后一步就是層拉平，具體操作過程可以分為2步。（1）畫一條水平線作為層拉平的參考線。（2）從主菜單里選取STUCTURAL MODELING的子菜單UNFOLD，UNFOLD TO DATUM輸入層拉平的基準(zhǔn)面，OBJECTS TO BE UNFOLDED里面的TEMPLATE OBJECTS選擇第一步中畫的參考線，PASSIVE OBJECTS選擇除了參考線以外的所有斷層和層位線，最后點(diǎn)擊APPLY完成層拉平操作。

對(duì)某層位做完層拉平后，不同的層位填充不同的顏色，然后把該標(biāo)準(zhǔn)模型復(fù)制一份用于下一層地層的源地質(zhì)模型。

一般情況，一條剖面經(jīng)過上面的步驟就可以得到一套平衡剖面圖件，結(jié)合收集的地質(zhì)資料，其中必然要做一些反復(fù)修改完善，針對(duì)不同的情況靈活判斷即可。

3 應(yīng)用實(shí)例

圖2 衛(wèi)東斷裂帶構(gòu)造樣式

衛(wèi)東斷裂帶位于東濮凹陷中央隆起帶北部，東面是濮衛(wèi)次洼，西面馬寨油田，主要受衛(wèi)東、衛(wèi)西斷裂及其伴生補(bǔ)償斷層控制形成，淺層地層傾角較緩，斜坡帶上地層較陡。衛(wèi)東斷裂有3條斷層組成，斷層走向NNE，傾向SEE，傾角25-65°，斷層兩端較抖，中間稍緩，在沙三段是順著衛(wèi)城鹽層滑動(dòng)，在鹽層段內(nèi)消失，不切割基底。衛(wèi)東斷裂系是典型的伸展構(gòu)造樣式，斷層下降盤呈現(xiàn)的是“Y”+斷階構(gòu)造樣式，內(nèi)部被一系列補(bǔ)償斷層復(fù)雜化，形成多個(gè)反向斷塊；上升盤受衛(wèi)東和衛(wèi)西斷裂控制形成反向屋脊構(gòu)造。衛(wèi)西斷裂系包括兩條斷層，斷層延伸長，從文留油田南向北延伸至文明寨油田北端，走向NNE，傾向NWW，傾角越40-50°，被東傾的衛(wèi)東斷裂所切割，呈上陡下緩的鏟型形態(tài)（圖2）。

這次應(yīng)用2Dmove軟件恢復(fù)衛(wèi)東斷裂帶構(gòu)造演化歷史（圖3），結(jié)合主斷裂的斷距和生長指數(shù)資料，分析總結(jié)衛(wèi)東斷裂帶的構(gòu)造演化特征，劃分為三個(gè)演化期次：①箕狀斷陷期：沙四段-沙三下初期，發(fā)育有西傾的衛(wèi)西斷裂與濮城斷裂，與東傾地層形成反向屋脊斷階，控制著沙三段地層及鹽湖沉積，總體呈現(xiàn)東斷西超的構(gòu)造格局。②雙斷洼陷期：沙二下末期衛(wèi)東斷層開始發(fā)育，切割了衛(wèi)西斷層和濮城斷層，衛(wèi)西斷層在衛(wèi)東斷層上盤形成反向補(bǔ)償斷層，濮衛(wèi)洼陷整體呈塹式結(jié)構(gòu)，為洼陷的主要形成期，形成了現(xiàn)今構(gòu)造格局。③區(qū)域隆升剝蝕和洼陷定型期：東營組沉積末期，整個(gè)華東地區(qū)經(jīng)歷了大規(guī)模的隆升剝蝕運(yùn)動(dòng)，東營組地層被剝蝕。新近系時(shí)期整個(gè)東濮凹陷進(jìn)入坳陷型沉積階段，洼陷內(nèi)的斷裂活動(dòng)基本停止，洼陷定型并得以保存。

圖3 衛(wèi)東斷裂帶平衡剖面

通過總結(jié)分析衛(wèi)東斷裂帶構(gòu)造演化特征，認(rèn)為圈閉定型于沙二段末期-沙一段早期，油氣運(yùn)移與圈閉形成配置關(guān)系好，衛(wèi)東斷裂深切烴源巖層系，作為疏導(dǎo)斷層，古近紀(jì)末期大規(guī)模油氣沿著衛(wèi)東斷裂帶從洼陷帶向高部位有利圈閉中運(yùn)移，衛(wèi)東斷裂帶南部受鹽巖蓋層遮擋，油氣主要富集在鹽下、鹽間的沙三段地層中，向北鹽巖尖滅，受衛(wèi)西斷裂及其伴生斷層遮擋，含油氣層系增多，油氣富集在沙三上-沙三下亞段中。綜合分析成藏的各個(gè)要素，認(rèn)為衛(wèi)東斷裂帶上升盤反向屋脊帶臨近烴源巖層系，為有利的勘探區(qū)域。

李鳳嬌（1985-）女，漢族，河南鄭州，助理工程師，主要從事石油地質(zhì)工作。