海拉尔盆地乌尔逊凹陷中的伸展断层转折褶皱分析

乌尔逊凹陷是海拉尔盆地中部的一个典型中新生代陆相箕状断陷。本文在阐明海拉尔盆地的构造特征及其演化过程的基础上,通过详细分析乌南次凹断陷期原型盆地的构造几何学特征,认为其断层上盘存在明显的膝折变形,符合伸展断层转折褶皱理论的应用前提。运用该理论对乌南次凹断陷期原型盆地进行了正演模拟,恢复了乌南次凹断陷期构造的发育过程。研究表明,乌南次凹断陷期原型盆地的发展演化经历了四个阶段:张裂孕育阶段、初始张裂阶段、强烈拉张阶段和稳定张裂阶段,不同构造变形阶段的褶皱样式、沉积厚度和水平伸展量存在明显差异,总的水平伸展量为3.42km。     

断弯褶皱正演模拟

断弯褶皱是挤压盆地中一种重要的构造模型。其形成原理是：在断层开始滑动时，形成一个膝折带，随着断层的继续滑动，膝折带不断增宽，形成单处台阶断弯褶皱。在平行条件的假设下，可以推导出单步台阶断弯褶皱各要素间的数学关系式，由此写出流程图，编写断弯褶皱的正演模拟的计算机程序，进而对挤压盆地的单步台阶断弯褶皱进行计算机模拟，并给出其模拟结果图。     

断层相关褶皱的几何学模型及其应用

在前陆盆地逆冲带中发育两种主要的断层相关褶皱构造样式：断层转折褶皱和断层传播褶皱。利用断层相关褶皱的下伏断层和上覆褶皱之间的角度参数存在的函数关系,可以对自然构造横剖面的构造解释进行检验。由于在时间地震剖面下的构造图形由于产生变形而与实际的自然构造有一定的偏差,这会影响几何学模型检验的有效性,因此在应用的过程中需要进行校正。通过地震速度谱将时问地震剖面转化为深度地震剖面,然后利用几何学关系对断层相关褶皱的构造剖面进行了检验。     

平衡剖面的正演计算及其应用

正演运动模型近来已广泛运用于地质剖面的构造演化模拟。作者以Suppe的断层转折褶皱的几何模型为基础,详细阐述了挤压构造区域上盘地层的几何形态变化对应的速度场分布规律及地层长度变化;编制出相应的平衡剖面正演程序,并扩充了正演程序的应用范围。以川东大池干构造为实例,制作出该构造的平衡构造演化剖面。     

断层转折褶皱剪切裂缝发育模式探讨

围绕库车前陆盆地内某典型断层转折褶皱剖面,实测统计该剖面不同构造部位的剪切裂缝,分析断层转折褶皱中剪切裂缝的发育规律,进而建立断层转折褶皱剪切裂缝的发育模式。统计结果表明,研究区剪切裂缝有2种类型,一类是与岩层面高角度相交的高角度缝,广泛发育在构造各个部位;另一类是与层面近于平行的顺层裂缝,主要发育在断层面附近,并随岩层的变形,产状发生改变。远离断层面,剪切裂缝发育程度整体上呈减小趋势,下盘裂缝发育强度的减小大于上盘,上盘裂缝发育强度整体大于下盘。褶皱内层剪切裂缝较外层发育,褶皱两翼裂缝发育强度大于褶皱枢纽。断层产状的改变,会引起上盘运动状态的改变,使得在上盘活动轴面附近出现应力集中,局部剪切裂缝发育强度出现增大现象。断层转折褶皱剪切裂缝的发育模式可以分为3个阶段,断层形成前主要发育与层面高角度相交的区域性剪切裂缝;断层形成初期,断层面附近两盘牵引变形不明显,上盘穿过断坡下部破折点处活动轴面的部分会产生新的剪切裂缝,即与岩层高角度相交剪切缝和与断层面低角度相交剪切缝;牵引构造明显时,断层面附近两盘弯曲部位会产生顺层剪切裂缝,两翼的裂缝发育强度大于枢纽。      

矿井电穿透法一维正演数值模拟

通过研究工作面两巷道间电穿透建场理论和一维正演数值模拟,结果表明6种电穿透技术对工作面顶底板内的电性变化特别敏感,而对工作面煤层内部的电性变化反应不敏感。为该方法探测工作面顶底板内的含水、导水构造提供了理论依据。     

断层相关褶皱在塔里木盆地玛东地区的应用

玛东褶皱-冲断带是世界上保存最好的早古生代褶皱冲断带之一,也是塔里木油气勘探的重点区域之一。褶皱-冲 断带浅部构造由于遭受强烈剥蚀,为玛东褶皱-冲断带的构造样式和变形机制研究带来巨大的挑战。断层相关褶皱理论定 量化建立了断层形态和褶皱形态几何学和运动学的关系,是一种有效的利用断层形态来推测褶皱形态的方法,为恢复玛东 地区被剥蚀区域的构造形态提供了可能。文中详细介绍了断层转折褶皱和断层传播褶皱的几何学和运动学特征,并将其应 用于玛东地区的典型构造中,建立2 种玛东地区构造变形模式。最后结合工业地震剖面和钻井资料,认为玛东地区的主要 构造样式是断层转折褶皱, 并分析了构造样式对油气圈闭的影响。     

利用正演模拟技术识别断层解释中的假象

１　引言地震波在个别地段地质介质中传播具有某些特殊性,使观测到的波场发生畸变,从而使地震时间剖面与实际地质情况差异较大,这就增加了从实测资料中提取可靠信息的难度,往往容易把假象当真实,从而落入解释陷阱。把正演模拟合成地震记录与野外实测记录对比,可使地震资料的地质解释更为可靠。由于地震反演过程的不确定性,地震资料解释的结论往往不是唯一的,因此需要根据已知的测井资料或地质资料,按照可能的地层岩性组合假设地层厚度、密度和速度,建立一种地质模型并做出相应的理论地震记录道（正演模拟）。用这种理论的地震记录…     

矿井电穿透法二维正演数值模拟

通过研究巷道间电穿透二维正演数值模拟理论及复杂模型正演实例分析, 结果表明工作面内顺层电穿透技术, 仍属体积勘探, 探测的有效深度是一个深度段。不同建场方法有不同的建场特性且能分别突出各目的层 (煤层内或顶底板围岩内) 的异常, 为解决采煤工作面附近的具体问题使用相应的方法提供了理论依据。     

海拉尔盆地贝尔凹陷伸展断层转折褶皱作用及其对沉积作用的制约

海拉尔盆地是叠置于内蒙－大兴安岭古生代碰撞造山带之上的中新生代盆地,总体上呈北东向展布,由3坳、2隆5个一级构造单元组成,自西向东依次为扎贲诺尔坳陷、嵯岗隆起、贝尔湖坳陷、巴彦山隆起和呼和湖坳陷, 其中贝尔凹陷是贝尔湖坳陷南部的1个二级构造单元。贝尔凹陷的控陷断层为1个上凸、2个上凹断层转折组合构成的犁式正断层,在深部发育伸展双重构造。在犁式正断层上盘由于上凸断层转折产生的活动轴面与断层面为同旋向剪切,而上凹断层转折产生的活动轴面与断层面为反旋向剪切,在断层上盘形成2个背斜中间夹1个向斜的构造组合。由活动轴面与固定轴面之间滚动面的宽度确定控陷断层F₁在早白垩世南屯期晚期的水平伸展量为6 850 m。贝尔坳陷伸展断层转折褶皱的几何学和运动学特征,反映了断层滑移速率、构造沉降速率和沉积速率对凹陷内沉积地层变形特征的影响和构造活动对沉积作用和油气地质条件的制约。贝尔凹陷南屯组上段内部角度不整合的形成与变形作用中的剥蚀作用和沉积间断无关,而是由于半地堑从略欠补偿充填向过补偿充填状态转变时,沉积速率相对于构造沉降速率显著增加所致。     

High Precision Time Domain Forward Modeling for Crosshole Electromagnetic Tomography

To improve the resolution of crosshole electromagnetic tomography, high precision of forward modeling is necessary. A pseudo-spectral time domain (PSTD) forward modeling was used to simulate electromagnetic wave propagation between two boreholes. The PSTD algorithm is based on the finite difference time domain (FDTD) method and uses the fast Fourier transform (FFT) algorithm for spatial derivatives in Maxwell's equations. Besides having the strongpoint of the FDTD method, the calculation precision of the PSTD algorithm is higher than that of the FDTD method under the same calculation condition. The forward modeling using the PSTD method will play an important role in enhancing the resolution of crosshole electromagnetic tomography.     

正演模式下成岩作用的温压效应机理探讨与启示

为了探讨核心地质要素对成岩作用的影响,本文选取硅质人造砂为研究对象,从正演物理模拟的角度定量研究成岩作用对温度、压力与时间的响应特征。实验结果表明:硅质人造砂岩压实作用强度与压力、温度具有正相关关系,石英等自生矿物结晶度对温度响应明显,非晶态硅质向晶态转化的模拟温度应低于400℃。在温度一定情况下,矿物结晶与压力呈抛物线型关系,存在优势压力区间,硅质结晶对应的压力在137.5 MPa左右,压力对成岩作用贡献包括压实作用与热能效应两个方面,以压实作用为主;在成岩作用过程中,反应时间可适当补偿温压不足造成的成岩效应差异,其对化学成岩作用贡献大于压实作用。相关成果可为成岩作用数值模拟与定量研究提供参考,进一步推动成岩作用机理的深化研究。     

矿井地质雷达正演中的两个理论问题

从麦克斯韦方程组出发,建立了矿井地质雷达的时域有限差分法(FDTD)数学模型,导出了理想频散关系和超吸收边界条件.理想频散关系能真实地反映雷达波在地下介质中的传播规律,压制数值频散现象超吸收边界条件能有效减小截断边界的伪反射,提高正演精度.将之应用于实际计算,取得满意效果.     

Improved Geometric Model of Extensional Fault–bend Folding

Extensional fault–bend folds, also called rollovers, are one of the most common structures in extensional settings. Numerous studies have shown that oblique simple shear is the most appropriate mechanism for quantitative modeling of geometric relations between normal faults and the strata in their hanging walls. However, the oblique simple shear has a rather serious issue derived from the shear direction, particularly above convex bends. We use geometric and experimental methods to study the deformation of extensional fault–bend folds on convex bends. The results indicate that whether the fault bends are concave or convex, the shear direction of the hanging wall dips toward the main fault. On this basis, we improve the previous geometric model by changing the shear direction above the convex bends. To illustrate basin history, our model highlights the importance of the outer limit of folding instead of the growth axial. Moreover, we propose a new expression for the expansion index that is applicable to the condition of no deposition on the footwall. This model is validated by modeling a natural structure of the East China Sea Basin.     

井间电磁波层析成像中的高精度时间域正演计算

为提高井间电磁波层析成像的分辨率, 正演计算中需保持较高的计算精度.本文正演计算中采用时间域伪谱(PSTD) 法模拟井间电磁波的传播.该算法在时间域有限差分(FDTD) 法的基础上采用快速傅立叶变换(FFT) 计算麦克斯韦方程中的空间导数.该算法除了具备时间域有限差分法的优点外, 在计算条件完全相同的情况下, 计算精度明显高于时间域有限差分法.时间域伪谱法的正演计算为井间电磁波高分辨率层析成像奠定了重要基础.      

基于场延拓的海洋可控源电磁正演模拟及各向异性特征识别

海洋可控源电磁法近年来被广泛应用于海洋油气勘探之中,凭借对高阻含油储层的有效识别大大降低干井率,节约钻探成本。受沉积环境的影响,海底地层常常表现出宏观各向异性,而对海洋各向异性模拟算法进行研究可以更有效地进行海洋电磁数据解释。本文从频率域麦克斯韦方程出发,基于标量势分解理论,通过标量势函数与场的连续性条件,在波数域中将电磁场分别向海底深部和海水中延拓,并在海底耦合到发射源上完成电磁场的求解,进而利用汉克尔变换得到了空间域电磁场。通过对海底介质一维各向异性模型电磁响应特征的分析研究发现,覆盖层各向异性对电磁响应有明显的影响;然而,海底高阻层仅垂向电阻率和厚度对海洋电磁响应产生明显影响。通过极性图的方式可以对海底介质各向异性特征进行有效识别。     

弹性波正演模拟中PML吸收边界条件的改进

在弹性波有限差分正演模拟中, 完全匹配层(PML) 吸收边界条件是使用广泛、吸收效果最好的吸收边界条件.在目前的两种PML实现方法中, 分裂形式的完全匹配层(SPML) 方法计算存储量大、编程实现复杂; 非分裂形式的完全匹配层(NPML) 方法计算效率低、计算过程复杂.针对传统PML吸收边界条件在实现过程中存在的问题, 推导出了一种简洁有效的非卷积实现的NPML吸收边界条件, 既不需要对场分量进行分裂, 也不需要做复杂的卷积运算.分析结果表明, 本文实现的NPML吸收边界条件不仅具有良好的吸收衰减性能, 而且计算方程简单, 编程实现容易, 占有内存更小.      

基于频率域高阶有限差分法的正演模拟及并行算法

在弹性波频率空间域有限差分数值模拟方面,差分网格及边界条件是影响弹性波模拟成功与否的关键,为了压制数值模拟中的网格频散,采用25点有限差分算子,建立了有限差分矩阵方程,且借鉴匹配层衰减边界条件思想,设计了弹性波频率空间域有限差分数值模拟算法。由于采用高阶有限差分法来提高差分格式的精度,将会导致计算量显著增加,为此,对频率空间域有限差分弹性波数值模拟方法,采用流水线技术与分治策略进行了并行算法研究,提高了计算效率,使得在合理的计算时间内更精确地模拟弹性波在弹性介质中的传播过程。     

基于正演分析的高阻抗地层下多次波压制技术

随着勘探程度的不断提高,勘探目标向着浅、深方向发展是我国东部老油田发展方向之一。在泌阳凹陷深凹区由于存在横向展布比较稳定的白云岩沉积,不仅屏蔽了地震信号能量的有效下传,而且造成了多次波的发育,加之深层系地层经强烈压实作用后,砂泥岩的速度、密度接近,没有较强的波阻抗界面,致使深层系地震资料的信噪比极低,极大地影响了构造解释和储层预测。在基于模型的多次波渐近射线法正演模拟结果基础上,搞清多次波的运动学和动力学特征,为多次波压制方法的选择提供依据,并提出相关的配套处理手段,提高深凹区白云岩高阻抗层下深层地震反射质量的处理水平。通过剔除拟合法去除多次波和能量补偿等手段,提高了泌阳凹陷深层系地震资料的信噪比和分辨率,取得了很好的勘探效果。 