應用軟件編制平衡剖面流程及其應用

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

應用軟件編制平衡剖面流程及其應用

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

平衡剖面技術在石油勘探領域得到了廣泛應用，對于研究區的構造演變進行定量分析，合理地恢復洼陷的構造演化歷史，平衡剖面為油氣的形成和運移提供參考。本次應用軟件實現了平衡剖面的制作，省時省力，提高了工作效率，經過顏色填充之后，直觀地再現地下構造的原始幾何形態，并對地震解釋結果進行校驗，定量分析構造演化特征，為深刻分析構造演化史和油氣運移及聚集規律提供有力的證據。

平衡剖面；消除斷距；層拉平；斷層活動性；油氣富集

東濮凹陷經過30多年的勘探實踐，平衡剖面技術在石油勘探領域得到了廣泛應用。用平衡剖面進行合理性檢驗是平衡剖面應用的最主要的一個方面，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，它實現了許多的合理性限制，因此更接近事實；平衡剖面對研究區的構造變形進行定量分析，合理恢復盆地的構造演化史，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，花費的時間多，本次應用軟件實現了平衡剖面的制作，省時省力，提高了工作效率，經過顏色填充之后，直觀地再現地下構造的原始幾何形態。

1 平衡剖面技術的原理

平衡剖面技術是根據物質守恒定律推出的，對于一條剖面而言，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，平衡剖面根據這個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。平衡剖面應用的幾何法則有多種，主要運用的有以下幾種：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上簡化而來的，目前在剖面平衡中應用較多。

2 2Dmove軟件編制平衡剖面的流程

2.1 剖面的選擇

選擇的剖面線應該垂直于構造走向，如果選擇的剖面線與構造走向交角太大，或者剖面線穿過走滑構造帶等，用平衡的原理進行構造復原，反而會誤入歧途，不能得到想要的結果。

2.2 軟件簡介

2Dmove是在Windows操作環境下運行的一個軟件，人機交互操作方便、快捷，具有強大的編圖功能，平衡剖面的編制只是其眾多功能中的一項。首先對一條地質（深度）或地震（時間）剖面進行解釋，建立該區的地質模型，然后消除斷距的影響，反演其構造發育史，這就是平衡剖面技術的基本操作流程。

2.3 平衡剖面的制作流程

2Dmove軟件做平衡剖面過程中，對于只經歷過一期構造運動的剖面，先恢復主斷層的伴生及補償的分支斷層，然后恢復主斷層的斷距；而多期構造疊加的剖面，從淺層到深層逐層消除斷距的影響，發育越晚的斷層越先恢復斷距，在整個編圖過程中要帶著觀點去做，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 準備工作

（1）安裝、啟動運行2Dmove軟件。

（2）建立工區，采集（或解釋）剖面，應用菜單欄里的CREAT下拉工具數字化剖面里面的斷層、層位及井位數據，建立相應的地質模型，不同的層位填充對應的顏色。

2.3.2 平衡過程

在建立地質模型過程中主要用到的操作有點編輯、線編輯、消除斷距、層拉平、顏色填充及復制。

點編輯：選中要編輯的目標，點擊鼠標右鍵選取下拉菜單中的EDIT即可對數據點進行編輯。

線編輯：點擊菜單欄里的TOOL，可以對單條線或者多條線進行MOVE（移動）、SAMPLE（采樣）、TIDY（修剪）、JOIN（連接）、SPLIT（打斷）等操作。

點編輯和線編輯是制作過程中最基礎的操作步驟，如果做得不好，會影響斷距消除。

平衡剖面技術的關鍵點就是斷距消除，是在主菜單里面的STUCTURAL MODELING的子菜單MOVE ON FAULT中完成。出現一個新的窗口，在ACTIVE FAULT中的FAULT框內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，筆者認為應用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，最后點擊APPLY完成最為重要的一步。

對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聯系起來，用一些用戶首選的參數包括移動方向、剪切矢量和水平斷距等來控制恢復。斜剪切算法假定變形沿著上盤一系列平行釘線發生，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上盤地層成為褶皺。斜剪切算法對于恢復正斷層剖面是很有效的（圖1）。

圖1 斜剪切算法示意圖

當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，最后點擊APPLY完成層拉平操作。

對某層位做完層拉平后，不同的層位填充不同的顏色，然后把該標準模型復制一份用于下一層地層的源地質模型。

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

3 應用實例

圖2 衛東斷裂帶構造樣式

衛東斷裂帶位于東濮凹陷中央隆起帶北部，東面是濮衛次洼，西面馬寨油田，主要受衛東、衛西斷裂及其伴生補償斷層控制形成，淺層地層傾角較緩，斜坡帶上地層較陡。衛東斷裂有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，在沙三段是順著衛城鹽層滑動，在鹽層段內消失，不切割基底。衛東斷裂系是典型的伸展構造樣式，斷層下降盤呈現的是“Y”+斷階構造樣式，內部被一系列補償斷層復雜化，形成多個反向斷塊；上升盤受衛東和衛西斷裂控制形成反向屋脊構造。衛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°，被東傾的衛東斷裂所切割，呈上陡下緩的鏟型形態（圖2）。

這次應用2Dmove軟件恢復衛東斷裂帶構造演化歷史（圖3），結合主斷裂的斷距和生長指數資料，分析總結衛東斷裂帶的構造演化特征，劃分為三個演化期次：①箕狀斷陷期：沙四段-沙三下初期，發育有西傾的衛西斷裂與濮城斷裂，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，總體呈現東斷西超的構造格局。②雙斷洼陷期：沙二下末期衛東斷層開始發育，切割了衛西斷層和濮城斷層，衛西斷層在衛東斷層上盤形成反向補償斷層，濮衛洼陷整體呈塹式結構，為洼陷的主要形成期，形成了現今構造格局。③區域隆升剝蝕和洼陷定型期：東營組沉積末期，整個華東地區經歷了大規模的隆升剝蝕運動，東營組地層被剝蝕。新近系時期整個東濮凹陷進入坳陷型沉積階段，洼陷內的斷裂活動基本停止，洼陷定型并得以保存。

圖3 衛東斷裂帶平衡剖面

通過總結分析衛東斷裂帶構造演化特征，認為圈閉定型于沙二段末期-沙一段早期，油氣運移與圈閉形成配置關系好，衛東斷裂深切烴源巖層系，作為疏導斷層，古近紀末期大規模油氣沿著衛東斷裂帶從洼陷帶向高部位有利圈閉中運移，衛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要素，認為衛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，主要從事石油地質工作。