CN106501856A - 亚地震断层定量预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是亚地震断层定量预测方法，这种亚地震断层定量预测方法为：通过构造平衡剖面的绘制、断层变形时期分析、断层变形机制分析，确定断层演化规律，进行断层系统划分，建立断层分形生长模型；建立断层长度‑累积频数的幂律关系以及断层长度和最大断距之间的关系，进行亚地震断层延伸长度、最大断距及数量预测；对断层和地层精细解释，计算每一条断层面上断层位移，建立三维地质模型；建立三维力学模型；建立破裂方位和破裂密度的网格；以确定的亚地震断层延伸长度、最大断距及数量、三维地质力学模拟确定的破裂方位、密度网格为约束条件，利用随机模拟的技术来确定亚地震断层的发育位置和方位。本发明对亚地震断层进行定量预测，准确性高。
Description
技术领域
本发明涉及断层油气藏地质勘探与开发技术领域，具体涉及一种基于分形理论和三维地质力学模拟的亚地震断层定量预测方法。
背景技术
断裂作用是控制沉积盆地形成、油气运移与聚集以及改善储层质量的重要因素。通过二维或三维地震数据解释，可以清楚地识别出地下大尺度断裂作用，利用一维钻井资料也可以有效识别小尺度断裂作用，但是对于中尺度的断裂作用（断距大约在几分米到20米之间，常称为亚地震断层，包括孤立的小断层以及大断层的端部，它们通常既不能从地震数据上识别，也不能从井资料上识别。然而，这种亚地震断层是控制有效储层形成、油气成藏、注水开发效果和剩余油分布的关键因素。亚地震断层的存在可以大大提高致密储层的渗透率，改善储层渗透性能，甚至可以为储层提供有效的储集空间，成为裂缝性储集层，例如英国布里斯托尔地区的泥岩储层、加拿大帕克兰油田泥盆系的角岩储层以及我国渤海湾盆地东濮凹陷北部的三叠系纯裂缝型致密砂岩油气藏。另外，由于受断裂形成过程岩石碎裂作用、泥岩涂抹作用、砂泥岩对接变化以及后期胶结作用的影响，亚地震断层渗透率急剧下降，对高孔隙性储层流体流动起到屏障的作用，从而分割储层，破坏储层的横向连续性和连通性，阻碍大规模储层的形成，并影响注水开发效果。例如，在渤中地区某油田注水开发过程中，距离注水井较远的开发井注水受效，而距离注水井较近的开发井注水不受效，但根据三维地震资料解释，各井之间砂体连片且均无地震断层存在，证实为亚地震断层起到了阻水作用。这些低于地震分辨率的亚地震断裂作用可以强烈的控制地下流体流动，因此，准确预测亚地震断层的几何形态、发育强度和分布位置可以为油气田开发数值模拟提供更为可靠的地质模型，从而指导油气田的勘探开发和井网部署。但是，这些亚地震断层通常既不能从地震数据上识别，也不能从井资料上识别，因此，要想准确预测地下亚地震断层的分布是十分困难的，尤其是对于亚地震断层发育位置的确定。
目前，针对亚地震断层的定量预测研究，还未提出准确确定亚地震断层数量、延伸长度、最大断距、方位和发育位置的有效方法，还主要是从断层的自相似性去半定量的进行预测，而对于地震断层的端部，则采用位移梯度法进行预测。
断层自相似性法预测亚地震断层的主要步骤包括：断层几何学分析、断层系统划分、建立断层自相似性模型、确定亚地震断层数量、亚地震断层分布规律预测等步骤。但是该方法至少存在以下问题：1）在进行断层系统划分时，仅考虑了断层的方位，而没有考虑断层的产状、组合模式以及演化规律等特征；2）仅对亚地震断层的数量进行了预测，没有确定每一条断层的延伸长度和最大断距；3）对于亚地震断层方位的预测，仅仅认为是与地震断层相一致，没有考虑地震断层和岩石非均质性造成的应力扰动作用的影响；4）对于亚地震断层发育位置的确定，只是根据地震断层的分布密度去进行推测，不能进行准确定位，因此，这种方法仅是一种近似的、不准确的方法。
利用位移梯度法进行地震断层端部亚地震断层预测的主要步骤包括：绘制位移-距离曲线、拟合断层位移梯度、预测亚地震断层长度。该方法虽然能够对断层端部的亚地震断层进行较好的模拟，但是对于孤立的小断层，该方法是无法预测的，而这些孤立小断层又是大量存在的。
综合来看，对于亚地震断层数量、延伸长度、最大断距、方位和发育位置的定量预测，还没有有效的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种亚地震断层定量预测方法，这种亚地震断层定量预测方法用于解决现有的对于亚地震断层数量、延伸长度、最大断距、方位和发育位置的定量预测，不够有效的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种亚地震断层定量预测方法包括如下步骤：
a. 利用三维地震资料，对地震上可以识别的地震断层进行几何学特征精细解释，参数包括断层倾角、走向、延伸长度、最大断距、组合模式；
b. 利用步骤a中获得的各项断层几何学特征参数，通过构造平衡剖面的绘制、断层变形时期分析、断层变形机制分析，确定断层演化规律，并进行断层系统的划分；
c. 在步骤b断层系统划分的基础上，按断层系统分组进行断层自相似性分析，并建立断层分形生长模型；
d. 根据步骤c确定的断层分形生长模型，利用最小二乘法，建立断层长度-累积频数的幂律关系以及断层长度和最大断距之间的关系，进行亚地震断层延伸长度、最大断距及数量的预测；
e. 利用三维地震资料，对断层和地层进行精细解释，并计算每一条断层面上断层位移的确定，利用解释的断层和地层数据建立三维地质模型；
f.在研究区内钻井岩心上钻取高温高压岩石力学实验所需要的直径为25mm、长度为50mm的圆柱状样品，利用这些样品进行三轴岩石力学实验，获取岩石的弹性模量、泊松比、抗张强度、内摩擦角、内聚力等力学参数，建立三维力学模型；
g. 利用traptester软件，对断层活动期断层附近的应力扰动作用进行数值模拟，结合库伦破裂准则，建立破裂方位和破裂密度的网格；
h. 步骤c中确定的亚地震断层延伸长度、最大断距及数量和步骤f三维地质力学模拟确定的破裂方位和密度网格为约束条件，利用随机模拟的技术来确定亚地震断层的发育位置和方位。
上述方案步骤c中断层自相似性分析的方法：对比不同级次断层密度图，如将地震上识别出的断层按尺度分为两类，大尺度断层和小尺度断层，分别绘制其断层密度图，并将它们与岩心和成像测井解释的裂缝密度图进行对比，如果三者具有相类似的等值线图形，则说明断裂和裂缝是分形的。
上述方案中步骤c中断层自相似性分析的方法：利用盒计数算法，利用正方形网格覆盖断层分布图，不断改变正方形网格的尺寸，统计不同尺寸下含断层的网格数量，并绘制在双对数坐标中，其中网格尺寸为横坐标，含断层的网格数量为纵坐标，如果图中数据点为一条直线，则说明断裂系统是分形的。
上述方案中步骤c中断层自相似性分析的方法：在双对数坐标中，绘制断层长度-累积断层数量关系图或其它断层参数-累积断层数量关系图，如果图中数据点为一条直线，则说明断裂和裂缝是分形的。
上述方案步骤d中进行亚地震断层延伸长度、最大断距及数量的预测通过建立断层自相似性模型进行：
1）绘制断层延伸长度与最大断距关系图，采用最小二乘法对公式2进行拟合，求出b1、c1的值，建立断层长度和最大断距的关系；
2）绘制断层延伸长度-累积频数关系图，在该图中的最大和最小尺度处，往往会出现一些偏离直线的数据点，这是由于地震资料分辨率限制或截断效应引起的，去掉这些点，利用中间直线部分的数据点，采用最小二乘法对公式2进行拟合，求出b2、c2的值，通过外推就可以获得任意尺度下断层的数量，利用公式2的反函数可以求取每一条断层的延伸长度，利用公式1可以求取每一条断层的最大断距；
D=b1×LC1 （1）
式中，D是最大位移，L是断层长度，b1是常数，C1是幂指数，表征双对数坐标中长度和位移线性关系的斜率；
NL=b2×S-C2 （2）
式中：NL为大于S的断层数量，b2为常数，S为长度或最大断距，C2为幂指数，表征双对数坐标中频率和尺寸之间线性关系的斜率。
上述方案步骤g的具体方法为：
断裂期应力场数值模拟，根据每条断层的长度和断距，运用边界元数值模拟技术，利用Traptest断层分析软件模拟断裂过程中断层附近的应力扰动作用，获得任意网格点的应力大小和方向；基于岩石力学参数和边界条件，计算任意部位岩体周围的扰动应力场，然后与破裂准则相结合，得到预测的破裂走向和密度的网格，其中，破裂的走向可以通过库伦破裂准则得到：
（3）
式中θ是破裂面相对最大主压应力σ1的夹角，μ是内摩擦系数；两个共轭破裂面沿着σ2相交，并且断层的方位仅仅受μ值和主应力的方位影响；由于在三维地质力学模拟过程中，假设地层是均质弹性体，整个地层具有相同的岩石力学参数，根据库伦剪切破裂准则，某一网格点发生剪切破裂的概率就只与上述预测的两个潜在破裂面上的剪应力大小有关，该面上的剪应力称为最大库伦剪切应力（Maximum Coulomb Shear Stress, MCSS），它是发生共轭剪切破裂最佳方位处的最大剪切应力，因此，用MCSS值来代表该网格点发生破裂的相对概率，MCSS值越大，发生破裂的概率就越大，MCSS的值通过下式进行计算：
（4）
式中，σ1和σ3分别是最大和最小主应力，μ是内摩擦系数。
上述方案步骤h的具体方法为：
步骤c中确定的亚地震断层延伸长度、最大断距及数量和步骤f三维地质力学模拟确定的破裂方位和密度网格为约束条件，利用随机模拟的技术来确定亚地震断层的发育位置和方位；随机模拟技术的实现过程是：假设模拟的亚地震断层为椭圆形；亚地震断层走向由断层中点处应力网格确定；亚地震断层发育位置根据最大库伦剪切应力密度分布函数确定；亚地震断层长度和数量根据公式2断层分形生长模型确定；亚地震断层断距根据断层长度和断距关系式（公式1）确定。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明主要通过断层系统划分、断层分形生长模型的建立以及三维地质力学模拟，预测亚地震断层数量、延伸长度、最大断距、方位和发育位置的定量预测。具体方法是：基于所述的步骤a和步骤b综合三维地震资料精细解释断层几何学特征、构造演化史分析、变形时期分析、变形机制分析，从几何学、运动学和动力学三方面相互印证，以准确划分断层系统；基于所述的步骤c和步骤d综合多种验证断层自相似性的方法，确保建立断层自相似性模型的准确性，从而保证准确预测亚地震断层延伸长度、最大断距及数量的预测方法；基于步骤d和步骤g确定的限制条件，利用随机模拟技术来对亚地震断层进行定量预测，准确性高，有效性好。
2、本发明对于指导油田综合调整实施具有重要意义，还可为油藏数值模拟研究提供可靠的地质依据，更好的指导井位优化、调整。
附图说明
图1为本发明案例中不同断裂系统走向玫瑰花图；
图2为本发明案例中断层分形生长模型图；
图3为本发明案例中亚地震断层数量预测图；
图4为本发明案例中岩石三轴压缩试验成果图；
图5为本发明案例中MCSS分布图；
图6为本发明案例中亚地震断层分布图；
图7为本发明案例中平面水淹情况预测图；
图8为本发明中利用标值点法，对小尺度断层分布进行定量预测图；
图9为本发明中小尺度断层和注采受效时间的关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
这种亚地震断层定量预测方法步骤如下：
a. 利用三维地震资料，对地震上可以识别的断层（地震断层）进行几何学特征精细解释，主要参数包括断层倾角、走向、密度、延伸长度、最大断距以及组合模式等，对断层级次进行厘定，绘制断层平面分布图；
b. 利用步骤a中获得的各项断层几何学特征参数，通过构造平衡剖面的绘制、断层变形时期分析、断层变形机制分析，确定断层演化规律，并进行断层系统的划分；
c. 断层自相似性分析需按断层系统分组进行，可通过以下三种方法实现：一是对比不同级次断层密度图，如将地震上识别出的断层按尺度分为两类，大尺度断层和小尺度断层，分别绘制其断层密度图，并将它们与岩心和成像测井解释的裂缝密度图进行对比，如果三者具有相类似的等值线图形，则说明断裂和裂缝是分形的；二是利用盒计数算法，利用正方形网格覆盖断层分布图，不断改变正方形网格的尺寸，统计不同尺寸下含断层的网格数量，并绘制在双对数坐标中（网格尺寸为横坐标，含断层的网格数量为纵坐标），如果图中数据点为一条直线，则说明断裂系统是分形的；三是在双对数坐标中，绘制断层长度（或其它断层参数）-累积断层数量关系图，如果图中数据点为一条直线，则说明断裂和裂缝是分形的。
d. 断层自相似性模型的建立。证实了断层的自相似性之后，就可以确定断层的自相似模型：1）绘制断层延伸长度与最大断距关系图，采用最小二乘法对公式2进行拟合，求出b1、c1的值，建立断层长度和最大断距的关系；2）绘制断层延伸长度-累积频数关系图，在该图中的最大和最小尺度处，往往会出现一些偏离直线的数据点，这是由于地震资料分辨率限制或截断效应引起的，去掉这些点，利用中间直线部分的数据点，采用最小二乘法对公式2进行拟合，求出b2、c2的值，通过外推就可以获得任意尺度下断层的数量，利用公式2的反函数可以求取每一条断层的延伸长度，利用公式1可以求取每一条断层的最大断距。
D=b1×LC1 （1）
式中，D是最大位移，L是断层长度，b1是常数，C1是幂指数，表征双对数坐标中长度和位移线性关系的斜率。
NL=b2×S-C2 （2）
式中：NL为大于S的断层数量，b2为常数，S为长度或最大断距，C2为幂指数，表征双对数坐标中频率和尺寸之间线性关系的斜率。
e. 利用三维地震资料，对断层和地层进行精细解释，并计算每一条断层面上断层位移的确定，利用解释的断层和地层数据建立三维地质模型，利用地震资料通过常规方法就可以得到；
f.在研究区内钻井岩心上钻取高温高压岩石力学实验所需要的直径为25mm、长度为50mm的圆柱状样品，利用这些样品进行三轴岩石力学实验，获取岩石的弹性模量、泊松比、抗张强度、内摩擦角、内聚力等力学参数，通过常规方法建立三维力学模型；
g. 断裂期应力场数值模拟，根据每条断层的长度和断距，运用边界元数值模拟技术，利用Traptest断层分析软件模拟断裂过程中断层附近的应力扰动作用，获得任意网格点的应力大小和方向。基于岩石力学参数和边界条件，就可以计算任意部位岩体周围的扰动应力场。然后与破裂准则相结合，就可以得到预测的破裂走向和密度的网格。其中，破裂的走向可以通过库伦破裂准则得到：
（3）
其中θ是破裂面相对最大主压应力（σ1)的夹角，μ是内摩擦系数。两个共轭破裂面沿着σ2相交，并且断层的方位仅仅受μ值和主应力的方位影响。由于在三维地质力学模拟过程中，假设地层是均质弹性体，整个地层具有相同的岩石力学参数，根据库伦剪切破裂准则，某一网格点发生剪切破裂的概率就只与上述预测的两个潜在破裂面上的剪应力大小有关，该面上的剪应力称为最大库伦剪切应力（Maximum Coulomb Shear Stress, MCSS），它是会发生共轭剪切破裂最佳方位处的最大剪切应力，因此，可以用MCSS值来代表该网格点发生破裂的相对概率，MCSS值越大，发生破裂的概率就越大，MCSS的值可以通过下式进行计算：
（4）
式中，σ1和σ3分别是最大和最小主应力，μ是内摩擦系数。
h. 步骤c中确定的亚地震断层延伸长度、最大断距及数量和步骤f三维地质力学模拟确定的破裂方位和密度网格为约束条件，利用随机模拟的技术来确定亚地震断层的发育位置和方位。随机模拟技术的实现过程是：假设模拟的亚地震断层为椭圆形；亚地震断层走向由断层中点处应力网格确定；亚地震断层发育位置根据最大库伦剪切应力密度分布函数确定；亚地震断层长度和数量根据公式2断层分形生长模型确定；亚地震断层断距根据断层长度和断距关系式（公式1）确定。
采用本发明对渤中34-2油田亚地震断层定量预测研究的保密性实验如下：
案例为“渤中34-2油田亚地震断层定量预测研究”。案例涉及的油田位于渤海南部海域的黄河口凹陷的中央隆起带，油田总体构造面貌是一个北东向展布断裂背斜，在构造主体范围内发育北东向和近东西向两组断裂。目前研究区共有生产井21口，注水井5口。自1990年6月投产以来，面临井况复杂、油井利用率低、部分主力区块井网不完善等突出问题，主要表现在目的层埋藏深，地震资料分辨率低，对中-深层断层识别缺乏有效的技术手段，特别是缺少对于小尺度断层的分布与剩余油富集联系的相关研究。因此，对渤中34-2油田开展亚地震断层定量预测及剩余油富集规律研究，对解决生产中存在的矛盾，指导油田综合调整实施具有重要意义，还可为油藏数值模拟研究提供可靠的地质依据，更好的指导井位优化、调整。
实施的基本条件：
（1）研究区具有较好的三维地震资料、岩心资料以及注水开发动态资料，为本方法研究提供了全面的基础数据。
（2）东北石油大学“断裂控藏”实验室具有三轴压缩机、Landmark软件、Traptester软件，为本方法提供了各种实验和软件支持。
实施过程：
（1）断层系统划分
首先利用研究区三维地震资料，对断层长度、最大断距、产状以及断面位移分布等参数进行精细解释。根据断层几何学特征、断层断穿层位、最大断距与断层长度关系以及研究区构造演化特征，研究区主要发育北东向断层系统（图1）和近东西向断层系统（图2），其中近东西向断层系统发育时间较晚，切割北东向断层；北东向断层一般断至沙河街组或东营组，而东西向断层多断至地表。
（2）断层自相似性分析及自相似性模型的建立
根据三维地震资料解释，对每条断层的断层长度和最大断距进行统计，并以式1和式2为模型分别建立了两组断裂系统断层长度和最大断距关系模型和断层长度分形生长模型（图3-图6），研究区实际模型如下：
北东向断层系统最大断距与断层长度关系模型：
D=0.0056×L1.2241，R2=0.9121 （5）
北东向断层系统断层长度-累积频率分布模型：
NL=15865×L-0.982，R2=0.9926 （6）
东西向断层系统最大断距与断层长度关系模型：
D=0.0025×L1.3714，R2=0.9251 （7）
东西向断层系统断层长度-累积频率分布模型：
NL=722037×L-1.547，R2=0.9952 （8）
式中，D是断层最大断距，L是断层长度，NL为断层长度大于L的断层数量。
（3）亚地震断层数量、延伸长度、最大断距预测
从图3和图4中可以看出，在双对数坐标中，断层长度和最大断距呈较好的幂律分布，而在图5和图6中，断层长度-累积频率分布呈对数正态分布，但在其中部具有很好的线性关系（幂律分布），这是由于分辨率限制和研究区统计范围的有限性造成的。因此，需要定义两个截断来拟合最佳幂律分布，较小的截断应该与地震的最小分辨率相匹配，较大的截断更难去确定，因为它与累计图和延伸至目标区以外的断层的大小等综合影响有关，在这里就简单的设置到曲线偏离直线段的点（图5和图6）。根据建立的断层长度-累积频率分布模型和断层长度与最大断距的关系，可以对小尺度断层数量、延伸长度和断距进行预测（表1）。
表1：
（4）三维地质模型与力学模型的建立
岩石力学参数利用从B1井获得的6块岩心样品，在东北石油大学断裂控藏实验室三轴压缩机获得（表2）。将解释的断层和地层数据导入Traptester软件，进行三维地质力学模拟。针对研究区主要发育有两组断裂系统，分别对两组断裂系统形成时期的应力扰动作用进行模拟。鉴于研究区断层均为正断层，因此根据安德森模式，模拟过程中最小主应力方向选取与断层走向垂直的方位（分别为145.5°和182.2°），应变大小通过对比大量的模拟结果，选取模拟结果与实际断层面断距分布最相匹配的结果作为模型的最终边界条件，最终选择的两期应变分别为0.021和0.014。然后利用公式3和公式4，计算破裂优势方位和最大库伦剪切应力分布（图7）。
表2：
（5）亚地震断层方位和发育位置预测
最后，利用标值点法，对小尺度断层分布进行定量预测（图8）。假设预测的小尺度断层为椭圆形，断距在中心处最大，向四周逐渐减小，小尺度断层的发育位置根据最大库伦剪切应力（MCSS）分布（图7）确定，即网格点的MCSS值越大，则该处发育小尺度断层的概率越大；小尺度断层的走向由断层中点处网格，根据式3计算的优势破裂方位确定；预测的每一条小尺度断层的长度可以根据断层长度-累积频率分布模型（公式6和公式8）的反函数计算获得；小尺度断层的断距是根据最大断距和断层长度关系模型（公式5和公式7）获得。
（6）对预测结果进行评价
小尺度断层的存在明显增强了储层的非均质性。通过统计研究区注采井临近的可能影响注采关系的22条小尺度断层和注采受效时间的关系发现（图9），小尺度断层规模越大，注采井间受效时间或受效时间与断距的比值均越大，尤其是当小尺度断层断距大于6.5m时，注采受效时间明显变长。这是由于小尺度断层断距越大，同层单砂体被错断开可能性就越大，小尺度断层侧向封闭，从而使注水井和开发井间储层横向连通性变差，说明预测结果具有较高的准确性。
Claims (7)
1.一种亚地震断层定量预测方法，其特征在于：这种亚地震断层定量预测方法包括如下步骤：
a. 利用三维地震资料，对地震上可以识别的地震断层进行几何学特征精细解释，参数包括断层倾角、走向、延伸长度、最大断距、组合模式；
b. 利用步骤a中获得的各项断层几何学特征参数，通过构造平衡剖面的绘制、断层变形时期分析、断层变形机制分析，确定断层演化规律，并进行断层系统的划分；
c. 在步骤b断层系统划分的基础上，按断层系统分组进行断层自相似性分析，并建立断层分形生长模型；
d. 根据步骤c确定的断层分形生长模型，利用最小二乘法，建立断层长度-累积频数的幂律关系以及断层长度和最大断距之间的关系，进行亚地震断层延伸长度、最大断距及数量的预测；
e. 利用三维地震资料，对断层和地层进行精细解释，并计算每一条断层面上断层位移的确定，利用解释的断层和地层数据建立三维地质模型；
f.在研究区内钻井岩心上钻取高温高压岩石力学实验所需要的直径为25mm、长度为50mm的圆柱状样品，利用这些样品进行三轴岩石力学实验，获取力学参数，力学参数包括岩石的弹性模量、泊松比、抗张强度、内摩擦角、内聚力，建立三维力学模型；
g. 利用traptester软件，对断层活动期断层附近的应力扰动作用进行数值模拟，结合库伦破裂准则，建立破裂方位和破裂密度的网格；
h. 步骤c中确定的亚地震断层延伸长度、最大断距及数量和步骤f三维地质力学模拟确定的破裂方位和密度网格为约束条件，利用随机模拟的技术来确定亚地震断层的发育位置和方位。
2.根据权利要求1所述的亚地震断层定量预测方法，其特征在于：所述的步骤c中断层自相似性分析的方法：对比不同级次断层密度图，如将地震上识别出的断层按尺度分为两类，大尺度断层和小尺度断层，分别绘制其断层密度图，并将它们与岩心和成像测井解释的裂缝密度图进行对比，如果三者具有相类似的等值线图形，则说明断裂和裂缝是分形的。
3.根据权利要求1所述的亚地震断层定量预测方法，其特征在于：所述的步骤c中断层自相似性分析的方法：利用盒计数算法，利用正方形网格覆盖断层分布图，不断改变正方形网格的尺寸，统计不同尺寸下含断层的网格数量，并绘制在双对数坐标中，其中网格尺寸为横坐标，含断层的网格数量为纵坐标，如果图中数据点为一条直线，则说明断裂系统是分形的。
4.根据权利要求1所述的亚地震断层定量预测方法，其特征在于：所述的步骤c中断层自相似性分析的方法：在双对数坐标中，绘制断层长度-累积断层数量关系图或其它断层参数-累积断层数量关系图，如果图中数据点为一条直线，则说明断裂和裂缝是分形的。
5.根据权利要求2或3或4所述的亚地震断层定量预测方法，其特征在于：所述的步骤d中进行亚地震断层延伸长度、最大断距及数量的预测通过建立断层自相似性模型进行：
1）绘制断层延伸长度与最大断距关系图，采用最小二乘法对公式2进行拟合，求出b1、c1的值，建立断层长度和最大断距的关系；
2）绘制断层延伸长度-累积频数关系图，在该图中的最大和最小尺度处，往往会出现一些偏离直线的数据点，这是由于地震资料分辨率限制或截断效应引起的，去掉这些点，利用中间直线部分的数据点，采用最小二乘法对公式2进行拟合，求出b2、c2的值，通过外推就可以获得任意尺度下断层的数量，利用公式2的反函数可以求取每一条断层的延伸长度，利用公式1可以求取每一条断层的最大断距；
D=b1×LC1 （1）
式中，D是最大位移，L是断层长度，b1是常数，C1是幂指数，表征双对数坐标中长度和位移线性关系的斜率；
NL=b2×S-C2 （2）
式中：NL为大于S的断层数量，b2为常数，S为长度或最大断距，C2为幂指数，表征双对数坐标中频率和尺寸之间线性关系的斜率。
6.根据权利要求5所述的亚地震断层定量预测方法，其特征在于：所述的步骤g的具体方法为：
断裂期应力场数值模拟，根据每条断层的长度和断距，运用边界元数值模拟技术，利用Traptest断层分析软件模拟断裂过程中断层附近的应力扰动作用，获得任意网格点的应力大小和方向；基于岩石力学参数和边界条件，计算任意部位岩体周围的扰动应力场，然后与破裂准则相结合，得到预测的破裂走向和密度的网格，其中，破裂的走向可以通过库伦破裂准则得到：
（3）
式中θ是破裂面相对最大主压应力σ1的夹角，μ是内摩擦系数；两个共轭破裂面沿着σ2相交，并且断层的方位仅仅受μ值和主应力的方位影响；由于在三维地质力学模拟过程中，假设地层是均质弹性体，整个地层具有相同的岩石力学参数，根据库伦剪切破裂准则，某一网格点发生剪切破裂的概率就只与上述预测的两个潜在破裂面上的剪应力大小有关，该面上的剪应力称为最大库伦剪切应力（Maximum Coulomb Shear Stress, MCSS），它是发生共轭剪切破裂最佳方位处的最大剪切应力，因此，用MCSS值来代表该网格点发生破裂的相对概率，MCSS值越大，发生破裂的概率就越大，MCSS的值通过下式进行计算：
（4）
式中，σ1和σ3分别是最大和最小主应力，μ是内摩擦系数。
7.根据权利要求6所述的亚地震断层定量预测方法，其特征在于：所述的步骤h的具体方法为：
步骤c中确定的亚地震断层延伸长度、最大断距及数量和步骤f三维地质力学模拟确定的破裂方位和密度网格为约束条件，利用随机模拟的技术来确定亚地震断层的发育位置和方位；随机模拟技术的实现过程是：假设模拟的亚地震断层为椭圆形；亚地震断层走向由断层中点处应力网格确定；亚地震断层发育位置根据最大库伦剪切应力密度分布函数确定；亚地震断层长度和数量根据公式2断层分形生长模型确定；亚地震断层断距根据断层长度和断距关系式公式1确定。
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