CN106772602A - 生长断层活动强度定量表征方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生长断层活动强度定量表征方法。其中，该方法包括：构建目的层段内高精度层序地层格架；基于断裂多边形与层序界面数据，进行空间数据旋转，得到旋转后的断裂多边形与层序界面数据；根据旋转后的断裂多边形与层序界面数据，并结合空间几何关系，确定断裂总矢量滑距；采用空间多重互相关算法实现同一层序顶、底界面处相同断裂的三维空间定位；根据同一层序顶、底界面处相同断裂的三维空间定位结果，对断裂相应断点处的总矢量滑距加以匹配，进行匹配求差运算，得到层序形成过程中同沉积断裂系统的层序矢量滑距。通过本发明，解决了如何科学严谨地对3D地震数据所覆盖区域内各层序形成时期同沉积断层活动进行定量表征的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理勘探技术领域，具体而言，涉及一种生长断层活动强度定量表征方法。
背景技术
断层是岩层或岩体顺破裂面发生明显位移的构造。而且，断层通常是油气运移的重要通道。目前定量研究生长断层活动强度的方法按其特点基本可以分为两类：一类是基于二维剖面上单条断层垂向投影点的标量描述法，其主要包括有生长指数法、古落差法、断层活动速率法、断层位移长度关系法、古滑距法等；另一类是以分形几何学为理论基础，通过分析断裂平面集的分形维数，辅助描述断裂发育规律的方法。
目前，已有的定量研究生长断层活动强度的方法在一定程度上反映了断层的生长与活动情况，但具体的应用有其自身的局限性，并不能全面而准确地反映断裂系统活动强度与方式的时空差异，这在很大程度地限制了基于构造-沉积作用响应过程分析的油气储层预测工作的准确性，不利于油气资源有效的勘探与开发。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何科学严谨地对3D地震数据所覆盖区域内各层序形成时期同沉积断层活动进行定量表征的技术问题而提供一种生长断层活动强度定量表征方法。
为了实现上述目的，提供以下技术方案：
一种生长断层活动强度定量表征方法，所述方法包括：
基于三维地震精细构造解释与层序界面的识别，构建目的层段内高精度层序地层格架；其中，精细构造解释包括断裂多边形的解释；
根据不同层序形成时期同沉积断裂活动的特点，基于断裂多边形与层序界面数据，进行空间数据旋转，得到旋转后的断裂多边形与层序界面数据；
根据旋转后的断裂多边形与层序界面数据，并结合空间几何关系，确定断裂总矢量滑距；
基于断裂总矢量滑距，采用空间多重互相关算法实现同一层序顶、底界面处相同断裂的三维空间定位；
根据同一层序顶、底界面处相同断裂的三维空间定位结果，对断裂相应断点处的总矢量滑距加以匹配，进行匹配求差运算，得到层序形成过程中同沉积断裂系统的层序矢量滑距。
优选地，基于断裂多边形与层序界面数据，进行空间数据旋转，具体包括：
在相对坐标系中，将断裂多边形与层序界面数据进行旋转，以使断裂多边形的整体走向与主测线垂直，从而将三维空间的计算简化为二维空间的运算。
优选地，根据旋转后的断裂多边形与层序界面数据，并结合空间几何关系，确定断裂总矢量滑距，具体包括：
根据旋转后的断裂多边形与层序界面数据，获取断裂垂直断距与断裂水平断距；
基于断裂垂直断距、断裂水平断距及断层滑动方向，利用勾股定理矢量合成为矢量滑距；
将各层序界面处各断裂活动的矢量滑距矢量合成为断裂总矢量滑距。
优选地，根据旋转后的断裂多边形与层序界面数据，获取断裂垂直断距与断裂水平断距，具体包括：
基于旋转后的断裂多边形与层序界面数据，将断层上、下盘的高程值相减，得到断裂垂直断距；
基于旋转后的断裂多边形与层序界面数据，将断层面两侧相当点位移后距离的水平投影作为断裂水平断距。
优选地，基于断裂总矢量滑距，采用空间多重互相关算法实现同一层序顶、底界面处相同断裂的三维空间定位，具体包括：
根据下式确定第一信号和第二信号：
y00(d)＝x0(d)+n(d)，y01(d)＝x0(d+d0)+n(d)
其中，y00(d)表示第一信号；y01(d)表示第二信号；d表示每个断点的滑动距离；d0表示第一信号与第二信号的距离差；x0(d)表示与距离相关的每个断层断点的总滑距；x0(d+d0)表示第二信号中与距离相关的每个断层断点的总滑距；n(d)表示白噪声；
对第一信号和第二信号进行多重互相关运算，获取互相关系数最高时的τ值与真实的同一断裂断点处平面投影的错动距离，从而实现相同断裂的三维空间定位。
优选地，对第一信号和第二信号进行多重互相关运算，获取互相关系数最高时的τ值与真实的同一断裂断点处平面投影的错动距离，从而实现相同断裂的三维空间定位，具体包括：
步骤1：确定第一信号和第二信号的第p互相关函数；
步骤2：确定第一信号的第q自相关函数；
步骤3：确定第一信号的第q自相关函数与第p互相关函数之间的第(p+1)互相关函数；
步骤4：基于第(p+1)互相关函数，确定第q自相关函数的第(q+1)自相关函数；
步骤5：重复步骤3和步骤4，进行多重互相关运算，获取互相关系数最高时的τ值与真实的同一断裂断点处平面投影的错动距离，从而实现相同断裂的三维空间定位；其中，所述τ表示与第一信号和第二信号断点移动距离有关的相关步长；所述p、q取大于等于1的整数。
与现有技术相比，本发明可以具有以下有益效果：
本发明提供一种生长断层活动强度定量表征方法。其中，该方法包括：基于三维地震精细构造解释与层序界面的识别，构建目的层段内高精度层序地层格架；其中，精细构造解释包括断裂多边形的解释；根据不同层序形成时期同沉积断裂活动的特点，基于断裂多边形与层序界面数据，进行空间数据旋转，得到旋转后的断裂多边形与层序界面数据；根据旋转后的断裂多边形与层序界面数据，并结合空间几何关系，确定断裂总矢量滑距；基于断裂总矢量滑距，采用空间多重互相关算法实现同一层序顶、底界面处相同断裂的三维空间定位；根据同一层序顶、底界面处相同断裂的三维空间定位结果，对断裂相应断点处的总矢量滑距加以匹配，进行匹配求差运算，得到层序形成过程中同沉积断裂系统的层序矢量滑距。通过该技术方案，本发明科学而系统性地剖析了目的层段内高精度层序格架内各层序发育时期同沉积断裂系统的断裂活动量的时空间分布，解决了如何科学严谨地对3D地震数据所覆盖区域内各层序形成时期同沉积断层活动进行定量表征的技术问题，以最直观的方式揭示了高精度层序格架所限定时间单元内(0.01～1Ma)同沉积断裂活动的变化规律，最大程度地还原了构造-沉积响应的全过程，为油气储层的准确预测打下了基础。
附图说明
图1为根据本发明实施例的生长断层活动强度定量表征方法的流程示意图；
图2a为根据本发明实施例的相对坐标系旋转前的示意图；
图2b为根据本发明实施例的相对坐标系旋转后的示意图；
图3a为根据本发明实施例的正滑距的示意图；
图3b为根据本发明实施例的负滑距的示意图；
图4为根据本发明实施例的层序界面总矢量滑距平面展布示意图；
图5为根据本发明实施例的与图4中层序紧邻且位于其上部的层序界面处的总矢量滑距平面展布示意图；
图6为根据本发明实施例的层序断裂系统的层序矢量滑距平面展布示意图；
图7为根据本发明实施例的另一层序断裂系统的层序矢量滑距平面展布示意图；
图8为根据本发明实施例的层序古地貌恢复示意图；
图9为根据本发明实施例的另一层序古地貌恢复示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
本发明实施例的主要目的是根据目标区现有的相关资料数据，科学而系统性剖析目的层段内高精度层序格架内各层序发育时期同沉积断裂系统的断裂活动量的时间与空间分布，从而对各层序形成时期同沉积断层活动进行定量表征，以直接有效的方式揭示同沉积断裂活动的变化规律，从而为精细的油气储层预测工作奠定坚实的基础。
为此，本发明实施例提供一种生长断层活动强度定量表征方法，如图1所示，该方法可以包括：
S100：基于三维地震精细构造解释与层序界面的识别，构建目的层段内高精度层序地层格架。其中，精细构造解释包括断裂多边形的解释。
其中，构造解释是根据地震波运动学原理，利用地震波反射时间、同相性、旅行时差和速度等信息，把地震时间剖面变为深度剖面，绘制地质构造图，进行构造解释，得到岩层之间的界面、断层和褶皱的位置和展布方向等。其中，断层(fault)是指地壳受力发生断裂，沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的构造。
层序是一套相对整合的、成因上有联系的、以不整合和(或)与之可对比的整合为界的地层单元。
层序界面(sequence boundary)可以是指层序与层序之间的不整合面及相关的整合面。其中，不整合面是指将新老地层分开的界面。层序界面不仅界定一套层序的不整合界面，而且还包括层序内部存在的界定各层序单元的界面，例如最大洪泛面和初次洪泛面等。根据地震反射特征可以识别出层序边界。
不同级别层序界面的识别是进行层序划分及层序地层格架建立的基础。界面上下的岩性组合、古生物组合、测井曲线形态及地震反射特征等均可作为识别层序界面的标志。
具体地，层序地层格架的建立可以采取以下方式来实现：先对钻、测井资料进行层序界面的识别和划分，通过合成地震记录在地震剖面上进行层位标定，根据地质层位对应的地震层位反射特征，再进行追踪对比解释。其中，通过层位标定来确定钻井与地震的对应关系。层位标定方法可以是：根据研究区不同的区块，每一个区块井的时-深转化关系、合成记录等确定井-震层位对比关系，确定钻井分层界面对应的地震反射界面；通过对选定工区的井的资料与过井剖面对比，来标定全区的地震反射层位。追踪是在上述层位标定等工作的基础上，对每一条连井剖面和对应的连井地震剖面作为层序划分对比的基干剖面，通过井-震交汇对比的方法，建立每条剖面井-震统一的层序对比格架。结合井沉积旋回、地震不整合界面和宏观的地层结构等方法，对钻井准层序组、准层序初步划分之后，将界面投到地震剖面上，检查各井同一准层序组、准层序边界是否为同一个地震反射面，或者是否为可追踪的地震界面，否则对钻井准层序组、准层序分层进行调整；同理，对地震准层序组、准层序进行划分也需要返回到连井剖面上检查，看其是否符合划分的原则，调整钻井和地震准层序组和准层序的划分结果，使二者完全统一，然后再延伸至全区，从而实现层序地层格架的构建。
作为示例，在实际应用中，针对目的层，基于地震层序和构造解释，可以根据岩心、测井、地震、油藏地球化学等资料，采用测井资料数学变换与地震资料时频分析等技术，井震结合，采用地层划分对比方法进行地层单元划分，分析各构造活动期层序界面与断裂的整体特征(例如：地震剖面特征、岩性和测井特征、地震反射特征等)，来建立高精度层序地层格架，也即深层高分辨率层序地层格架。
精细构造解释包括断裂多边形(也称断层多边形)的解释。在具体实施过程中，可以根据目的层位的层序构造面，采用相干切片法、逐线解释法、边缘检测方法(例如：拉普拉斯边缘检测算子等)等，从层序构造面图中提取断裂多边形。
S110：根据不同层序形成时期同沉积断裂活动的特点，基于断裂多边形的解释与层序界面数据，进行空间数据旋转，得到旋转后的断裂多边形与层序界面数据。
同沉积断裂又称生长断层，主要发育于沉积盆地边缘，在沉积盆地形成发育过程中，盆地不断沉降，沉积不断进行，盆地外侧不断隆起，这些作用都是由于控制盆地边缘断层的不断活动而发生的。同沉积断裂对储层、圈闭、盖层等油气成藏静态要素，以及储层的发育、对圈闭的形成以及对油气生、排、运、聚等都会产生影响。
具体地，基于断裂多边形的解释与层序界面数据，进行空间数据旋转可以包括：
在相对坐标系中，将解释的断裂多边形与层序界面数据进行旋转，以使断裂多边形的整体走向与主测线垂直。
这里，相对坐标系例如可以为三维笛卡尔直角坐标系。
下面以雁列式断层为例并结合图2a-图2b来说明相对坐标系的规定。其中，图2a示例性地示出了相对坐标系旋转前的示意图；图2b示例性地示出了相对坐标系旋转后的示意图。
本发明实施例作出如下规定：在水平面上，以N为正北0度方向(SN为Y轴)，E为正东方向(WE为X轴)，X轴的正方向为正东方向，Y轴顺时针方向旋转为正角度，SN旋转后为S'N'，S'N'与断层走向一致，SN与S'N'之间的旋转角度为α，0°＜α＜90°；同时旋转后的X轴(W'E')始终与S'N'垂直，垂直于水平面向下为Z轴，水平面之下为Z轴负半轴，水平面之上为Z轴正半轴；顺断层走向为X轴，垂直断层走向为Y轴，以正北方向为0度，顺时针方向旋转为正角度；若X轴沿0度轴顺时针旋转角度在0°～180°之间时，规定为X轴的正半轴；若Y轴沿0度轴旋转的角度范围在-90°～+90°之间时，规定为Y轴的正半轴。
尽管术语“x轴”、“y轴”和“z轴”在本文中用于说明特定图中的某些方向，但应理解，这些术语不是指绝对方向。换句话说，“x轴”可为任何相应轴，且“y轴”可为不同于x轴的特定轴。通常，x轴垂直于y轴。“z轴”不同于“x轴”和“y轴”，且通常垂直于“x轴”和“y轴”两者。
作为示例，可以通过以下方式来确定旋转角度：
根据精细构造解释，获取断裂系统走向信息，确定断裂走向与正北方向的旋转夹角，并使旋转后的正东方向与断层走向一致，从而得到旋转后的相对坐标系。
这里，一致可以是平行关系。
其中，断裂走向(也即断层走向)可以是指断层面与水平的交线的延伸方向。其中，断层面与水平的交线为走向线。
通过旋转获得了新相对坐标系下的测线位置，从而得到了在新相对坐标系下垂直于断裂系统走向新的线号。其中Y轴数据(dy)由测线方向的空道和面元大小组成，Z轴方向的数据(dz)由层序界面上下盘的垂直位移组成。通过本步骤，将由X、Y、Z三轴组成的3D空间数据计算简化为仅由Z轴与Y轴组成的2D空间的数据计算。
S120：根据旋转后的断裂多边形与层序界面数据，并结合空间几何关系，确定断裂总矢量滑距。
这里，将沿断裂倾向，断点之间的现今的位移距离称为断裂总矢量滑距。该总矢量滑距能反映断裂系统演化至今的走向、倾向以及不同层序界面处各断裂活动的累加效应。有关总矢量滑距的内容还可以参见公布号CN104597487A公开的内容，在CN104597487A中“矢量总滑距”的含义与本申请中的“总矢量滑距”含义等同且均为特指名词，并在此以引用的方式结合于此。
具体地，本步骤可以包括：
S121：根据旋转后的断裂多边形与层序界面数据，获取断裂垂直断距与断裂水平断距。
本步骤可以进一步包括步骤SA1和步骤SA2。
SA1：基于旋转后的断裂多边形与层序界面数据，将断层上、下盘的高程值相减，得到断裂垂直断距。
其中，替换地，可以将上述步骤中的断层上、下盘的高程值替换为断裂多边形抽空边界的高程值，来得到断裂垂直断距。
断盘是指断层面两侧的岩块，位于断层面之上的称为上盘，位于断层面之下的称为下盘；如果断层面直立，则按岩块相对于断层走向的方位来描述。错断后分成两对应层之间的距离称为断距。
SA2：基于旋转后的断裂多边形与层序界面数据，将断层面两侧相当点位移后距离的水平投影作为断裂水平断距。
S122：基于断裂垂直断距、断裂水平断距及断层滑动方向，利用勾股定理矢量合成为矢量滑距。
其中，断层滑动方向可以通过在野外露头进行观察和测量而得到。
若断层倾向与地层倾向的夹角为锐角β，其取值范围为0°＜β＜90°，则矢量滑距为正滑距，即：
若断层倾向与地层倾向的夹角为钝角β'，其取值范围为90°＜β'＜180°，则矢量滑距为负滑距，即：
其中，D表示正滑距；D'表示负滑距；dz表示断裂水平断距；dy表示断裂水平断距。
正滑距表示断裂(或断层)为顺向断裂；负滑距表示断裂为反向断裂。
图3a和图3b分别示例性地示出了正滑距和负滑距的示意图。
在本文中，断层倾向为：断层面上与走向线相垂直的线再水平面上的投影所指的、沿平面向下倾斜的方向。
在本文中，地层倾向为：岩层向下最大倾斜方向线再水平面上的投影方向(其与岩层走向垂直)。
图4示例性地示出了层序界面总矢量滑距平面展布示意图。其中，可见全区发育的4组雁列式同沉积断裂系统在该层序界面处的累计效应由南向北总体表现出强—弱—强—弱的趋势，其中反向断裂系统TFS-2、顺向断裂系统CFS-2在此界面处的活动量较强，而反向断裂系统TFS-1、顺向断系统CFS-1在此界面处的活动量相对较弱。图5例性地示出了与图4中层序紧邻且位于其上部的层序界面处的总矢量滑距平面展布示意图。相对图4中所示界面处的全区同沉积断裂系统的总矢量滑距，图5中所示的4组同沉积断裂系统(TFS-1、TFS-2、CFS-1、CFS-2)的活动量均有不同程度的增加，表明在此相邻的层序形成过程中，4组同沉积断裂系统均发生活动，但各断裂系统活动量及方式表现出空间上的非均一性。如图4和5所示，为区分顺向断裂系统与反向断裂系统的总矢量滑距，采用浅灰、深黑两种颜色予以标识(浅灰色为负，深黑色为正)，颜色的深浅表示断裂系统的累加活动强度，相同断裂的数据点集合的延伸方向代表了断裂的走向。所以通过总矢量滑距的计算，可以二维图形方式简洁明了地展示三维空间断裂的整体展布特征与活动强度的累加效应。
S123：将各层序界面处各断裂活动的矢量滑距矢量合成为断裂总矢量滑距。
S130：基于断裂总矢量滑距，采用空间多重互相关算法实现同一层序顶、底界面处相同断裂的三维空间定位。
通常断裂与层序界面并非垂直相交，同一断裂面与层序顶、底的交线在空间上存在错动，不能直接运用层序顶、底面的总矢量滑距求取二者的差值，鉴于此，采用多重互相关计算对同一断裂面在层序顶、底处相应断点的断裂总矢量滑距进行空间匹配与定位。
具体地，本步骤可以包括：
S131：根据下式确定第一信号和第二信号：
y00(d)＝x0(d)+n(d)，y01(d)＝x0(d+d0)+n(d)
其中，y00(d)表示第一信号；y01(d)表示第二信号；d表示每个断点的滑动距离；d0表示第一信号与第二信号的距离差；x0(d)表示第一信号中与距离相关的每个断层断点的总滑距；x0(d+d0)表示第二信号中与距离相关的每个断层断点的总滑距；n(d)表示白噪声。
其中，第一信号与第二信号为两个相似信号。
S132：对第一信号和第二信号进行多重互相关运算，获取互相关系数最高时的τ值与真实的同一断裂断点处平面投影的错动距离，从而实现相同断裂的三维空间定位。其中，τ表示与第一信号与第二信号两信号断点移动距离有关的相关步长。
具体地，本步骤可以进一步包括：
S1321：确定第一信号和第二信号的第p互相关函数。
S1322：确定第一信号的第q自相关函数。
S1323：确定第一信号的第q自相关函数与第p互相关函数之间的第(p+1)互相关函数。
S1324：基于第(p+1)互相关函数，确定第q自相关函数的第(q+1)自相关函数。
S1325：重复步骤S1323和步骤S1324，进行多重互相关运算，获取互相关系数最高时的τ值与真实的同一断裂断点处平面投影的错动距离，从而实现相同断裂的三维空间定位。
其中，p、q取大于等于1的整数。
在信号处理方面，可以使用自相关法和互相关法来提高信噪比。从有用信号的角度来看，第一信号与第二信号在距离差上相差d0。
下面以一优选实施例来说明求两相似信号的距离差的过程。
具体地，本步骤可以进一步包括：
步骤B1：根据下式确定第一信号和第二信号的第一互相关函数：
其中，y010(τ)表示第一信号和第二信号的第一互相关函数；D表示距离信号采样长度；τ表示与两信号断点移动距离有关的相关步长；x0(d)表示第一信号每个断层断点总滑距在空间的位置；x0(d+d0+τ)表示第二信号断点空间位置与相关步长的关系；n(d+τ)表示与白噪声有关的函数；y00(d)表示第一信号空间位置；y01(d+τ)表示第二信号空间位置与相关步长的关系。
步骤B2：将第一信号和第二信号的第一互相关函数简化为下式：
y010(τ)＝x1(d+d0)+n1(d)
其中，x1(d+d0)表示x0(d)与x0(d+d0)的互相关函数；n1(d)表示n(d)的互相关函数。
由相关性质可知，x0(d)与n(d)的互相关系数值为0。当τ趋于无穷大时，n(d)的自相关值为0。但是，D在实际采样中不可能趋于无穷大，故，n(d)的自相关值比n(d)值更小但不为0，而是逐渐趋于0；因此，可以将第一信号和第二信号的互相关函数简化为上述简化形式。
步骤B3：根据下式确定第一信号的第一自相关函数：
其中，τ表示与两信号断点移动距离有关的相关步长；y001(τ)表示第一信号的自相关函数；y00(d)表示第一信号；y00(d+τ)表示第一信号与相关步长之间的关系；x0(d)表示第一信号每个断层断点总滑距在空间的位置；x0(d+τ)表示第一信号断点位置与相关步长之间的关系；n(d+τ)表示第一信号白噪声；n(d)表示第一信号白噪声。
步骤B4：将第一信号的第一自相关函数简化为下式：
y001(τ)＝x1(d)+n1(d)
其中，x1(d)表示x0(d)的互相关函数；n1(d)表示n(d)的互相关函数。
通过第一信号和第二信号的第一互相关函数以及第一信号的自相关函数可知：从有用信号角度来看，y001(τ)与y010(τ)的距离差为d0；从噪声角度看，n1(d)比n(d)更小。另外，还可以得知：y001(τ)和y010(τ)的信噪比高于y00(d)和y01(d)的信噪比，这更容易显示出总矢量滑距的距离特性。
步骤B5：根据下式确定第一信号的第一自相关函数与第一互相关函数之间的第二互相关函数：
其中，y020(τ)表示第二互相关函数；y001(d)表示第一信号的自相关函数；y010(d+τ)表示第一互相关函数。
步骤B6：基于第二互相关函数，根据下式确定第一自相关函数的第二自相关函数：
其中，y002(τ)表示第二自相关函数；y001(d)表示第一自相关函数；y001(d+τ)为y010(d+τ)的自相关函数。
因为y001(d)与y010(d)在时域上相差时间d0，所以由自相关特性和互相关特性可得：y002(τ)与y020(τ)也在时域上相差时间d0，且信噪比有所提高。
步骤B7：基于步骤B5和步骤B6的结果，进行多重互相关运算，确定y0m0(d)和y00m(d)。其中，y0m0(d)为y00(m-1)(d)与y0(m-1)0(d)的互相关函数、y00m(d)为y00(m-1)(d)的自相关函数。其中，m取大于等于1的整数。
当y0m0(d)为y00(m-1)(d)与y0(m-1)0(d)的互相关函数、y00m(d)为y00(m-1)(d)的自相关函数时，可知：y0m0(d)和y00m(d)更能清楚地显示y00(d)和y01(d)的距离特性。因为，y0n0(d)的信噪比高于y0(n-1)0(d)的信噪比，从而更能准确的测量出y00(d)与y01(d)的距离差d0。
其中，错动距离是指距离差。
S140：根据同一层序顶、底界面处相同断裂的三维空间定位结果，对断裂相应断点处的总矢量滑距加以匹配，进行匹配求差运算，得到该层序形成过程中同沉积断裂系统的层序矢量滑距。
具体地，本步骤对层序顶、底面处断裂的累加活动量“总矢量滑距”进行匹配求差运算，即用层顶处的总矢量滑距减去层底处的层序矢量滑距。
层序矢量滑距表示目的层段内各层序形成时期的断裂活动强度。
通过上述技术方案，消除了相应层序形成后断裂活动的累加效应的影响，通过得到的层序矢量滑距，实现了对层序发育期断裂系统的活动强度进行定量表征(如图6、7所示)，实现了对特定层序形成时间内断裂活动方式与强度的定量表征，理清了同生断层的活化与休眠状态。其中，图6示例性地示出了层序断裂系统的层序矢量滑距平面展布示意图，可见在图4与图5所对应的层序界面所夹持的层序沉积形成时期，全区断裂皆处于活跃状态，其中顺向断裂CFS-1活动微弱；顺向断裂CFS-1与CF2-2东南部分活动强烈；而北部反向断裂TFS-2活跃程度较弱。在断裂系统的活动量展布上，雁列式断裂系统由西向东的活动逐渐加强。图7示例性地示出了另一层序断裂系统的层序矢量滑距平面展布示意图，可见在层序形成时期，全区同沉积断裂系统基本处于休眠期，仅南部顺向断裂CFS-2处发生小规模的相对滑动。
图8示例性地示出了层序古地貌恢复示意图，即与图6所示层序形成时期的古地貌。图9示例性地示出了另一层序古地貌恢复示意图，即与图7所示层序形成时期的古地貌。通过层序矢量滑距的计算，对目的层段内各层序形成时期断裂活动定量表征，并采用层序地层法恢复不同层序形成时的地貌格局，结果表明同沉积断裂活动表现出明显的阶段性，同时断裂体系活动控制之下的古地貌、层序沉积充填亦具有明显差异，且二者之间具有良好的匹配关系(如图8、图9所示)。
本发明实施例可以用通用的计算装置来实现，例如，它们可以集中在单个的计算装置上，例如：个人计算机、服务器计算机、工控机、手持设备或便携式设备、平板型设备或者多处理器装置，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。因此，本发明不限于任何特定的硬件和软件或者其结合。这些功能究竟是以硬件还是以软件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
需要说明的是，本发明实施例不仅可以独立运用，而且可以以个性化模块的方式内嵌于现有多种大型商业化地震数据处理-解释平台，其具有很强的实用性、易用性和可推广性。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种生长断层活动强度定量表征方法，其特征在于，所述方法包括：
基于三维地震精细构造解释与层序界面的识别，构建目的层段内高精度层序地层格架；其中，所述精细构造解释包括断裂多边形的解释；
根据不同层序形成时期同沉积断裂活动的特点，基于所述断裂多边形与层序界面数据，进行空间数据旋转，得到旋转后的断裂多边形与层序界面数据；
根据所述旋转后的断裂多边形与层序界面数据，并结合空间几何关系，确定断裂总矢量滑距；
基于所述断裂总矢量滑距，采用空间多重互相关算法实现同一层序顶、底界面处相同断裂的三维空间定位；
根据所述同一层序顶、底界面处相同断裂的三维空间定位结果，对所述断裂相应断点处的总矢量滑距加以匹配，进行匹配求差运算，得到所述层序形成过程中同沉积断裂系统的层序矢量滑距。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述断裂多边形与层序界面数据，进行空间数据旋转，具体包括：
在相对坐标系中，将所述断裂多边形与层序界面数据进行旋转，以使所述断裂多边形的整体走向与主测线垂直，从而将三维空间的计算简化为二维空间的运算。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述旋转后的断裂多边形与层序界面数据，并结合空间几何关系，确定断裂总矢量滑距，具体包括：
根据所述旋转后的断裂多边形与层序界面数据，获取断裂垂直断距与断裂水平断距；
基于所述断裂垂直断距、所述断裂水平断距及断层滑动方向，利用勾股定理矢量合成为矢量滑距；
将各层序界面处各断裂活动的所述矢量滑距矢量合成为所述断裂总矢量滑距。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述旋转后的断裂多边形与层序界面数据，获取断裂垂直断距与断裂水平断距，具体包括：
基于所述旋转后的断裂多边形与层序界面数据，将所述断层上、下盘的高程值相减，得到所述断裂垂直断距；
基于所述旋转后的断裂多边形与层序界面数据，将断层面两侧相当点位移后距离的水平投影作为所述断裂水平断距。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述断裂总矢量滑距，采用空间多重互相关算法实现同一层序顶、底界面处相同断裂的三维空间定位，具体包括：
根据下式确定第一信号和第二信号：
y00(d)＝x0(d)+n(d)，y01(d)＝x0(d+d0)+n(d)
其中，y00(d)表示所述第一信号；y01(d)表示所述第二信号；d表示每个断点的滑动距离；d0表示所述第一信号与所述第二信号的距离差；x0(d)表示与距离相关的每个断层断点的总滑距；x0(d+d0)表示所述第二信号中与距离相关的每个断层断点的总滑距；n(d)表示白噪声；
对所述第一信号和所述第二信号进行多重互相关运算，获取互相关系数最高时的τ值与真实的同一断裂断点处平面投影的错动距离，从而实现相同断裂的三维空间定位。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述第一信号和所述第二信号进行多重互相关运算，获取互相关系数最高时的τ值与真实的同一断裂断点处平面投影的错动距离，从而实现相同断裂的三维空间定位，具体包括：
步骤1：确定所述第一信号和所述第二信号的第p互相关函数；
步骤2：确定所述第一信号的第q自相关函数；
步骤3：确定所述第一信号的第q自相关函数与所述第p互相关函数之间的第(p+1)互相关函数；
步骤4：基于所述第(p+1)互相关函数，确定所述第q自相关函数的第(q+1)自相关函数；
步骤5：重复所述步骤3和所述步骤4，进行多重互相关运算，获取互相关系数最高时的τ值与真实的同一断裂断点处平面投影的所述错动距离，从而实现相同断裂的所述三维空间定位；其中，所述τ表示与第一信号和第二信号断点移动距离有关的相关步长；所述p、q取大于等于1的整数。
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