CN106815412B - 一种构造应力场的模拟方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种构造应力场的模拟方法和装置。该方法包括：利用目标工区的构造解释结果信息建立构造模型；利用目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出内部物性参数；结合地质背景信息对构造模型进行构造演化分析处理，得到底界位移信息；根据目的层埋深和测井密度曲线确定静岩压力，以及基于地质背景信息确定目标工区边界上的预设期次的构造力；分别以静岩压力、预设期次的构造力、底界位移信息、为构造模型的顶边界、四周边界、和底边界的约束条件，结合内部物性参数进行有限元模拟和计算处理，得到目标工区的构造应力场。利用本申请实施例提供的技术方案可以更精确确定工区构造应力场。

Description

一种构造应力场的模拟方法和装置

技术领域

本发明涉及油气勘探技术领域，尤其涉及一种构造应力场的模拟方法和装置。

背景技术

在油气勘探开发过程中，构造应力场可以控制含油气盆地的建造和改造、裂缝性储层的分布规律，影响油气的运移和聚集、断层与裂缝的开闭史、低渗透油藏的渗透率各向异性与井网部署以及钻井工艺等。因此，构造应力场的研究具有重要作用。

近年来，随着工程应用对三维构造应力场计算精度的要求不断提高，数值模拟方法逐渐成为模拟构造应力场的主要研究方法。现有的数值模拟方法主要可以包括基于弹性薄板理论的模拟方法和基于有限元的模拟方法。两种模拟方法的研究基础都是对研究工区的构造模型的力学问题的描述和简化。由于研究工区存在弹塑性、大变形以及具有局部断裂等问题，在构造应力场模拟问题中存在材料非线性、几何非线性以及边界条件非线性。现有技术中的数值模拟方法，或者使用完全弹性体，或者使用弹塑性方法而不研究地质体的变形历史，导致不能准确确定工区构造应力场的大小和方向，无法满足后续研究的精度要求。

因此，现有技术亟需一种构造应力场的模拟方法，可以更精确确定工区构造应力场，满足后续研究的精度要求。

发明内容

本申请的目的是提供一种构造应力场的模拟方法和装置，可以更精确确定工区构造应力场，满足后续研究的精度要求。

本申请提供的构造应力场的模拟方法和装置是这样实现的：

一种构造应力场的模拟方法，所述方法包括：

利用目标工区的构造解释结果信息建立构造模型；

利用所述目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出所述目标工区的内部物性参数；

结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型进行构造演化分析处理，得到所述目标工区的底界位移信息；

根据所述目标工区对应的目的层埋深和测井密度曲线确定静岩压力，以及基于所述地质背景信息确定所述目标工区边界上的预设期次的构造力；

分别以所述静岩压力、所述预设期次的构造力、所述底界位移信息、为所述构造模型的顶边界、四周边界、和底边界的约束条件，结合所述内部物性参数进行有限元模拟和计算处理，得到所述目标工区的构造应力场。

在一个优选的实施例中，所述方法还包括：

将利用所述目标工区的测井曲线计算得到的应力与所述目标工区的构造应力场对应点上的应力进行对比，得到误差值；

判断所述误差值的绝对值是否小于等于第一阈值；

当判断出所述误差值的绝对值大于第一阈值时，结合所述误差值的数值大小调整所述预设期次的构造力的数值大小，得到调整后的预设期次的构造力，重复进行有限元模拟和计算处理得到所述目标工区的构造应力场的步骤。

在一个优选的实施例中，所述方法还包括：

当判断出所述误差值的绝对值小于等于第一阈值时，将当前构造应力场作为所述目标工区的构造应力场。

在一个优选的实施例中，所述结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型进行构造演化分析处理，得到所述目标工区的底界位移信息包括：

结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型依次进行去断层、去褶皱、层拉平的沉积演化逆过程处理，得到古地貌模型；

对所述古地貌模型和所述构造模型进行比对处理，得到模型演化数据，将所述模型演化数据作为所述目标工区的底界位移信息。

在一个优选的实施例中，所述利用所述目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出所述目标工区的内部物性参数包括：

对所述目标工区的地震数据进行地震反演得到地震岩相和动态弹性属性分布信息；

对所述目标工区对应的目的层的岩石样品进行岩石力学试验得到岩石样品的材料属性信息，所述材料属性信息包括静态弹性参数、塑性参数及断裂力学参数；

将所述岩石样品的静态弹性参数与地震反演得到的所述动态弹性属性分布信息进行比对拟合处理，得到所述目标工区的弹性参数；

基于岩石的岩相岩性对应关系、所述岩石样品的塑性参数和断裂力学参数，以及地震反演得到的所述地震岩相确定所述目标工区的塑性参数和所述目标工区的断裂力学参数；

将所述目标工区的弹性参数、所述目标工区的塑性参数和所述目标工区的断裂力学参数作为所述目标工区的内部物性参数。

在一个优选的实施例中，所述基于所述地质背景信息确定所述目标工区边界上的预设期次的构造力包括：

对所述目标工区所在区域的地质背景信息中的构造形态进行地质力学分析处理，确定所述目标工区边界上的预设期次构造力的方向，以及设置所述预设期次构造力的数值大小。

一种构造应力场的模拟装置，所述装置包括：

构造模型建立模块，用于利用目标工区的构造解释结果信息建立构造模型；

材料属性信息确定模块，用于利用所述目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出所述目标工区的内部物性参数；

位移信息确定模块，用于结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型进行构造演化分析处理，得到所述目标工区的底界位移信息；

静岩压力确定模块，用于根据所述目标工区对应的目的层埋深和测井密度曲线确定静岩压力；

构造力确定模块，用于基于所述地质背景信息确定所述目标工区边界上的预设期次的构造力；

构造应力场模拟模块，用于分别以所述静岩压力、所述预设期次的构造力、所述底界位移信息、为所述构造模型的顶边界、四周边界、和底边界的约束条件，结合所述内部物性参数进行有限元模拟和计算处理，得到所述目标工区的构造应力场。

在一个优选的实施例中，所述装置还包括：

对比模块，用于将利用所述目标工区的测井曲线计算得到的应力与所述目标工区的构造应力场对应点上的应力进行对比，得到误差值；

判断模块，用于判断所述误差值的绝对值是否小于等于第一阈值；

第一数据处理模块，用于当所述判断模块判断出所述误差值的绝对值大于第一阈值时，结合所述误差值的数值大小调整所述预设期次的构造力的数值大小，得到调整后的预设期次的构造力，重复进行有限元模拟和计算处理得到所述目标工区的构造应力场的步骤。

在一个优选的实施例中，所述装置还包括：

第二数据处理模块，用于当所述判断模块判断出所述误差值的绝对值小于等于第一阈值时，将当前构造应力场作为所述目标工区的构造应力场。

在一个优选的实施例中，所述位移信息确定模块包括：

古地貌模型获取单元，用于结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型依次进行去断层、去褶皱、层拉平的沉积演化逆过程处理，得到古地貌模型；

比对处理单元，用于对所述古地貌模型和所述构造模型进行比对处理，得到模型演化数据，将所述模型演化数据作为所述目标工区的底界位移信息。

在一个优选的实施例中，所述材料属性信息确定模块包括：

地震反演单元，用于对所述目标工区的地震数据进行地震反演得到地震岩相和动态弹性属性分布信息；

岩石力学试验单元，用于对所述目标工区对应的目的层的岩石样品进行岩石力学试验得到岩石样品的材料属性信息，所述材料属性信息包括静态弹性参数、塑性参数及断裂力学参数；

比对拟合处理单元，用于将所述岩石样品的静态弹性参数与地震反演得到的所述动态弹性属性分布信息进行比对拟合处理，得到所述目标工区的弹性参数；

参数确定单元，用于基于岩石的岩相岩性对应关系、所述岩石样品的塑性参数和断裂力学参数，以及地震反演得到的所述地震岩相确定所述目标工区的塑性参数和所述目标工区的断裂力学参数；

数据处理单元，用于将所述目标工区的弹性参数、所述目标工区的塑性参数和所述目标工区的断裂力学参数作为所述目标工区的内部物性参数。

在一个优选的实施例中，所述构造力确定模块包括：

地质力学分析处理单元，用于对所述目标工区所在区域的地质背景信息中的构造形态进行地质力学分析处理，确定所述目标工区边界上的预设期次构造力的方向，以及设置所述预设期次构造力的数值大小。

本申请利用目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出目标工区的内部物性参数，考虑了地层体的弹塑性及构造演化过程的非线性；并且结合地质背景信息对构造模型进行构造演化分析处理，得到目标工区的底界位移信息，并以此作为构造模型底边界的约束条件，这里利用构造演化分析技术，还原了古地貌模型，探索了目标工区的构造演化历史，从而获得了目的层段的变形历史，适应了材料非线性问题的复杂性，可以更好的保证后续构造应力场的准确度；同时，以基于目标工区所在区域的地质背景信息确定出目标工区边界上的预设期次的构造力作为构造模型四周边界的约束条件，以及结合静岩压力，进行有限元模拟和计算处理，可以得到目标工区的构造应力场。与现有技术相比，利用本申请提供的技术方案可以满足弹塑性与大变形的计算要求，能够更准确确定工区构造应力场，满足后续研究的精度要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的构造应力场的模拟方法的一种实施例的流程图；

图2是本申请提供的确定出目标工区的材料属性信息的一种实施例的流程示意图；

图3是本申请提供的进行构造演化分析处理得到目标工区的底界位移信息的一种实施例的流程示意图；

图4是本申请提供的构造模型设置边界约束条件的一种结构示意图；

图5是本申请提供的构造应力场的模拟方法的另一种实施例的流程图；

图6是本申请提供的构造应力场的模拟装置的一种实施例的结构示意图；

图7是本申请提供的所述位移信息确定模块的一种实施例的结构示意图；

图8是本申请提供的所述材料属性信息确定模块的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

下面以几个具体的例子详细说明本申请实施例的具体实现。

以下首先介绍本申请一种构造应力场的模拟方法的一种实施例。图1是本申请提供的构造应力场的模拟方法的一种实施例的流程图，本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图1所示，所述方法可以包括：

S110：利用目标工区的构造解释结果信息建立构造模型。

本申请实施例中，可以利用目标工区的构造解释结果信息建立构造模型，具体的，所述构造解释结果信息可以包括层位、断层等信息。

S120：利用所述目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出所述目标工区的内部物性参数。

本申请实施例中，可以利用所述目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出所述目标工区的内部物性参数。如图2所示的是本申请提供的确定出目标工区的材料属性信息的一种实施例的流程示意图，具体的，可以包括：

S121：对所述目标工区的地震数据进行地震反演得到地震岩相和动态弹性属性分布信息。

S122：对所述目标工区对应的目的层的岩石样品进行岩石力学试验得到岩石样品的材料属性信息，所述材料属性信息包括静态弹性参数、塑性参数及断裂力学参数。

S123：将所述岩石样品的静态弹性参数与地震反演得到的所述动态弹性属性分布信息进行比对拟合处理，得到所述目标工区的弹性参数。

具体的，可以包括根据岩石样品的静态弹性参数和所述地震反演得到的所述动态弹性属性分布信息中与所述岩石样品的静态弹性参数相对应的部分进行比对拟合，得到求解目标工区的动、静态弹性参数的关系式，然后根据所述关系式和地震反演得到的所述动态弹性属性分布信息计算得到所述目标工区的弹性参数。

S124：基于岩石的岩相岩性对应关系、所述岩石样品的塑性参数和断裂力学参数，以及地震反演得到的所述地震岩相确定所述目标工区的塑性参数和所述目标工区的断裂力学参数。

在实际应用中，岩相是一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合，岩性是指反映岩石特征的一些属性，如颜色、成分、结构、胶结物、及胶结类型、特殊矿物等；由此可见，岩石的岩性决定着岩石的岩相，同时，岩石的岩相也可以体现岩石的岩性。因此，岩石的岩相和岩性存在相互对应的关系。相应的，可以基于所述岩石的岩相岩性对应关系，将岩石样品的塑性参数和断裂力学参数对应到所述目标工区相应的岩相区，得到所述目标工区的塑性参数和断裂力学参数。

这里通过对岩石样品进行岩石力学试验得到的静态弹性参数以及地震反演得到的动态弹性属性分布信息求取目标工区实际的弹性参数，以及将岩石力学试验得到的塑性参数和断裂力学参数对应到目标工区相应的岩相区求取目标工区的塑性参数和断裂力学参数，考虑了地层体的弹塑性及构造演化过程的非线性，更符合实际构造情况，可以更好的保证后续构造应力场的准确度。

S125：将所述目标工区的弹性参数、所述目标工区的塑性参数和所述目标工区的断裂力学参数作为所述目标工区的内部物性参数。

S130：结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型进行构造演化分析处理，得到所述目标工区的底界位移信息。

本申请实施例中，可以结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型进行构造演化分析处理，得到所述目标工区的底界位移信息。具体的，所述构造信息可以包括如图3所示的是本申请提供的进行构造演化分析处理得到目标工区的底界位移信息的一种实施例的流程示意图，具体的，可以包括：

S131：结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型依次进行去断层、去褶皱、层拉平的沉积演化逆过程处理，得到古地貌模型。

S132：对所述古地貌模型和所述构造模型进行比对处理，得到模型演化数据，将所述模型演化数据作为所述目标工区的底界位移信息。

具体的，所述地质背景信息可以包括构造运动期次信息、沉积期次信息、以及构造形态等多期次的构造运动过程中的相关地质信息。

这里利用构造演化分析技术，还原了古地貌模型，探索了所述工区的构造演化历史，从而获得了目的层段的变形历史，适应了材料非线性问题的复杂性，可以更好的保证后续构造应力场的准确度。

S140：根据所述目标工区对应的目的层埋深和测井密度曲线确定静岩压力，以及基于所述地质背景信息确定所述目标工区边界上的预设期次的构造力。

在实际应用中，地球内部在不同深度处单位面积地球内部压力基本上保持平衡；其数值与该处上覆岩石的总重量相等，称为静岩压力，其大小可用P＝hρg来表达，即静岩压力(P)等于某一深度(h)、该处上覆物质平均密度(ρ)与平均重力加速度(g)的乘积。因此，可以根据所述目标工区对应的目的层埋深和测井密度曲线确定静岩压力。

本申请实施例中，可以基于所述地质背景信息确定所述目标工区边界上的预设期次的构造力，具体的，可以包括：

对所述目标工区所在区域的地质背景信息中的构造形态进行地质力学分析处理，确定所述目标工区边界上的预设期次构造力的方向，以及设置所述预设期次构造力的数值大小。

具体的，在实际应用中，所述预设期次可以包括根据所述目标工区所在区域对应地质背景信息中确定出的期次信息进行设置。

S150：分别以所述静岩压力、所述预设期次的构造力、所述底界位移信息、为所述构造模型的顶边界、四周边界、和底边界的约束条件，结合所述内部物性参数进行有限元模拟和计算处理，得到所述目标工区的构造应力场。

本申请实施例中，可以分别以所述静岩压力作为构造模型的顶边界的约束条件，以所述预设期次的构造力作为构造模型的四周边界的约束条件，以所述底界位移信息作为构造模型的底边界的约束条件，然后，结合所述内部物性参数进行有限元模拟和计算处理，可以得到所述目标工区的构造应力场。具体的，有限元模型的模拟和计算处理可以包括网格划分，所述静岩压力、所述预设期次的构造力、所述底界位移信息、和所述内部物性参数的设置，得到有限元模型，以及对模拟得到的有限元模型的计算处理。具体的，在有限元模型的模拟处理过程中对构造模型中“断面”两侧的窄条带上的网格设置了与“无断层的地方”相比较低的杨氏模量和较高的泊松比。在实际应用中，可以结合hypermesh进行有限元模型的模拟处理得到有限元模型，然后，将模拟得到的有限元模型导入Ansys中进行计算处理，可以得到所述目标工区的构造应力场。

如图4所示，图4是本申请提供的构造模型设置边界约束条件的一种结构示意图。

由以上本申请一种构造应力场的模拟方法的实施例可见，本申请利用目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出目标工区的内部物性参数，考虑了地层体的弹塑性及构造演化过程的非线性；并且结合地质背景信息对基于目标工区的构造信息建立的构造模型进行构造演化分析处理，得到目标工区的底界位移信息，并以此作为构造模型底边界的约束条件，这里利用构造演化分析技术，还原了古地貌模型，探索了目标工区的构造演化历史，从而获得了目的层段的变形历史，适应了材料非线性问题的复杂性，可以更好的保证后续构造应力场的准确度；同时，以基于目标工区所在区域的地质背景信息确定出目标工区边界上的预设期次的构造力作为构造模型四周边界的约束条件，以及结合静岩压力，进行有限元模拟和计算处理，可以更精确的得到目标工区的构造应力场。与现有技术相比，利用本申请提供的技术方案可以满足弹塑性与大变形的计算要求，能够更准确确定工区构造应力场，满足后续研究的精度要求。

本申请另一方面还提供一种构造应力场的模拟方法的另一种实施例。图5是本申请提供的构造应力场的模拟方法的另一种实施例的流程图，本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图5所示，所述方法可以包括：

S510：利用目标工区的构造解释结果信息建立构造模型。

S520：利用所述目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出所述目标工区的内部物性参数。

S530：结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型进行构造演化分析处理，得到所述目标工区的底界位移信息。

S540：根据所述目标工区对应的目的层埋深和测井密度曲线确定静岩压力，以及基于所述地质背景信息确定所述目标工区边界上的预设期次的构造力。

S550：分别以所述静岩压力、所述预设期次的构造力、所述底界位移信息、为所述构造模型的顶边界、四周边界、和底边界的约束条件，结合所述内部物性参数进行有限元模拟和计算处理，得到所述目标工区的构造应力场。

S560：将利用所述目标工区的测井曲线计算得到的应力与所述目标工区的构造应力场对应点上的应力进行对比，得到误差值；

S570：判断所述误差值的绝对值是否小于等于第一阈值；

S580：当判断出所述误差值的绝对值大于第一阈值时，结合所述误差值的数值大小调整所述预设期次的构造力的数值大小，得到调整后的预设期次的构造力，重复进行有限元模拟和计算处理得到所述目标工区的构造应力场的步骤。

具体的，在实际应用中，所述目标工区边界上的预设期次的构造力的数值大小可能存在误差，相应的，可以利用所述目标工区的测井曲线计算得到的应力与构造应力场对应点上的应力进行对比得到的误差值来调整预设期次的构造力的数值大小，进而可以进一步保证构造应力场的准确度。具体，例如当所述目标工区的测井曲线计算得到的应力大于构造应力场对应点上的应力时，所述误差值可以为正数，相应的，可以增大所述预设期次的构造力的数值大小，反之，可以减小所述预设期次的构造力的数值大小。此外，需要说明的是，这里增大或减小所述预设期次的构造力的数值大小时，可以预先设置一个变化阈值，相应的，增大所述预设期次的构造力的数值大小时，可以在当前预设期次的构造力的数值大小的基础上加上所述变化阈值，反之，减小所述预设期次的构造力的数值大小时，可以在当前预设期次的构造力的数值大小的基础上减去所述变化阈值。

具体的，所述第一阈值可以包括预先根据实际应用情况设置的可以更好的保证得到的构造应力场的准确度的数值，优选的，所述第一阈值可以为0。

在一些实施例中，所述方法还可以包括：

S590：当判断出所述误差值的绝对值小于等于第一阈值时，将当前构造应力场作为所述目标工区的构造应力场。

具体的，当判断出所述误差值的绝对值小于等于第一阈值时，所述构造应力场对应点上的应力与实际应力(利用所述目标工区的测井曲线计算得到的应力)误差较小，可以判断当前构造应力场的准确度较高，相应的，可以当前构造应力场作为所述目标工区的构造应力场。

由以上本申请一种构造应力场的模拟方法的实施例可见，本申请利用目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出目标工区的内部物性参数，考虑了地层体的弹塑性及构造演化过程的非线性；并且结合地质背景信息对基于目标工区的构造信息建立的构造模型进行构造演化分析处理，得到目标工区的位移信息，并以此作为构造模型底边界的约束条件，这里利用构造演化分析技术，还原了古地貌模型，探索了目标工区的构造演化历史，从而获得了目的层段的变形历史，适应了材料非线性问题的复杂性，可以更好的保证后续构造应力场的准确度；同时，以基于目标工区所在区域的地质背景信息确定出目标工区边界上的预设期次的构造力作为构造模型四周边界的约束条件，以及结合静岩压力，进行有限元模拟和计算处理，得到目标工区的构造应力场。接着，利用目标工区的测井曲线计算得到的应力与构造应力场对应点上的应力进行对比得到的误差值来调整预设期次的构造力的数值大小，进而可以进一步保证构造应力场的准确度。与现有技术相比，利用本申请提供的技术方案可以满足弹塑性与大变形的计算要求，能够更准确确定工区构造应力场，满足后续研究的精度要求。

本申请另一方面还提供一种构造应力场的模拟装置，图6是本申请提供的构造应力场的模拟装置的一种实施例的结构示意图；如图6所示，所述装置600可以包括：

构造模型建立模块610，可以用于利用目标工区的构造解释结果信息建立构造模型；

材料属性信息确定模块620，可以用于利用所述目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出所述目标工区的内部物性参数；

位移信息确定模块630，可以用于结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型进行构造演化分析处理，得到所述目标工区的底界位移信息；

静岩压力确定模块640，可以用于根据所述目标工区对应的目的层埋深和测井密度曲线确定静岩压力；

构造力确定模块650，可以用于基于所述地质背景信息确定所述目标工区边界上的预设期次的构造力；

构造应力场模拟模块660，可以用于分别以所述静岩压力、所述预设期次的构造力、所述底界位移信息、为所述构造模型的顶边界、四周边界、和底边界的约束条件，结合所述内部物性参数进行有限元模拟和计算处理，得到所述目标工区的构造应力场。

在一个优选的实施例中，所述装置600还可以包括：

对比模块，可以用于将利用所述目标工区的测井曲线计算得到的应力与所述目标工区的构造应力场对应点上的应力进行对比，得到误差值；

判断模块，可以用于判断所述误差值的绝对值是否小于等于第一阈值；

第一数据处理模块，可以用于当所述判断模块判断出所述误差值的绝对值大于第一阈值时，结合所述误差值的数值大小调整所述预设期次的构造力的数值大小，得到调整后的预设期次的构造力，重复进行有限元模拟和计算处理得到所述目标工区的构造应力场的步骤。

在一个优选的实施例中，所述装置600还可以包括：

第二数据处理模块，可以用于当所述判断模块判断出所述误差值的绝对值小于等于第一阈值时，将当前构造应力场作为所述目标工区的构造应力场。

本申请还提供所述位移信息确定模块630的具体实施例，图7是本申请提供的所述位移信息确定模块的一种实施例的结构示意图，如图7所示，所述位移信息确定模块630可以包括：

古地貌模型获取单元631，可以用于结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型依次进行去断层、去褶皱、层拉平的沉积演化逆过程处理，得到古地貌模型；

比对处理单元632，可以用于对所述古地貌模型和所述构造模型进行比对处理，得到模型演化数据，将所述模型演化数据作为所述目标工区的底界位移信息。

本申请还提供所述材料属性信息确定模块620的具体实施例，图8是本申请提供的所述材料属性信息确定模块的一种实施例的结构示意图，如图8所示，所述材料属性信息确定模块620可以包括：

地震反演单元621，可以用于对所述目标工区的地震数据进行地震反演得到地震岩相和动态弹性属性分布信息；

岩石力学试验单元622，可以用于对所述目标工区对应的目的层的岩石样品进行岩石力学试验得到岩石样品的材料属性信息，所述材料属性信息包括静态弹性参数、塑性参数及断裂力学参数；

比对拟合处理单元623，可以用于将所述岩石样品的静态弹性参数与地震反演得到的所述动态弹性属性分布信息进行比对拟合处理，得到所述目标工区的弹性参数；

参数确定单元624，可以用于基于岩石的岩相岩性对应关系、所述岩石样品的塑性参数和断裂力学参数，以及地震反演得到的所述地震岩相确定所述目标工区的塑性参数和所述目标工区的断裂力学参数；

数据处理单元625，可以用于将所述目标工区的弹性参数、所述目标工区的塑性参数和所述目标工区的断裂力学参数作为所述目标工区的内部物性参数。

另一个实施例中，所述构造力确定模块650可以包括：

地质力学分析处理单元，可以用于对所述目标工区所在区域的地质背景信息中的构造形态进行地质力学分析处理，确定所述目标工区边界上的预设期次构造力的方向，以及设置所述预设期次构造力的数值大小。

由以上本申请一种构造应力场的模拟方法和装置的实施例可见，本申请利用目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出目标工区的内部物性参数，考虑了地层体的弹塑性及构造演化过程的非线性；并且结合地质背景信息对基于目标工区的构造信息建立的构造模型进行构造演化分析处理，得到目标工区的位移信息，并以此作为构造模型底边界的约束条件，这里利用构造演化分析技术，还原了古地貌模型，探索了目标工区的构造演化历史，从而获得了目的层段的变形历史，适应了材料非线性问题的复杂性，可以更好的保证后续构造应力场的准确度；同时，以基于目标工区所在区域的地质背景信息确定出目标工区边界上的预设期次的构造力作为构造模型四周边界的约束条件，以及结合静岩压力，进行有限元模拟和计算处理，得到目标工区的构造应力场。接着，利用目标工区的测井曲线计算得到的应力与构造应力场对应点上的应力进行对比得到的误差值来调整预设期次的构造力的数值大小，进而可以进一步保证构造应力场的准确度。与现有技术相比，利用本申请提供的技术方案可以满足弹塑性与大变形的计算要求，能够更准确确定工区构造应力场，满足后续研究的精度要求。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (10)

1.一种构造应力场的模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

利用目标工区的构造解释结果信息建立构造模型；

利用所述目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出所述目标工区的内部物性参数；

结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型进行构造演化分析处理，得到所述目标工区的底界位移信息；

根据所述目标工区对应的目的层埋深和测井密度曲线确定静岩压力，以及基于所述地质背景信息确定所述目标工区边界上的预设期次的构造力；

分别以所述静岩压力、所述预设期次的构造力、所述底界位移信息、为所述构造模型的顶边界、四周边界、和底边界的约束条件，结合所述内部物性参数进行有限元模拟和计算处理，得到所述目标工区的构造应力场；

其中，所述结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型进行构造演化分析处理，得到所述目标工区的底界位移信息包括：

结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型依次进行去断层、去褶皱、层拉平的沉积演化逆过程处理，得到古地貌模型；

对所述古地貌模型和所述构造模型进行比对处理，得到模型演化数据，将所述模型演化数据作为所述目标工区的底界位移信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将利用所述目标工区的测井曲线计算得到的应力与所述目标工区的构造应力场对应点上的应力进行对比，得到误差值；

判断所述误差值的绝对值是否小于等于第一阈值；

当判断出所述误差值的绝对值大于第一阈值时，结合所述误差值的数值大小调整所述预设期次的构造力的数值大小，得到调整后的预设期次的构造力，重复进行有限元模拟和计算处理得到所述目标工区的构造应力场的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当判断出所述误差值的绝对值小于等于第一阈值时，将当前构造应力场作为所述目标工区的构造应力场。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出所述目标工区的内部物性参数包括：

对所述目标工区的地震数据进行地震反演得到地震岩相和动态弹性属性分布信息；

对所述目标工区对应的目的层的岩石样品进行岩石力学试验得到岩石样品的材料属性信息，所述材料属性信息包括静态弹性参数、塑性参数及断裂力学参数；

将所述岩石样品的静态弹性参数与地震反演得到的所述动态弹性属性分布信息进行比对拟合处理，得到所述目标工区的弹性参数；

基于岩石的岩相岩性对应关系、所述岩石样品的塑性参数和断裂力学参数，以及地震反演得到的所述地震岩相确定所述目标工区的塑性参数和所述目标工区的断裂力学参数；

将所述目标工区的弹性参数、所述目标工区的塑性参数和所述目标工区的断裂力学参数作为所述目标工区的内部物性参数。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述地质背景信息确定所述目标工区边界上的预设期次的构造力包括：

对所述目标工区所在区域的地质背景信息中的构造形态进行地质力学分析处理，确定所述目标工区边界上的预设期次构造力的方向，以及设置所述预设期次构造力的数值大小。

6.一种构造应力场的模拟装置，其特征在于，所述装置包括：

构造模型建立模块，用于利用目标工区的构造解释结果信息建立构造模型；

材料属性信息确定模块，用于利用所述目标工区的地震反演结果数据和目的层段岩石样品进行岩石力学试验得到的材料属性信息确定出所述目标工区的内部物性参数；

位移信息确定模块，用于结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型进行构造演化分析处理，得到所述目标工区的底界位移信息；

静岩压力确定模块，用于根据所述目标工区对应的目的层埋深和测井密度曲线确定静岩压力；

构造力确定模块，用于基于所述地质背景信息确定所述目标工区边界上的预设期次的构造力；

构造应力场模拟模块，用于分别以所述静岩压力、所述预设期次的构造力、所述底界位移信息、为所述构造模型的顶边界、四周边界、和底边界的约束条件，结合所述内部物性参数进行有限元模拟和计算处理，得到所述目标工区的构造应力场；

其中，所述位移信息确定模块包括：

古地貌模型获取单元，用于结合所述目标工区所在区域的地质背景信息对所述构造模型依次进行去断层、去褶皱、层拉平的沉积演化逆过程处理，得到古地貌模型；

比对处理单元，用于对所述古地貌模型和所述构造模型进行比对处理，得到模型演化数据，将所述模型演化数据作为所述目标工区的底界位移信息。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

对比模块，用于将利用所述目标工区的测井曲线计算得到的应力与所述目标工区的构造应力场对应点上的应力进行对比，得到误差值；

判断模块，用于判断所述误差值的绝对值是否小于等于第一阈值；

第一数据处理模块，用于当所述判断模块判断出所述误差值的绝对值大于第一阈值时，结合所述误差值的数值大小调整所述预设期次的构造力的数值大小，得到调整后的预设期次的构造力，重复进行有限元模拟和计算处理得到所述目标工区的构造应力场的步骤。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二数据处理模块，用于当所述判断模块判断出所述误差值的绝对值小于等于第一阈值时，将当前构造应力场作为所述目标工区的构造应力场。

9.根据权利要求6至8任意一项所述的装置，其特征在于，所述材料属性信息确定模块包括：

地震反演单元，用于对所述目标工区的地震数据进行地震反演得到地震岩相和动态弹性属性分布信息；

岩石力学试验单元，用于对所述目标工区对应的目的层的岩石样品进行岩石力学试验得到岩石样品的材料属性信息，所述材料属性信息包括静态弹性参数、塑性参数及断裂力学参数；

比对拟合处理单元，用于将所述岩石样品的静态弹性参数与地震反演得到的所述动态弹性属性分布信息进行比对拟合处理，得到所述目标工区的弹性参数；

参数确定单元，用于基于岩石的岩相岩性对应关系、所述岩石样品的塑性参数和断裂力学参数，以及地震反演得到的所述地震岩相确定所述目标工区的塑性参数和所述目标工区的断裂力学参数；

数据处理单元，用于将所述目标工区的弹性参数、所述目标工区的塑性参数和所述目标工区的断裂力学参数作为所述目标工区的内部物性参数。

10.根据权利要求6至8任意一项所述的装置，其特征在于，所述构造力确定模块包括：

地质力学分析处理单元，用于对所述目标工区所在区域的地质背景信息中的构造形态进行地质力学分析处理，确定所述目标工区边界上的预设期次构造力的方向，以及设置所述预设期次构造力的数值大小。

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