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中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题 目：平衡剖面的制作流程及意义学习中心： 华北学习中心 年级专业： 网络07秋 资源勘察工程 学生姓名： 王立元 学 号： 0740121013 指导教师： 艾亚明 职 称： 高级工程师 导师单位： 北京晶格恒信科技发展有限公司 中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间： 2009 年 04 月 28 日摘要：平衡剖面技术是地质思维与计算机技术的结晶，其基本原理是如果变形前后物质的体积不变，则在垂直构造走向的地震剖面上表现为“面积不变”如果变形前后岩层厚度保持不变，则转化为“层长不变”。在此几何学的守恒原则下，将已经变形的剖面恢复到未变形状态及应用变形原理得到变形剖面建立盆地的构造发育史正演及反演模型，更形象的展现地下构造的几何形态，为地震资料构造解释提供合理的方案。为认识盆地的构造发育史，分析油气运移及聚集规律提供了依据，为油藏模拟及定量分析构造伸缩量等研究打下了基础，同时为地震勘探提供了有力的保障。关键词：平衡剖面技术，构造发育史，技术机技术，均衡随着计算机技术的发展与地质思维的结合，平衡剖面计算机模拟技术在油气和地质勘探中得到了广泛的应用，已经成为为地质构造解释提供方案，并进行检测方案是否合理的标准方法。这种技术根据变形构造在几何学上守恒的原理建立地质演化剖面，利用数学计算方法对盆地构造发育史进行正演和反演模拟。利用该技术可以检验和修正地震解释方案。而计算得到的伸缩量可对盆地的构造演化进行定量分析，以便制定有效的勘探策略。1 平衡剖面技术原理概述平衡剖面技术是根据物质守恒定律推出的，自然界的任何事物都是力求达到平衡的稳定状态。旧的平衡态的破坏与新的平衡态的建立是相辅相成的。就全球构造而言，一个地区的拉张必然伴随着另一个地区的压缩，否则就无法保持地球表面积的恒定。对于一条剖面而言，剖面的缩短与地层的加厚是一致的，否则就不能保持剖面面积的守恒，平衡剖面正是根据这一原理提出了一系列几何学法则并以此制约在剖面解释中的随意性。平衡剖面的概念：首先剖面应该是可以被接受的剖面，即剖面上的构造应是在露头上观察到的或者证实是确实存在的；其次它必须是合理的剖面，即能够将剖面合理地恢复到未变形的状态，这种既合理又可以被接受的剖面就叫做平衡剖面。一条未做平衡检验的剖面是不可信的不平衡的地质构造解释则是不合理的，平衡剖面也是一种模式，不一定真实，只是满足了大量合理的限制条件，更接近地下的真实情况。平衡剖面的制作和完成是在GEOSECK软件包下制作和完成的。2 Geoseck软件介绍2.1 GEOSECK工作原理GESOSEC是GEOLOGICAL SECTION（地质剖面的简写），它是在linux操作环境下运行的一个大型地质软件，平衡剖面的制作只是其功能中的一项。平衡剖面技术主要是对一个地质（深度）或地震（时间）剖面进行解释、采集数据、建立地质模型和消除断距，反演构造发育史。GEOSEC软件主要是根据提供的地质数据先建立地质模型，然后对地质模型的断层构造进行平衡，其基本原理是：层长守恒；面积守恒（2D）、体积守恒（3D）；断距守恒。根据以上3个守恒原则，把地层看作“沉积之后，挤压（拉张）之前形成的一个坚固体”。2.2 GEOSECK 软件窗口的特点 GEOSEC软件除了具备一般操作窗口的基本特点外，还有其自身的特点：2.2.1具有方便的下拉菜单（PULL-DOWN MENUS）使用者可以从任一窗口中的相应命令对象上点取下拉菜单，而不是仅仅局限于主菜单的顶端才能点取。2.2.2具有功能齐全的工具盒（TOOL BOX）该工具盒有8个活动按纽，可以区分控制不同类型数据的编辑。2.2.3具有人机联作的信息框（DIALOG BOX）该信息框可以提醒用户根据所提示的信息作出相应选择。3 GEOSECK 软件制作平衡剖面的流程 制作平衡剖面之前应先建立在一个地区丰富的地质实际资料库的基础上，主要是通过是通过地震资料及重力、磁力测井等资料激励研究区的地层柱状图，以及了解研究区的主要构造其次及构造样式，根据平衡剖面的原理选择垂直构造带走向方向的剖面，并对所选的剖面进行初步的解释。现主要以二维地震剖面为例说明其制作过程31准备工作（1） 启动GEOSEC软件在窗口下键入geosec后再按回车键，这时将出现以下三个窗口： 图1图2图3在第二个窗口下按下OK键，这时将弹出一个工具箱窗口（图4）：图4（2）建立工区（NEW PROJEOT）、新线（NEW SECTION LINE）和新剖面（NEW SECTION），在该步骤中需要提供坐标系统的单位，如剖面的实际长度、纵坐标比例等（见图5）。在主菜单PROJECT下点击NEW PROJEOT这时将会弹出如下的窗口：在PROJECT NAME下输入工区名；在DISTANCE UNITS下选择好长度单位，然后按OK键。这时一个新工区就建好了。图5再从主菜单PROJECT下选Import fromFile，这时选取事先采集好剖面文件（注意后缀必须是.ihf），点击OK键，将会出现窗口（见图6）：（图6）在此窗口下再一次点击OK键，这样被采集的剖面图形文件就会被输入进来。这时就可做下一步的工作了。（3）建立地层柱，在这一步中需要确定地层的名称，要充填的地层颜色、层速度（深度剖面可以不要该参数）、地层的岩性组成等参数。在主菜单STRATIGRAPHY下有两个选项：CREATE与DEFAULT_SC。若选CREATE，这时将会出窗口（图7）：（图7）在窗口中输入地层柱的名称，并点击OK键，这时将弹出以下窗口（图8）：图8在该窗口中的EDIT菜单下选中EDIT UNIT，然后在粉红色的区域内的任一位置用MB1点击一下，这时就会出现如下的窗口（图9）：（图9）这时在该窗口中就可以完成我们所需要的一系列工作了。若选DEFAULT_SC，这时将出现如下窗口（图10）：（图10） 在该窗口下同样可以完成以上的操作。31 平衡过程在以上的准备工作都做好后，我们就可以做以下的工作了。在主菜单SECTION下选取EDIT SECTION选项，这时将会弹出如下窗口（图11）：（图11）选中要做的剖面文件名，按OK键，这时就会出现所要平衡的剖面图形。在平衡过程中关键操作主要分为点编辑、线编辑、断距消除、层拉平以及复制（或移动）321点编辑是指对图形中的数据点进行增加、删除、移动、调修整等。用鼠标左键（MB1）选取下拉菜单中的MODIFY即可进行点编辑。322线编辑当鼠标光标移近线时，线变亮并出现线编辑的下拉菜单，可以对线进行定义（SET TYPE）、连接（SPLICE）、截断（DIVIDE）、抽稀（THIN）、删除（DELETE）等编辑功能。点、线编辑是平衡剖面操作中最基础的步骤，如果这些做的不好，会影响或不能做断距消除。333消除断距消除断距是平衡剖面技术的核心，这一步是在主菜单（MAIN VIEW）中的模式（MODULES）子菜单中完成的。 模型转换(TRANSFER)：GEOSEC软件的优点之一就是尽可能反映实际断层构造活动过程,一般把地震(时间)剖面转换为地质(深度)剖面之后较方便地进行断距的消除。 压实和去压实校正(COMPACT & DECOMPACT):去压实校正适合拉张盆地(同沉积盆地)的压实恢复，而压实校正适合于拉张盆地的压实计算。 断距消除：断距消除有两种基本模式:垂直斜向滑移模式 (VERTICAL/OBLIQUE SLIP)和弯滑模式(FAULT SLIP FOLD)，这两种模式也只适合恢复拉张盆地中断层构造演化史。垂直/斜向滑移模式:该模式是根据拉张盆地中构造应力场的特点来模拟断层的形成的。这种模式转换是把地层受到构造运动影响变形后的状态（SOURCE）转换到其原始沉积时无断距的平衡状态（TARGET）。3.2.4层拉平当某地层的断距被完全消除（平衡）之后，需要做层拉平，其过程类似于垂直/斜向滑移转换，具体地说可分三大步： 画一条和要被拉平的源参考线同类型的水平目标参考线。 把欲被拉平的整个模型作组合。 从主菜单中MOUDLE（模式）下点取TRANSFER-VERTIVAL/OBLIQUE SLIP，按照对话框提示步骤依次操作既可完成层拉平。3.2.5复制和移动（COPY/MOVE）对某套地层进行完层拉平之后，需把该标准模型复制一份作为分析下伏地层发育史的源地质模型。一般情况下，一条剖面的断层构造发育史反演过程可由重复以上五步操作，并结合具体情况灵活判断、应用不同模式转换来实现的。4 平衡剖面的地质意义平衡剖面技术是地质思维与计算机技术的结晶，其基本原理是如果变形前后物质的体积不变，则在垂直构造走向的地震剖面上表现为“面积不变”如果变形前后岩层厚度保持不变，则转化为“层长不变”。在此几何学的守恒原则下，将已经变形的剖面恢复到未变形状态及应用变形原理得到变形剖面建立盆地的构造发育史正演及反演模型，更形象的展现地下构造的几何形态，为地震资料构造解释提供合理的方案。为认识盆地的构造发育史，分析油气运移及聚集规律提供了依据，为油藏模拟及定量分析构造伸缩量等研究打下了基础，同时为地震勘探提供了有力的保障。但是，事物都有其两面性，在漫长的地质年代时里，构造运动极其复杂，并非像数学公式所描述的那样精确，故平衡剖面的完成还需要地质研究人员的判断、修饰与完善，比