应用软件编制平衡剖面流程及其应用

李凤娇（中国石化集团公司中原油田分公司勘探开发研究院，河南 郑州 450000）

应用软件编制平衡剖面流程及其应用

李凤娇（中国石化集团公司中原油田分公司勘探开发研究院，河南 郑州 450000）

平衡剖面技术在石油勘探领域得到了广泛应用，对于研究区的构造演变进行定量分析，合理地恢复洼陷的构造演化历史，平衡剖面为油气的形成和运移提供参考。本次应用软件实现了平衡剖面的制作，省时省力，提高了工作效率，经过颜色填充之后，直观地再现地下构造的原始几何形态，并对地震解释结果进行校验，定量分析构造演化特征，为深刻分析构造演化史和油气运移及聚集规律提供有力的证据。

平衡剖面；消除断距；层拉平；断层活动性；油气富集

东濮凹陷经过30多年的勘探实践，平衡剖面技术在石油勘探领域得到了广泛应用。用平衡剖面进行合理性检验是平衡剖面应用的最主要的一个方面，平衡剖面得到的只是一种模式图，而且可能有多种解释方法，但与不平衡的剖面相比，它实现了许多的合理性限制，因此更接近事实；平衡剖面对研究区的构造变形进行定量分析，合理恢复盆地的构造演化史，为油气的形成和演化的历史提供参考。以往总是用手工编制平衡剖面，花费的时间多，本次应用软件实现了平衡剖面的制作，省时省力，提高了工作效率，经过颜色填充之后，直观地再现地下构造的原始几何形态。

1 平衡剖面技术的原理

平衡剖面技术是根据物质守恒定律推出的，对于一条剖面而言，剖面的缩短量和地层的加厚是一致的，这样才能保持剖面面积的不变，平衡剖面根据这个原理提出了一系列的几何法则用来制约在剖面解释中的随意性。平衡剖面应用的几何法则有多种，主要运用的有以下几种：面积守恒、层长一致、位移一致、缩短量一致。层长守恒定理是在面积守恒的基础上简化而来的，目前在剖面平衡中应用较多。

2 2Dmove软件编制平衡剖面的流程

2.1 剖面的选择

选择的剖面线应该垂直于构造走向，如果选择的剖面线与构造走向交角太大，或者剖面线穿过走滑构造带等，用平衡的原理进行构造复原，反而会误入歧途，不能得到想要的结果。

2.2 软件简介

2Dmove是在Windows操作环境下运行的一个软件，人机交互操作方便、快捷，具有强大的编图功能，平衡剖面的编制只是其众多功能中的一项。首先对一条地质（深度）或地震（时间）剖面进行解释，建立该区的地质模型，然后消除断距的影响，反演其构造发育史，这就是平衡剖面技术的基本操作流程。

2.3 平衡剖面的制作流程

2Dmove软件做平衡剖面过程中，对于只经历过一期构造运动的剖面，先恢复主断层的伴生及补偿的分支断层，然后恢复主断层的断距；而多期构造叠加的剖面，从浅层到深层逐层消除断距的影响，发育越晚的断层越先恢复断距，在整个编图过程中要带着观点去做，不能盲目地只是按照软件操作流程作图。具体工作思路如下：

2.3.1 准备工作

（1）安装、启动运行2Dmove软件。

（2）建立工区，采集（或解释）剖面，应用菜单栏里的CREAT下拉工具数字化剖面里面的断层、层位及井位数据，建立相应的地质模型，不同的层位填充对应的颜色。

2.3.2 平衡过程

在建立地质模型过程中主要用到的操作有点编辑、线编辑、消除断距、层拉平、颜色填充及复制。

点编辑：选中要编辑的目标，点击鼠标右键选取下拉菜单中的EDIT即可对数据点进行编辑。

线编辑：点击菜单栏里的TOOL，可以对单条线或者多条线进行MOVE（移动）、SAMPLE（采样）、TIDY（修剪）、JOIN（连接）、SPLIT（打断）等操作。

点编辑和线编辑是制作过程中最基础的操作步骤，如果做得不好，会影响断距消除。

平衡剖面技术的关键点就是断距消除，是在主菜单里面的STUCTURAL MODELING的子菜单MOVE ON FAULT中完成。出现一个新的窗口，在ACTIVE FAULT中的FAULT框内输入要消除断距的断层，OBJECTS TO BE MOVED中选择该断层相交的上盘的所有层位线，MOVEMENT中有三种方法指定消除断距的方向，笔者认为应用POINT TO POINT中的PICK按钮较为简单、方便，沿着断面向上直接画出所有层位线的方向即可，最后点击APPLY完成最为重要的一步。

对于像东濮凹陷这样的拉张型盆地，消除断距的影响主要采用的是SIMPLE SHEAR（斜剪切）算法。斜剪切算法将断层上盘的变形特征与断层几何形态联系起来，用一些用户首选的参数包括移动方向、剪切矢量和水平断距等来控制恢复。斜剪切算法假定变形沿着上盘一系列平行钉线发生，这些钉线穿过断层面，剪切钉线的长度不随着变形而变化，所以断层面的地形传递进上盘地层成为褶皱。斜剪切算法对于恢复正断层剖面是很有效的（图1）。

图1 斜剪切算法示意图

当完成消除某层的断距影响之后，最后一步就是层拉平，具体操作过程可以分为2步。（1）画一条水平线作为层拉平的参考线。（2）从主菜单里选取STUCTURAL MODELING的子菜单UNFOLD，UNFOLD TO DATUM输入层拉平的基准面，OBJECTS TO BE UNFOLDED里面的TEMPLATE OBJECTS选择第一步中画的参考线，PASSIVE OBJECTS选择除了参考线以外的所有断层和层位线，最后点击APPLY完成层拉平操作。

对某层位做完层拉平后，不同的层位填充不同的颜色，然后把该标准模型复制一份用于下一层地层的源地质模型。

一般情况，一条剖面经过上面的步骤就可以得到一套平衡剖面图件，结合收集的地质资料，其中必然要做一些反复修改完善，针对不同的情况灵活判断即可。

3 应用实例

图2 卫东断裂带构造样式

卫东断裂带位于东濮凹陷中央隆起带北部，东面是濮卫次洼，西面马寨油田，主要受卫东、卫西断裂及其伴生补偿断层控制形成，浅层地层倾角较缓，斜坡带上地层较陡。卫东断裂有3条断层组成，断层走向NNE，倾向SEE，倾角25-65°，断层两端较抖，中间稍缓，在沙三段是顺着卫城盐层滑动，在盐层段内消失，不切割基底。卫东断裂系是典型的伸展构造样式，断层下降盘呈现的是“Y”+断阶构造样式，内部被一系列补偿断层复杂化，形成多个反向断块；上升盘受卫东和卫西断裂控制形成反向屋脊构造。卫西断裂系包括两条断层，断层延伸长，从文留油田南向北延伸至文明寨油田北端，走向NNE，倾向NWW，倾角越40-50°，被东倾的卫东断裂所切割，呈上陡下缓的铲型形态（图2）。

这次应用2Dmove软件恢复卫东断裂带构造演化历史（图3），结合主断裂的断距和生长指数资料，分析总结卫东断裂带的构造演化特征，划分为三个演化期次：①箕状断陷期：沙四段-沙三下初期，发育有西倾的卫西断裂与濮城断裂，与东倾地层形成反向屋脊断阶，控制着沙三段地层及盐湖沉积，总体呈现东断西超的构造格局。②双断洼陷期：沙二下末期卫东断层开始发育，切割了卫西断层和濮城断层，卫西断层在卫东断层上盘形成反向补偿断层，濮卫洼陷整体呈堑式结构，为洼陷的主要形成期，形成了现今构造格局。③区域隆升剥蚀和洼陷定型期：东营组沉积末期，整个华东地区经历了大规模的隆升剥蚀运动，东营组地层被剥蚀。新近系时期整个东濮凹陷进入坳陷型沉积阶段，洼陷内的断裂活动基本停止，洼陷定型并得以保存。

图3 卫东断裂带平衡剖面

通过总结分析卫东断裂带构造演化特征，认为圈闭定型于沙二段末期-沙一段早期，油气运移与圈闭形成配置关系好，卫东断裂深切烃源岩层系，作为疏导断层，古近纪末期大规模油气沿着卫东断裂带从洼陷带向高部位有利圈闭中运移，卫东断裂带南部受盐岩盖层遮挡，油气主要富集在盐下、盐间的沙三段地层中，向北盐岩尖灭，受卫西断裂及其伴生断层遮挡，含油气层系增多，油气富集在沙三上-沙三下亚段中。综合分析成藏的各个要素，认为卫东断裂带上升盘反向屋脊带临近烃源岩层系，为有利的勘探区域。

李凤娇（1985-）女，汉族，河南郑州，助理工程师，主要从事石油地质工作。