基于离散元的古隆起隆升过程模拟方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于离散元的古隆起隆升过程模拟方法及装置，该方法包括：根据古隆起上边界的拟合曲线方程，确定拟合曲线斜率的最大值，进而确定颗粒的初始叠合率；将第一指定大小的颗粒充填入第二指定大小的矩形盒状模型中，且使底部颗粒具有初始叠合率，得到第一离散元模型；利用双轴压缩实验测试，确定利用第一离散元模型模拟的各个地层的颗粒材料细观参数；利用颗粒材料细观参数及地层信息对第一离散元模型进行参数设置，得到第二离散元模型；根据指定颗粒的竖向速度以及拟合曲线的极大值计算模型底部每个颗粒的隆升竖向速度；将古隆起上边界的每个颗粒按照隆升竖向速度进行隆升过程模拟。本发明专利技术可以模拟不同几何形态古隆起的隆升过程。态古隆起的隆升过程。态古隆起的隆升过程。

【技术实现步骤摘要】
基于离散元的古隆起隆升过程模拟方法及装置


[0001]本专利技术涉及地质构造变形模拟研究
，尤其涉及一种基于离散元的古隆起隆升过程模拟方法及装置。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]隆起是地壳上由上升构造运动所形成的正向构造单元。隆起区的沉积填充、构造变形和地质演化在横向上存在很大差异，可形成地层不整合和伸展构造变形带，为研究地壳结构、大陆性质和演化提供了重要窗口。古隆起则是一个相对概念，指盆地形成演化过程中某一地质历史阶段的隆起构造，其对油气等矿产资源的富集起到关键作用。油气勘探实践表明，油气田，特别是大型、超大型油气田多与克拉通盆地有关，而盆地古裂陷及古隆起对油气田定位起到十分重要的作用。对克拉通盆地深层古隆起的隆升过程进行模拟研究，形成有效的预测技术，能够从机制上解决深层构造研究难题，指导深层隆坳构造格局分布、演变研究，具有十分重要的勘探实践意义。
[0004]之前的古隆起模拟多采用稳定古隆起，对古隆起隆升过程，目前缺乏模拟研究。在克拉通陆缘演化研究基础上，精确控制古隆起的隆升过程，模拟盆地深层古隆起的隆升过程，可以进一步研究古隆起斜坡、核部应力应变分布及其对储层性质的影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种基于离散元的古隆起隆升过程模拟方法，用以模拟不同几何形态古隆起的隆升过程，从机制上解决深层构造研究难题，指导深层隆坳构造格局分布及演变的研究，为含油气盆地深层油气勘探工作提供理论支持，该方法包括：
[0006]根据地震资料，确定待分析区域的地层信息，以及古隆起上边界的点云数据坐标；
[0007]利用所述点云数据坐标进行曲线拟合，得到古隆起上边界的拟合曲线方程；
[0008]根据拟合曲线方程，确定拟合曲线斜率的最大值，根据斜率的最大值确定颗粒的初始叠合率；将第一指定大小的颗粒充填入第二指定大小的矩形盒状模型中，且使矩形盒状模型底部颗粒具有初始叠合率，得到第一离散元模型；
[0009]利用双轴压缩实验测试，确定利用第一离散元模型模拟的各个地层的颗粒材料细观参数；利用颗粒材料细观参数及待分析区域的地层信息对第一离散元模型进行参数设置，得到第二离散元模型；
[0010]根据拟合曲线方程确定拟合曲线的极大值，设定指定颗粒的竖向速度，根据指定颗粒的竖向速度以及拟合曲线的极大值计算第二离散元模型底部作为古隆起上边界的每个颗粒的隆升竖向速度；
[0011]将古隆起上边界的每个颗粒按照计算得到的隆升竖向速度进行隆升，直至指定颗粒到达指定位置，完成古隆起隆升过程模拟，其中，指定位置为拟合曲线极大值对应的位
置。
[0012]本专利技术实施例还提供一种基于离散元的古隆起隆升过程模拟装置，用以模拟不同几何形态古隆起的隆升过程，从机制上解决深层构造研究难题，指导深层隆坳构造格局分布及演变的研究，为含油气盆地深层油气勘探工作提供理论支持，该装置包括：
[0013]确定模块，用于根据地震资料，确定待分析区域的地层信息，以及古隆起上边界的点云数据坐标；
[0014]曲线拟合模块，用于利用所述点云数据坐标进行曲线拟合，得到古隆起上边界的拟合曲线方程；
[0015]确定模块，还用于根据拟合曲线方程，确定拟合曲线斜率的最大值，根据斜率的最大值确定颗粒的初始叠合率；模型填充模块，用于将第一指定大小的颗粒充填入第二指定大小的矩形盒状模型中，且使矩形盒状模型底部颗粒具有初始叠合率，得到第一离散元模型；
[0016]确定模块，还用于利用双轴压缩实验测试，确定利用第一离散元模型模拟的各个地层的颗粒材料细观参数；设定模块，用于利用颗粒材料细观参数及待分析区域的地层信息对第一离散元模型进行参数设置，得到第二离散元模型；
[0017]确定模块，还用于根据拟合曲线方程确定拟合曲线的极大值，设定指定颗粒的竖向速度，根据指定颗粒的竖向速度以及拟合曲线的极大值计算第二离散元模型底部作为古隆起上边界的每个颗粒的隆升竖向速度；
[0018]模拟模块，用于将古隆起上边界的每个颗粒按照计算得到的隆升竖向速度进行隆升，直至指定颗粒到达指定位置，完成古隆起隆升过程模拟，其中，指定位置为拟合曲线极大值对应的位置。
[0019]本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于离散元的古隆起隆升过程模拟方法。
[0020]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述基于离散元的古隆起隆升过程模拟方法的计算机程序。
[0021]本专利技术实施例中，采用颗粒随机分布的方式建立初始的第一离散元模型，充分考虑地质历史时期古隆起的地质特征，确定颗粒的细观参数，利用细观参数设定第一离散元模型，建立接近地质历史时期的待分析区域的地质形态的第二离散元模型，通过第二离散元模型模拟古隆起的隆升过程，从而研究隆起这种普遍的地质现象对该区域构造变形的影响。本专利技术实施例中不需要如现有技术一般设置先存断层，而是采用离散颗粒来构建模型，使模型具有和真实岩体相似的颗粒结构；同时，考虑到较大规模构造物理模拟实验往往费钱、费时，本专利技术实施例采用离散元模型补充并替换部分实验，达到节省时间及金钱的目的，而且该基于离散元模拟的构造演化过程与构造变形机制研究方法可以得到实验不容易测得的数据，进而改进现有理论解决实际问题，如构造演化过程与构造变形机制、应力应变分布及其对储层性质的影响等，为含油气盆地深层古隆起演化过程及油气勘探工作提供理论支持。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0023]图1为本专利技术实施例中一种基于离散元的古隆起隆升过程模拟方法的流程图；
[0024]图2(a)为本专利技术实施例中一种古隆起几何形态拟合图；
[0025]图2(b)为本专利技术实施例中一种古隆起上边界的二值图像的示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例中一种颗粒随机充填到给定大小的矩形盒子示意图；
[0027]图4为本专利技术实施例中一种叠合率定义的示意图；
[0028]图5为本专利技术实施例中一种叠合率取值方法示意图；
[0029]图6为本专利技术实施例中一种第二离散元模型的示意图；
[0030]图7为本专利技术实施例中一种进行速度取值的古隆起颗粒隆升的示意图；
[0031]图8为本专利技术实施例中一种离散元模型在古隆起隆升过程中地层变形示意图；
[0032]图9为本专利技术实施例中另一种离散元模型在古隆起隆升过程中地层变形示意图；
[0033]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于离散元的古隆起隆升过程模拟方法，其特征在于，所述方法包括：根据地震资料，确定待分析区域的地层信息，以及古隆起上边界的点云数据坐标；利用所述点云数据坐标进行曲线拟合，得到古隆起上边界的拟合曲线方程；根据拟合曲线方程，确定拟合曲线斜率的最大值，根据斜率的最大值确定颗粒的初始叠合率；将第一指定大小的颗粒充填入第二指定大小的矩形盒状模型中，且使矩形盒状模型底部颗粒具有初始叠合率，得到第一离散元模型；利用双轴压缩实验测试，确定利用第一离散元模型模拟的各个地层的颗粒材料细观参数；利用颗粒材料细观参数及待分析区域的地层信息对第一离散元模型进行参数设置，得到第二离散元模型；根据拟合曲线方程确定拟合曲线的极大值，设定指定颗粒的竖向速度，根据指定颗粒的竖向速度以及拟合曲线的极大值计算第二离散元模型底部作为古隆起上边界的每个颗粒的隆升竖向速度；将古隆起上边界的每个颗粒按照计算得到的隆升竖向速度进行隆升，直至指定颗粒到达指定位置，完成古隆起隆升过程模拟，其中，指定位置为拟合曲线极大值对应的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据地震资料，确定古隆起上边界的点云数据坐标，包括：对地震资料进行解析，得到地震解析图，确定待分析区域中古隆起的几何形态图；将几何形态图进行二值化处理，得到古隆起的二值图像；根据所述二值图像，确定古隆起的上边界，以及古隆起上边界的点云数据坐标。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据斜率的最大值确定颗粒的初始叠合率，包括：根据计算叠合率最小值C，其中，k表示斜率的最大值；从叠合率最小值至1的数值范围内任意选择一数值，作为颗粒的初始叠合率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，颗粒材料细观参数包括颗粒的半径、颗粒的密度、颗粒的剪切模量、颗粒的泊松比、颗粒的摩擦系数、局部阻尼系数和颗粒间粘结参数；其中，颗粒间粘结参数包括粘结的杨氏模量、粘结的剪切模量、粘结的抗拉强度和粘结的剪切强度。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，根据指定颗粒的竖向速度以及拟合曲线的极大值计算第二离散元模型底部作为古隆起上边界的每个颗粒的隆升竖向速度，包括：根据计算第二离散元模型底部作为古隆起上边界第i个颗粒的隆升竖向速度v
i
；其中，v
j
表示指定颗粒的竖向速度；y
i
表示拟合曲线极大值；y
i
表示当横坐标为x
i
时，古隆起上边界拟合曲线的纵坐标值，x
i
表示使用原点相同的同一坐标系时，第i个颗粒所在位置的横坐标值；y0表示古隆起上边界左端起点的纵坐标值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一指定大小的颗粒包括两种大小的颗粒，将第一指定大小的颗粒充填入第二指定大小的矩形盒状模型中，包括：
将两种大小的颗粒按照设定比例充填入第二指定大小的矩形盒状模型中。7.一种基于离散元的古隆起隆升过程模拟装置，其特征在于，所述装置包括：确定模块，用于根据地震资料，确定待分析区...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长圣，任荣，管树巍，尹宏伟，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：