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金湖凹陷构造应力场模拟

作　者: 叶葱林
导　师: 王伟锋
学　校: 中国石油大学
专　业: 矿产普查与勘探
关键词: 金湖凹陷构造应力场有限元模拟断裂分布
分类号: P618.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

金湖凹陷是江苏油田主要的油气勘探开发区块。该区在盆地形成之后,经历多期的构造活动,应力条件十分复杂,构造样式极其丰富。油气分布主要沿凹陷的主控断裂带和斜坡枢纽带呈串珠状展布,富集于临近生油凹陷的断鼻、断块构造中。目前,随着老区勘探程度的不断提高和勘探难度的不断加大,构造主体部位勘探回旋余地的减小,金湖进入了以复杂和隐蔽油气藏为主的精细勘探阶段。斜坡带上隐蔽性断层和断块成为了今后勘探的重点,而依靠常规手段难以发现这些断层的存在。己有的研究成果和实践表明,构造应力与油气分布具有密切联系。构造应力场的发展演化不仅控制了含油气盆地的形成和盆地内构造的形成及分布,还影响生、储、盖层的发育及油气生成、运移、聚集过程。因此,开展金湖构造应力场模拟,分析区域断层展布与应力场之间的关系,对于开展隐蔽性断层的研究,指导油气勘探将具有重要的意义。论文首先根据前人成果,对研究区区域地质概况进行了总结,理清了苏北盆地构造演化的背景。其次,通过分析金湖凹陷构造特征,总结了凹陷断裂的展布规律,并对凹陷内主要断裂和构造演化进行了分析。分析显示主要断裂具有拉张兼走滑的特征,凹陷的构造演化可以划分为四个阶段;吴堡沉积期以北西向的拉张应力场为主;三垛沉积期以右旋拉张应力作用为主,南北向受弱拉张;盐城沉积期以垂向作用为主,东西方向受弱挤压。在此分析基础上,采用有限元分析的方法,应用ANSYS系统模拟软件对金湖凹陷构造应力场进行了模拟,并将模拟的结果与现今断裂分布图结合叠合,分析应力场与断裂展布之间的关系。研究认为,最大剪应力低值区主要沿着凹陷内断裂带分布,剪切作用主要存在于断裂带。应力强度和最大主应力的高值区,与凹陷内主要构造带发育带位置一致,是断裂发育的有利部位。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章前言  9-18
  1.1 选题的目的和意义  9
  1.2 国内外研究现状  9-15
    1.2.1 构造应力场研究现状  9-13
    1.2.2 构造应力场的研究内容  13-14
    1.2.3 构造应力场的研究方法  14-15
  1.3 主要研究内容  15
  1.4 技术路线及关键技术  15-16
    1.4.1 技术路线  15-16
    1.4.2 关键技术  16
  1.5 取得的成果及认识  16-18
第二章区域地质概况  18-23
  2.1 工区位置  18
  2.2 地层发育特征  18-20
  2.3 构造运动及演化  20-23
    2.3.1 构造运动  20-21
    2.3.2 沉积演化  21-23
第三章金湖凹陷断裂特征及应力演化分析  23-34
  3.1 凹陷的基本构造特征  23-24
  3.2 主要断裂解析  24-25
  3.3 构造演化  25-29
  3.4 应力场的演化  29-30
  3.5 应力场的方向  30-34
第四章有限元方法研究  34-41
  4.1 有限元分析的基本原理  34-37
    4.1.1 单元分析  34-36
    4.1.2 总体分析  36-37
    4.1.3 主应力、位移分布  37
  4.2 有限元分析的基本步骤  37-39
    4.2.1 地应力场模拟的主要步骤  37-38
    4.2.2 参数确定  38
    4.2.3 计算结果分析  38-39
  4.3 有限元模拟中对断层的处理  39-41
第五章金湖凹陷构造应力场模拟  41-57
  5.1 应用ANSYS 模拟应力场方法  41-42
  5.2 地质模型的选择与建立  42-44
  5.3 数学模型的建立  44-46
    5.3.1 模型单元的网格划分  44
    5.3.2 物性参数的选取  44-46
    5.3.3 边界和约束条件的确定  46
  5.4 模拟结果  46-47
  5.5 模拟结果分析与讨论  47-53
    5.5.1 吴堡期构造应力场演化  47-49
    5.5.2 三垛期构造应力场演化  49-51
    5.5.3 盐城期构造应力场演化  51-53
  5.6 隐性断裂预测  53-57
第六章主要结论与认识  57-58
参考文献  58-61
攻读硕士学位期间取得的学术成果  61-62
致谢  62

金湖凹陷构造应力场模拟

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