[發明專利]構造-熱演化史恢復的熱運動學的系統及方法

有效

• 申請號: 201811581681.X
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109829191B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 吳航;邱楠生;常健;李振明;蔡川
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/04;G06F111/10;G06F119/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發明實施例提供一種構造?熱演化史恢復的熱運動學的系統及方法，屬于構造地質研究技術領域。通過對研究區進行物理模擬和離散元數值模擬，獲得最優正演構造史，以及對熱年代學樣品進行熱年代學模擬獲得反演構造史，最終進行最優正演構造史及反演構造史的耦合求解，得到構造?熱演化史，相比于現有技術通過單一方法構造演化史存在一定缺陷，本發明通過對正演和反演兩種方法進行耦合求解，既克服了單一方法的缺陷，又能得到精確的構造演化史。

技術領域

本發明涉及構造地質研究技術領域，具體地涉及一種構造-熱演化史恢復的熱運動學的系統及方法。

背景技術

構造演化是指從時間角度分析構造的形成過程和變化規律，即構造運動學研究。構造演化史的研究方法可以概括為正演和反演兩大類，以反演方法居多。其中，構造物理模擬和數值模擬屬于正演方法，而熱年代學分析和平衡剖面屬于反演方法。這些方法都具有一定的適用性和優缺點，例如：

物理模擬：理論體系完備、可視化程度高、幾乎適用于各種構造類型的恢復，是最常用的正演方法，但是在構造變形過程中，很難記錄模型內質點的運動軌跡和力學參數。

數值模擬：可以很好解決數字化問題，但是常用的有限差分或有限元模擬是將數值模型網格化，與構造物理模擬采用顆粒材料模擬變形在思路和算法上存在本質不同，而且模擬得到的變形效果也遠不如物理模擬。另一種離散元數值模擬雖然在建模思路上與構造物理模擬相同，但是現有的力學參數僅限于千米尺度的構造模擬，缺乏與物理模擬相同的實驗室尺度(米級)的參數集。

熱年代學：該方法定量效果好，原理是通過恢復溫度史來間接反映構造史，但影響溫度的因素并不只有構造沉降或抬升，也包括盆地冷卻等非構造因素，而且在反演過程中需要提供詳細的地質約束，這在復雜變形區比較難實現。

平衡剖面：該方法是構造演化恢復常用的一種反演方法，它的優勢是操作簡單且效率高，但是平衡剖面技術恢復誤差比較大(20％-30％)，而且并不適用于走滑構造恢復。

因此，單獨采用上述的一種方法進行構造演化史的研究可能會存在得不到在構造過程中的參數或結果不精確等缺陷。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種構造-熱演化史恢復的熱運動學的系統及方法，通過對最優正演構造史及反演構造史進行耦合求解，得到構造-熱演化史。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種構造-熱演化史恢復的熱運動學的系統，該系統包括：正演模塊，該模塊包括：物理模型和離散元數值模型，分別用于進行研究區物理模擬和離散元數值模擬，獲得最優正演構造史；反演模塊，該模塊進行熱年代學樣品模擬，獲得反演構造史；及處理輸出模塊，該模塊用于對所述最優正演構造史及所述反演構造史進行耦合求解，得到構造-熱演化史。

可選的，所述正演模塊還用于根據所述研究區的地質構造解析及演化史分析結果建立地質模型；所述物理模型和離散元數值模型根據所述地質模型進行建立；

可選的，所述最優正演構造史通過調節所述離散元數值模型的離散元顆粒力學參數，使所述研究區的地質剖面變形特征的數值模擬結果與通過所述物理模型模擬得到的物理模擬結果在同一尺度逼近得到。

可選的，所述反演模塊還用于以所述離散元數值模型中與所述熱年代學樣品對應構造位置的顆粒運動軌跡作為反演地質約束，對所述反演模塊的輸入參數進行修正。

可選的，所述反演模塊的輸入參數為古地溫梯度。

可選的，所述處理輸出模塊還用于以平衡剖面的形式輸出構造-熱演化史。

相應的，本發明還提供一種構造-熱演化史恢復的熱運動學的方法，該方法包括：進行研究區物理模擬和離散元數值模擬，獲得最優的構造演化史；進行熱年代學樣品模擬，獲得反演構造史；及對所述最優正演構造史及所述反演構造史進行耦合求解，得到構造-熱演化史。