[发明专利]一种基于地震勘探的不同位移梯度变形场的模拟装置

说明书

技术领域

本发明地球物理勘探技术领域，具体涉及一种基于地震勘探的不同位移梯度变形场的模拟装置。

背景技术

由横波特有的运动学和动力学特征决定，其对于产布有砾卵石层和第四纪天然气藏的复杂地层具有较高的分辨率和穿透力，常被应用于工程地震勘探中，能较好地反映勘探场地的地质―地球物理表征。常规使用的震源枪、可控震源、人力震源等各有利弊，如震源枪激发能量大，但不安全且使用环境受限制；可控震源工作安全，但成本高且不适用于建构筑物密集城区；人力震源使用便利，但激发能量小且能量输出不稳定等等。

在常规地震勘探中，含油气盆地中，油气运移和聚集的情况非常复杂，其中盆地的构造演化控制了盆地中地层的形成、埋存和改造，对油气的生成、运移和聚集都有决定性的作用。在盆地构造的研究中，由于地质条件的非均质性，构造变形往往是不均一并且不规则的，受限于地质条件的复杂性和实验条件，在进行宏观的盆地构造研究时，往往忽略构造变形的不均一性，此时规则的构造变形非均质性也被忽略了。实际上规则的构造变形的非均质性主要表现为变形场的位移梯度，这主要是先存构造决定的，是构造变形的一个重要控制因素。目前，还无法实现位移梯度变形场控制下的盆地构造模拟

基于现实油气勘探的需要，针对不同位移梯度变形场的基于地震勘探的模拟越发显得迫切。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于地震勘探的不同位移梯度变形场的模拟装置，其目的在于基于不同位移梯度变形场的伸展盆地模拟，可以模拟梯度位移变形场下的盆地三维构造演化，进而能够进行位移最大值位于实验体中部的位移梯度变形含油气盆地模拟。

依据本发明的第一方面，提供一种基于地震勘探的不同位移梯度变形场的模拟装置，其特征在于，其包括模型模块，驱动模块和控制模块；模型模块用于放置模拟盆地构造的石英砂11和硅胶材料10；石英砂11用于模拟脆性上地壳的岩石，硅胶材料10用于将变形场均匀分布至整个模型，硅胶材料的厚度决定变形场分布的强度；驱动模块用于对放置好的盆地模型施加x轴方向的挤压变形或y轴方向的错动变形或z轴方向的拉变形；其中，x轴的两块挡板601、602带动实验台上的牵引醋酸酯薄膜801、802使模型能够沿x轴伸展，y轴的轨道401、402、403、404使模型从实验台中部分开的两部分能够沿y轴方向错动而不分开，实验台下部的z轴滚筒501、502拉动牵引醋酸酯薄膜801、802沿z轴向下运动，使模型产生挤压运动；控制模块通过计算机9对步进电机205、206控制使滚筒501、502产生位移，将总变形位移分配至走滑分量、挤压分量或伸展分量等三个轴向分量，分别对三个轴向分量给予相应速度；其中挤压分量和伸展分量不共存，同一时间仅能提供挤压或伸展中的一个；当挤压和走滑合成为压扭变形，伸展和走滑合成为张扭变形，模型的整体变形方向由压扭变形和张扭变形的合力方向决定，模型设置的先存构造方向与变形方向具有不同夹角。

进一步地，模型模块包括分离式实验台1，支架301、302、303，轨道401、402、403、404，挡板601、602，硅胶材料10和干燥石英砂11；其中分离式实验台1为两块长1m米、宽0.8m的金属板，分别为第一金属板101和第二金属板102，第一金属板101和第二金属板102下表面分别有两条凹槽；轨道共四条、金属材质、长度均为2m，分为第一轨道401、第二轨道402、第三轨道403和第四轨道404；第一金属板的下表面的两条凹槽与第一轨道401和第二轨道402接合，第二金属板的下表面的两条凹槽与第三轨道403和第四轨道404接合，加润滑油润滑，第一金属板和第二金属板并列放置，边缘紧密接合；共使用六台步进电机，分别为第一步进电机201，第二步进电机202，第三步进电机203，第四步进电机204，第五步进电机205，第六步进电机206；在第一组轨道401和402和第二组轨道403和404的端部分别设置有对第一金属板101和第二金属板102实施控制的第一步进电机201和第二步进电机202。

优选地，第一步进电机201推动或拉动第一金属板101沿第一轨道401和第二轨道402向水平方向y轴滑动；或第二步进电机202推动或拉动第二金属板102沿第三轨道403和第四轨道404向水平方向y轴滑动；第一金属板101和第二金属板102分别独立滑动，在滑动过程中仅能沿轨道401,402,403,404方向滑动，滑动过程中两块金属板101,102边缘始终保持紧密接合。