基于相位测量轮廓术的构造物理模拟系统顶面测量方法研究

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1、关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学(华东)或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中做出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：盔：f毫玺日期：加衫年石月髫日学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学(华东)有权使用本学位论文(包括但不限于其

2、印刷版和电子版)，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门(机构)送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：出童生指导教师签名：日期：钐略年日期：砂乃年歹月留日‘月了日中国石油大学(华东)硕士学位论文第1章绪论构造物理模拟实验是研究地质构造的一种有效方法，是帮助地质学家认识构造变形过程、研究构造形成机制的重要手段。构造物理模拟的实质是利用相似性

3、原理，在按照地质要求构建的砂箱等模拟实验条件下，进行地质构造变形过程的模拟实验，通过控制构造变形的因素，反演地质构造的成因和演化过程，模拟地质构造的形成机理，实现对地质构造的结构和形成过程的定性或定量分析。由于地质体中构造变形是极其复杂的，它们往往受到地质环境、岩石的物理和力学性质、地球物理场的迁移变化等多种因素的控制和影响，是典型的多变量四维问题。现存的地质构造变形现象只是地壳经过漫长构造演化过程的结果或是其中的一幕，其演化过程早己缺失或被后一期构造作用所改造，对其真实的成因机制和演化过程的研究和认识会遇到很大的困难，因此人们力图用各种有效

4、的实验手段和技术，在与实际地质背景相似的条件下，模拟某一构造的形成和演化过程，论证它们的成因机制，实践证明构造物理模拟实验是一种有效的研究方法，同时构造物理模拟实验在一定程度上也推动了构造地质学科理论的发展。在构造物理模拟实验中，实验装置起到了一个关键性的作用，它对构造物理模拟实验对象具有限定性，实验装置的设计和选取限定了构造变形类型和构造变形方式，在对地质体构造变形模拟时，实验装置的设计和研制显的尤为重要。近二十年来，随着国内外构造理论的发展，人们对地质体变形机制和演化过程的研究不断深入，由定性认识到半定量、定量分析研究，研究的构造变形体越

5、来越复杂，在对构造变形体的成因机制和演化过程的研究分析中，常常出现令地质学家们困惑的问题，这些问题的解决往往要借助于构造物理模拟实验。随着模拟实验对象复杂性加强和模拟实验方法的日趋广泛应用，对实验装置功能的要求越来越高，但构造模拟实验理论及其实验设备与近年来构造理论的发展极不适应，尤其是国内构造物理模拟实验装置和设备已满足不了构造精细研究的需要。在这种背景下，建设满足更高精度、自动化程度较高、功能齐全、适用性广、可实现复合构造变形体的构造模拟实验装置，越来越受到地质工作者的重视。中石化胜利油田分公司所属济阳坳陷经历了多期地质运动，构造情况十分

6、复杂，经过40余年的勘探和开发，对济阳坳陷乃至渤海湾盆地的构造发育应力机制有了较为成熟的理论，但缺乏实验基础研究，尚不能充分验证主要构造的成因和地质现象。为此，第l章绪论中石化胜利油田分公司决定，投入资金，在胜利油田地质院建设构造物理模拟实验室，加强地质构造模拟实验，对胜利探区及其所研究领域的地质成因进行构造模拟实验，以其更为精确的探索地质成因和可能的油气构造区，加快找油的步伐，提高勘探的成功率，加快油田后备储量的形成。该项目是中石化重大实验室建设项目，它的完成，对提升中石化勘探水平有着重要意义，同时也填补了国内现代构造物理模拟实验装置的空白

7、。构造物理模拟实验目前使用的实验体顶面面形检测方法主要是一种定性测量，是简单的测量方法，即用照相、摄像、目视或用直尺简单测量一下变形信息，这样只能粗略估计变形的大小，自动化程度低，存在人工测量误差，最重要的是模拟实验已不再满足于形态上的再现，而是不断朝定量化方向努力，获取实验体表面准确的三维变形信息，可为地质工作者进一步分析地质构造变形过程提供高精度的基础数据。由于目前用于实验的介质大多是容易变形的砂体，利用常规的接触式测量技术获取实验体顶面三维信息时，容易造成实验体顶面变形信息的破坏，影响测量精度，因此需要采用非接触测量方法来获取实验体顶面

8、三维面形信息。光学三维测量技术是二十世纪科学技术飞速发展的产物。由于具有非接触、测量速度快、精度高、易于在计算机控制下实现自动化测量等优点，而被认为是目前工程应用中