第３６卷第２期
２０１１年３月 ——中国地质大学学报地球科学—ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅ—ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ｙ Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．２Ｍａｒ．０１１ ２
：／ｄｏｉ１０．３７９９ｄｋｘ．２０１１．０４１ｑ
构造应力场三维数值模拟的有限单元法
田宜平１，刘 雄１，李 星２，魏 民３
中国地质大学计算机学院，湖北武汉４１．３００７４
中国地质大学数理学院，湖北武汉４２．３００７４
中国地质大学资源学院，湖北武汉４３．３００７４
摘要：目前构造应力场的研究主要是基于平面的二维分析，随着油气成藏过程三维模拟的发展，应力场的三维数值模拟显得越来越重要．从三维空间角度出发，分析了应力场的有限元模拟与求解的整个过程．基于不规则六面体单元的角点网格数据模型，对有限元求解法进行了分析与研究并提出计算方法．基于不规则角点网格数据模型的三维构造应力场有限元计算方法是本文的创新点．最后用上述方法对东营凹陷的牛庄－王家岗区域三维应力场进行了实际模拟计算，计算结果相比于其他数据模型更符合实际情况．
关键词：构造应力场；三维数值模拟；有限元；数学模型．
（）中图分类号：Ｐ６２８ 文章编号：１０００－２３８３２０１１０２－０３７５－０６ 收稿日期：２０１０－０９－２９
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２．ＳｃｈｏｏｌｏＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄ Ｐｈｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎａ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ３００７４，Ｃｈｉｎａ ４ｆ ｙｙｆ
３．ＦａｃｕｌｔｏＥａｒｔｈ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｃｈｉｎａ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ３００７４，Ｃｈｉｎａ ４ｙｆ ｙｆ
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地应力是由于地壳内部的垂直运动和水平运动
的力及其他因素的力而引起的介质内部单位面积上
的作用力．地壳岩石中处处时时都存在地应力．地壳
中不同地区、不同深度地层中地应力的大小和方向
随空间和时间的变化而变化，构成地应力场．地应力
在油气勘探开发中具有十分重要的作用，如：地质构
造形成与演化是构造应力作用及变化的结果；储层中油气运移和聚集与地应力有关，油气总是由强应万天丰，李志明和张力区向弱应力区运移等（１９８８；）金珠，１９９７．应力场与油气成藏过程有着十分密切的关系．岩石在地应力的作用下，发生挤压、拉张或剪切变形，导致岩石孔隙的体积发生变化，造成流体孔隙压力增加或减小，继而产生压力梯度．岩石内流体在这
（）基金项目：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”Ｎｏ．２００８ＺＸ０５０５１．
，：作者简介：田宜平（男，副教授，主要从事盆地模拟和三维可视化图形软件研究与开发．１９７３－）Ｅ－ｍａｉｌｔｉａｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ＠ｃｙｐｇ
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