[科普中国]-断裂构造倾角测井解释

断层要素及形态分类

当作用在地层岩石上的应力达到岩石的强度极限时,沿破裂面两侧地层发生显著位移,这种构造现象称为断层。断层的基本组成部分包括断层面、断层线、断盘和断距。

1.断层要素

(1)断层面:断层面是一个将岩块或岩层断开成两部分,被断开的岩块或岩层顺着它滑动的破裂面。断层面的空间位置由其走向、倾向和倾角确定。

(2)断层线:断层线是断层面与地面的交线。

(3)断盘:断盘是断层面两侧沿断层面发生位移的岩块。如果断层面是倾斜的,位于断层面上侧的一盘为上盘,位于断层面下侧的一盘为下盘,如果断层面直立,则按断盘相对于断层的方位描述,如东盘、西盘或南盘、北盘。根据两盘的相对滑动,相对上升的一盘叫上升盘,相对下降的一盘叫下降盘。

(4)断距:断距是指被错断岩层在两盘上的对应层之间的相对距离。在不同方位的剖面上,断距值是不同的。

2.断层分类

根据断层两盘的相对运动可将断层分为以下几类:

(1)正断层:正断层是断层上盘相对下盘向下滑动的断层。井下的标志为地层缺失。

(2)逆断层:逆断层是断层上盘相对于下盘向上滑动的断层,井下标志为地层重复。习惯上将断层面倾角小于45°左右的逆断层称为逆掩断层,大于45°的逆断层称为冲断层。

(3)平移断层:断层两盘沿断层面的走向相对移动的断层。此外还有一些过渡类型。断裂组合有三种类型:地堑型、地垒型和阶梯状。1

地层倾角测井的断层解释方法1.断层面没有变形的断层

右图为正断层,在井眼中E 层缺失,由于断层面没有变形,矢量图显示与单斜构造一样,不能用倾角资料判断、确定这类断裂。同样倾角测井也不能确定断层面没有变形的逆断层。

2.有破碎带的断层

当地层很硬时,岩层沿断层面形成破碎带。由于破碎带中地层倾向没有固定方向,故矢量图为绿-乱-绿模式。

3.有拖曳现象的断层

塑性岩层上下盘沿断层面作相对运动时,由于摩擦力的作用,地层层面在断层面处发生形变,就有可能从矢量图上辨认断层。

1)断面与层面倾向相同的正断层

图为带有拖曳现象的正断层,断层面与地层面向同一方向倾斜,由于上盘顺断层面下滑,下盘沿断层面上推,使上下盘在拖曳区倾角变大,矢量图上有下列特征:

(1)在上盘岩层中,层面为未受拖曳影响,矢量图呈绿模式。此时的倾角和方位角为上盘岩层的倾角与方位角。

(2)进入上盘拖曳区,倾角增大,至断层面,倾角最大。矢量图为红色模式显示。此时最大倾角的深度为断点深度,其倾角及方位角为断面的倾角及方位角。

(3)进入下盘拖曳区,倾角减小,矢量图为蓝色模式。

(4)进入下盘,未受拖曳影响的岩层倾角稳定,矢量图为绿色模式显示。整个矢量图显示为绿一红一蓝一绿模式,方位始终一致。

2)断面与层面倾向相反的正断层

图为带拖曳现象的正断层,断层面与地层面倾向相反。由于上盘下滑,在拖曳区出现小向斜；下盘上推,在拖曳区出现小背斜。整个矢量图显示为绿一蓝一红(反)一蓝(反)一红一绿模式。红(反)模式最大倾角处的深度为断点深度,其矢量点倾角和方位角接近断层面的倾角和方位角。

3)断面与地层面倾向相同的逆断层

带有拖曳现象的逆断层,断层面与地层面倾向相同时,上盘在拖曳区出现小背斜,下盘在拖曳区出现小向斜。整个矢量模式组合为绿一蓝一红(反)一蓝(反)一绿模式组合。断点处倾角矢量模式组合为红(反)一蓝(反)模式组合。红模式倾角最大处对应断点埋深,断层面倾向与红(反)模式矢量方向相反。这种情况下不能确定断层面倾角。

4)断面与层面倾向相反的逆断层

图为带有拖曳现象的逆断层,断层面与地层面倾向相反,由于上盘顺断层面上推,下盘沿断层面下滑,使上下盘在拖曳区倾角变大。矢量图显示为绿一红一蓝一绿模式,倾角最大深度为断点深度。

综合上述分析,拖曳断层显示有两种模式,及绿一红一蓝一绿和绿一蓝一红(反)一蓝(反)一红一绿。但是怎样判断绿一红一蓝一绿是断面与层面相同的正断层,还是断面与层面相反的逆断层?同理怎样判断绿一蓝一红(反)一蓝(反)一红一绿是断面与层面倾向相反的正断层还是层面与断面倾向相同的逆断层?这就需要用地质资料、测井资料综合判断。如测井资料在断点附近有地层缺失可判断为正断层,在断点附近有地层重复或变厚则判断为逆断层。1