地震讲义3-地震解释基本方法-断层.ppt

第二节断层解释断层是一种普遍存在的地质现象 对于油气的运移和聚集起重要的控制作用 因此 对断层的解释是地震解释的重要内容 实际对比中由于断层附近地层产状的变化 形成不同类型的断层 在断层附近地震反射波错断特征变的十分复杂 因而 做好断层解释是时间剖面构造解释的关健 第二节断层解释一 断层在地震剖面上的一般标志1 反射波发生错断2 反射波同相轴数目突然增加 减少或消失3 反射同相轴形状突变 反射零乱并出现空白反射 4 反射波同相轴发生分叉 合并 扭曲和强相位转换等 一般是小断层的反映 图3 3波组和波系错断 图3 4反射波同相轴突然增加 减少或消失 下盘地层增厚 图3 5反射波同相轴突然消失 上盘出现空白或杂乱反射 图3 6同相轴扭曲并错断 二 断层模型的剖面特征1 水平地层中的断层剖面反射特征与实际模型基本一致 断层棱点间出现绕射波 2 倾斜地层中的断层 1 正向断层和反向断层 上下盘地层倾向与断面倾向一致称为正向断层 上下盘地层倾向与断面倾向相反称为反向断层 在水平选加剖面上 正向断层的两盘反射和断面波都向下倾方向偏移 反向断层的两盘反射向断面波相反方向偏移 图3 7水平地层中断层模型与反射同相轴形态a 直立断层b 正断层c 逆断层 2 屋脊断层 上下盘地层倾向相反 形成上凸状屋脊形称为屋脊断层 图c 屋脊断层上下盘断点距离大于实际断点的距离 屋脊断层上下两盘的反射波中断点间应空开 绕射尾巴不受干涉 3 反屋脊断层 上下盘地层倾向相反 形成上凹状屋脊形称为反屋脊断层 图d 反屋脊断层上下盘断点距离小于实际断点的距离 上下盘地层发生交叉或重迭 以上 下盘反射中断点连线作为断面 会错误的改变断层性质 造成断面反向 图3 8倾斜地层中断层模型与反射同相轴形态a 正向断层b 反向断层c 屋脊断层d 反屋脊断层 3 断层的牵引现象断层的牵引作用在断层附近形成的曲界面有凹界面和凸界面 这些不同性质地质现象产生的波相互干涉 形成比较复杂地震反射 凹界面反射波拉宽近似绕射波 曲率相同时则叠加在一起 能量增强形成强波 回转波的能量较强且均匀 绕射波则衰减较快 回转波比绕射波弯曲程度大上 凸界面凸界面反射波的曲率半径与绕射波曲率半径相近 容易把凸界面反射波当做测线与断层斜交的绕射波 凸界面反射波弯曲程度小于绕射波 1正断层与逆牵引图3 8a为正断层与逆牵引构造的地质模型 图3 8b为正断层与逆牵引构造的地震响应 逆牵引背斜上下形态相近 较实际背斜开阔宽缓 断面波分几段出现在背斜核部 上下盘反射出现交叉 正数层逆牵引模型与地震剖面 2 逆断层与挤压褶皱图a为逆断层与挤压褶皱构造的地质模型 图b为逆断层与相应褶皱的地震响应 可以看出地震剖面的形态复杂的多断面波偏向下倾方向与上盘反射相交 上盘地层反射仅在1 5秒处显示微弱倾斜反射 来自断层棱点的绕射波与凸界面反射波重叠形成较强反射 下盘受断层牵引曲率加大出现回转波 图3 10逆断层挤压褶皱地质模型与地震响应 图3 10逆断层挤压褶皱地质模型与地震剖面 4 断层面影响 1 断层面对反射波能量的屏蔽作用由于岩层错断 断面两侧岩石波阻抗往往是不同的 有时甚至差别很大 使断层面可能成为良好反射界面 使断层面以下界面反射能量大大削弱 屏蔽常造成断层面下出现空白区 2 断层面对射线的畸变作用当地震波入射到断层面两侧岩性差异的端点时 将产生两条射线路径 一条是经过无岩性差异O A E C路径 在地面C点接收 而另一条路线是经过有岩性0 A F B D路径 在地面D点接收 在地面上CD之间收不到界面R的反射波 形成空白区 而在D点右边的各观测点所接收到的反射波路径都发生畸变 使断层面以下反射界面的产状及深度发生变化 使断层下盘反射层产状发生畸变 图3 11断面对射线的畸变作用图 3 12断面走向 视倾角 与真倾角 之间的关系 3 断层在不同测线方向上的反映 同一断层在不同方向的测线上断面的走向和视倾角反映是不一样 这主要受断层走向和测线的夹角的影响 图3 11是反映视倾角 与真倾角 之间的关系的图 BAC与B AC 在地面的交角 以及断面视倾角 之间的关系为tg tg cos 当测线由平行于断层面 AB AP 转到与断层面正交时 AB 与AB重合 断面视倾角 由O0增至真倾角 断面倾角在测线上的表现就不同 例如当断层走向和测线夹角在600至00时 视倾角逐渐变小 直到剖面上出现水平的断层 而当测线和走向断层成弧形相交时 断面是一个弧形曲面 剖面图上会出现 锅底或 反锅底 状断层 图3 12 图3 13锅底与反锅底断层切割关系 三 断层基本要素的确定从地震剖面上如何可靠地确定断层的位置 断层面的形态 产状及断层性质 对于提高圈闭高点的精度和准确度具有十分重要的意义 1 断层面的确定 将剖面上浅 中 深反射同相轴的中断点 即断层棱点连接起来就是断层面 在确定断棱处反射同相轴的中断点时 要与回转波 断面彼的干涉造成的假断点区别 有时由于受断层面的屏蔽作用 在断层下盘往往出现产状畸变 反射杂乱带及三角形空白带等等 断层下盘的反射层中断点或产状突变点位置不能准确地反映断层面位置 先不宜用下盘地层反射的中断点来确定断层 四 偏移对断层的影响在使用偏移进行断层解释是要考虑偏移对断层的影响 偏移对断层的影响可概括以下几方面 1 当地层倾斜 时间剖面上的断点都向地层下倾方向偏移 偏移距和倾角大小与埋藏深度成正比 2 当断层两侧地层倾向一致 倾角相近时 其断点间距变化较小 但当两侧倾角相差较大小 断点间距可能变大或变小 3 当断层两侧地层倾向相背时 时间剖面上断点间的水平距离明显变大 当两侧地层倾向相向时 断点间水平距离变小 甚至迭覆 4 当地层倾角大于20 时 偏移距较大 应进行空间校正后才能确定真实的断点位置 三 几种典型断层和断裂系的解释1 张性断裂系 图3 14 Y 字形断裂系剖面特征 图3 15反向阶梯状断裂系剖面特征 三 同生断层的解释技巧生长断层是一种张性环境下形成的同沉积断层 对于油气聚集具有重要作用 平行于古岸线 平面上凹向盆地方向 对沉积具明显控制作用 一 生长断层的识别标志1 生长断层下降盘地层增厚 时间剖面上对比层位变厚2 剖面上凹面向盆地方向 顶部角度达60o底部减少并收敛于地层面或不整合 3 在塑性泥岩发育区 断层面消失在欠压实泥岩向盆地一例中 泥岩塑性体特征是空白反射或紊乱反射 无明确分界线 且为低速度 4 近断层处下降盘反射层为逆牵引 有时上升盘的反射向着断层抬起 襄城凹陷南部边界断裂剖面特征 636测线 图3 16与边界生长断层有关的正断层系相互切割关系和逆牵引构造 图3 17底辟构造与生长断层 图3 18生长断层与砂体差异压实和速度上拉的关系 舞阳凹陷北部边界断裂剖面特征 223 6测线 3 微小断层解释 图3 19微小断层合成模型与垂向分辨率关系 1 理论模型 2 微小断层解释基本技巧1 充分利用井资料提供的大量准确断点是十分重要的 特别是合成记录的制作与准确的层位标定 有利于确定微小断层 当地震与钻井资料对断层解释出现矛盾时 找出地震剖面上的断层与井资料确定断点的对应关系 2 根据相应层段岩性和电性特征 较易判定断层 3 油气水关系和压力测试 油田开发过程的动态数据也是可利用的重要资料 即当油气水关系与所处的构造位置不乎 或相邻压力系统差异较大时 其间必存在断层 图3 20发育在层间小型生长断层 莺歌海盆地 图3 21发育在北海中央区水力压裂断层系 4 水力压裂断层 图3 22发育在松辽盆地泉头组顶部水力压裂断层系 图3 23为具三重结构的逆冲复合体剖面特征 5 逆冲断层 图3 24为具低角度的逆冲推覆断裂系剖面特征 一 断层基本要素的确定1 断层面的确定1 断面不能穿过可靠的反射波同相轴 2 断层造成牵引现象要与绕射 尾巴 的弯曲以及挠曲地层反射加以区别 3 在相邻的平行剖面上 同一断层面的形态 倾角大小及断开层位和断层性质基本一致 对不同方向测线 同一断面倾角大小不同 与断层走向垂直的断面倾角最大 第三节断层基本要素的确定与组合 2 断层要素的确定 图3 25断点位置确定 从地震剖面上判别断层位置 简要的概括为以下几方面 1 当地层倾斜 时间剖面上的断点都向地层下倾方向偏移 偏移距和倾角大小与埋藏深度成正比 2 当断层两侧地层倾向一致 倾角相近时 其断点间距变化较小 但当两侧倾角相差较大小 断点间距可能变大 也可能变小 3 当断层两侧地层倾向相背时 时间剖面上断点间的水平距离明显变大 当两侧地层倾向相向时 断点间水平距离变小 甚至迭覆 4 当地层倾角大于20 时 偏移距较大 应进行空间校正后才能确定真实的断点位置 二 断层组合的一般规律 断点的组合应符合地质规律 一般来说 在区域拉张应力条件下不可能出现逆断层 在挤压应力条件下 以逆冲或逆断层为主 但也发育有正断层 在剪切应力作用下 既可能出现逆断层 又可能出现正断层和平移断层 断层的这些规律性要参考构造地质学等有关文献 下面仅讨论在时间剖面上的一些规律 图3 26相同断点的几种不同组合方案 二 断点组合的一般规律1 先主后次 断点组合应先组合断裂特征明显 断层规模较大的区域大断层或者二级断层 区域大断层一般平行区域构造走向 断层两侧波组有明显差异 对盆地和陷具有明显的控制作用 2 先简单后复杂 断点组合应先从上而下进行 其理由是 上部地震剖面特征明显 断点较落实 受构造运动影响较少 断裂系统较中下部地层简单 便于组合 3 同一断层在平行的时间剖面上性质相同 断层面 断盘产状相似 断开的地层层位一致 或有规律地变化 靠近所确定的断点位置 相邻剖面断距相近 或沿断层走向有规律地增加或减少 4 同一断块内 地层产状的变化应有规律 5 断层两侧波组具明显特征 且在平地测线方向数十公里范围内特点相似 6 断点组合要遵循断裂力学机制的规律 对岩石的力学性质 受力方式以及不同的受力方式所产生的断裂系统要充分了解 例如 在水平挤压应力条件下的纵弯褶皱可能在背斜顶部出现平行构造轴向的纵张断裂和次一级的横张断裂 翼部则可能出现与地层产状斜交的追踪张性断层和次级平移断层 7 要尽可能弄清控制断层的构造性质和其成因类型 不同成因烃型的构造其产生的断裂系统变化是很大的 断块构造一般以锯齿型短的张性断层为