Диагностические признаки выделения тектонических нарушений

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Ухтинский государственный технический университет»
(УГТУ)
Диагностические признаки выделения тектонических
нарушений в сейсмических временных полях
Методические указания
Ухта 2012
УДК 550.834.05:551.438.232.2
Ш 71
ББК - 26.2
Шмарева, М. Б.
Диагностические признаки выделения тектонических нарушений в сейсмических временных полях [Текст] : метод. указания / М. Б. Шмарева, И. И. Шулепов. – Ухта : УГТУ, 2012. – 15 с.
Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по
дисциплине «Дополнительные главы сейсморазведки» по специальностям
130102 «Технология геологической разведки» и 130101 «Прикладная геология».
Методические указания рассматривают раздел темы «Аномалии сейсмической
записи при выделении геологических объектов».
Методические указания рассмотрены и одобрены заседанием кафедры ГМИС
от 11.11.2011 г. пр. № 3.
Рецензент: О. М. Вельтистова, доцент кафедры ГМИС Ухтинского государственного технического университета, к.г.-м.н.
3. Порядок выполнения работы
• по выданным преподавателем временным разрезам выделить аномалии сейсмической записи связанные с рифовыми постройками;
• определить тип и возраст рифа;
• на основе выделенных рифогенных зон и анализа временного разреза
наметить наиболее интересные зоны с точки зрения формирования ловушек нефти и газа.
Библиографический список
1. Бондарев, В. И. Основы обработки и интерпретации данных сейсморазведки /
В. И. Гутман, С. Н. Крылатков. – Екатеринбург : Изд-во УГГГА, 2001. – 198 с.
2. Бондарев, В. И. Анализ данных сейсморазведки / В. И. Бондарев, С. Н. Крылатков. – Екатеринбург : Изд-во УГГГА, 2002. – 212 с.
3. Кузнецов, В. Г. Геология рифов и их нефтегазоносность / В. Г. Кузнецов. –
М. : Недра, 1978. – 204 с.
4. Енцов, И. И. Верхнедевонские рифы центральной и южной части ТиманоПечорской провинции : монография / И. И. Енцов. – С-Пб. : Недра, 2009. –
144 с.
Редактор: Р. И. Рочева, техник кафедры ГМИС Ухтинского государственного
технического университета
План 2011 г., позиция 137.
Подписано в печать 30.12.2011 г. Компьютерный набор.
Объем 15 с. Тираж 100 экз. Заказ № 260.
© Ухтинский государственный технический университет, 2012
169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13.
Типография УГТУ.
169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13.
15
Диагностические признаки выделения тектонических нарушений
в сейсмических временных полях
Цель работы: получить теоретические знания и практические навыки
выделения тектонических нарушений во временных сейсмических полях.
Введение
Общепризнано, что сейсмическая разведка в различных модификациях
позволяет получать информацию о геологических объектах, залегающих на
любых глубинах. На основе полевых работ и соответствующей цифровой обработки результатов наблюдений определяются структурные и физические параметры различных геологических образований. Изучение любых геологических
объектов проводится на основе обнаружения и картирования их особенностей,
которые принято называть «структурными деталями». К их числу, прежде всего, следует отнести:
- границы раздела объектов;
- несогласия, срезы, врезы;
- элементы тектоники (взбросы, надвиги, сбросы, зоны трещиноватости);
- локальные образования различной природы (грабены, горсты, дайки и т. д.).
Каждый из вышеназванных элементов геологического разреза в сейсмическом волновом поле проявляется различным образом. Для того, чтобы понимать принципы их выделения в сейсмическом поле необходимо знать природу
взаимосвязи геологического объекта и анализируемого волнового поля.
Характерной особенностью сейсмической разведки следует считать возможность надежного обнаружения сейсмических границ, соответствующих
геологическим границам раздела. Именно эта особенность метода позволяет
изучать разреза осадочных пород и прогнозировать возможное наличие залежей
углеводородов.
Рис. 9. Фрагмент временного разреза, отображающий горст
14
3
1. Дизъюнктивные деформации
Дизъюнктивные деформации связаны с разрывами субгоризонтального залегания пластов горных пород. Плоскость разрыва, по которой происходит относительное перемещение пластов, называется сместителем, а примыкающие к этой
плоскости участки – крыльями. По характеру, величине, направлению и углу относительного перемещения крыльев, дизъюнктивные деформации подразделяются на
сбросы, взбросы, надвиги, сдвиги и связанные с ними грабены и горсты.
Сбросы – линия сместителя (нарушения) погружается в сторону опущенного крыла, и висячее (опущенное) крыло смещено вниз по отношению к лежачему (поднятому) (рис. 1, а). Угол наклона сместителя к горизонтальной
плоскости составляет 40-60° (нормальные сбросы). При вертикальном положении сместителя – вертикальные сбросы.
Взбросы (обращенные сбросы) – сместитель наклонен в сторону поднятого крыла и висячее (поднятое) крыло смещено вверх по отношению к лежачему
(опущенному) по крутопадающему сместителю (рис. 1, б).
Надвиг представляет собой разрывные деформации типа взброса, у которых висячее крыло надвинуто на лежачее по пологому сместителю (рис. 1, в).
Пологие надвиги большой горизонтальной амплитуды при малом угле наклона
сместителя называются шарьяжами.
Сдвиги – разрывные нарушения, крылья которых смещаются преимущественно в горизонтальном направлении параллельно простиранию сместителя.
Грабены – образованы системой ступенчатых сбросов, центральная часть
которой опущена относительно приподнятых периферийных блоков (рис. 1, д).
Горсты – система взбросов, центральная часть которой приподнята по
отношению к периферийным опущенным блокам (рис. 1, е).
Диагностические характерные признаки выявления дизъюнктивных деформаций на временных разрезах МОГТ:
- видимые смещения осей синфазности по непрерывно коррелируемому
горизонту;
- разрывы корреляции, осложненные дифракционными явлениями;
- участки аномального ослабления амплитуды волны в зоне взброса
(сброса), что является свидетельством или следствием наличия дробления или
трещиноватости горных пород;
- изменения амплитудной выразительности осей синфазности (их вогнутость в зонах грабенов и выпуклость в зонах горстов);
- резкое изменение характера волнового поля; появление новых или исчезновение опорных горизонтов; изменение динамического уровня записи.
4
Рис. 8. Локальное горстовое поднятие, осложненное рифом
13
Таким образом, диагностические признаки выделения грабенообразных
прогибов:
• резкое локальное «прогибание», обычно с потерей корреляции (фазовое смещение и разрыв в прослеживании ОГ);
• наличие на временном разрезе дифрагированных волн и «петель возврата»;
• ослабление записи в области тектонических деформаций вследствие
литологической неоднородности (породы смяты) и повышенной трещиноватости пород;
• ослабление записи отражений от вышележащих отражающих горизонтов т появление антиклинальных прогибов.
Горстовые поднятия связаны с тектонически экранированными ловушками. Над горизонтами часто формируются рифогенные постройки как
одиночные, так и барьерные. Как и для грабенов выделение на временных разрезах зависит от соотношения длины волны и размера горста.
Основные диагностические признаки:
• смещение осей синфазности по ОГ;
• ослабление записи в интервалах тектонических деформаций;
• появление антиклинальных прогибов по вышележащим ОГ;
• над горстом – наличие аномалий сейсмической записи, характерных
для рифовых построек.
Волновое поле, отображающее горст (рис. 9), фиксирует деформации в
ограниченном стратиграфическом интервале. Деформации проявляются в виде
изменения амплитудной выразительности волн, разрыва осей синфазности, а
также их выпуклостью в зоне горста.
Рис. 1. Формы дизъюнктивных деформаций:
а – сброс; б – взброс; в – надвиг; г – ступенчатые сбросы; д – грабен; е – горст;
f f, f1 f1, f2 f2, f3 f3 – сместители
По перечисленным признакам наиболее уверенно выделяются крупноамплитудные тектонические нарушения. Выделение малоамплитудных нарушений связано с трудностями, обусловленными ограниченной разрешающей
способностью метода ОГТ. В сейсморазведке малоамплитудными считаются
нарушения, амплитуда которых соизмерима с половиной длины волны или
меньше её. При таких соотношениях видимые скачкообразные вертикальные
смещения осей синфазности часто не наблюдаются во временных полях. Признаками, по которым распознают малоамплитудные нарушения, являются: локальные изменения динамических характеристик отраженных волн;
12
5
незначительные, близкие к флексурообразным осложнения формы осей синфазности; изменения углов наклона отражающих границ.
В любом случае, надежность выделения тектонических нарушений как
крупноамплитудных, так и малоамплитудных зависит от качества материала и
уровня применяемых систем обработки, и интерпретации сейсмических данных. Весьма эффективным средством для более уверенного выделения нарушений является миграция временных разрезов.
Рассмотрим отображение различных типов дизъюнктивных нарушений в
сейсмических волновых полях. На рис. 2 видно, что линии нарушений погружаются под опущенные блоки, что является признаком дизъюнктивных нарушений типа сбросов. Система ступенчатых сбросов (рис. 3) выражается в виде
регулярных отражений верхнего девона (D3). В опущенных блоках имеет место
потеря корреляции и ослабление амплитуды волны. Кроме того, опущенные
блоки осложнены малоамплитудными разрывными нарушениями, не совпадающими с направлением падения основных сбросов.
Сейсмический горизонт III на рис. 4 на ряде участков разорван, наклоны
временных отражающих границ отличаются на разных интервалах профиля,
аналогично ведут себя оси синфазности в вышележащей толще кайнозойских
отложений. При этом поверхности дизъюнктивных нарушений погружаются
под приподнятые блоки, что является характерным признаком взбросонадвиговой тектоники.
Сейсмический горизонт III на рис. 4 на ряде участков разорван, наклоны
временных отражающих границ отличаются на разных интервалах профиля,
Волновая картина на рис. 5 отображает взброс, который прослеживается
по зонам потери корреляции, относительно малым амплитудам и прерывистости отражающих горизонтов Iuf и IIv. Это является свидетельством наличия в
данной части разреза, зоны дробления и трещиноватости.
На рис. 6 демонстрируется временной разрез по профилю, пересекающему грабен. Регулярные отражения прерываются на бортах грабена и несколько
теряют свою динамическую выразительность в его пределах.
а
б
в
Рис. 7. Модель грабенообразного прогиба: а – окончательная модель;
временные разреза; б – синтетический; в – реальный
6
11
Рис. 2. Пример отображения сбросовой тектоники на временном разрезе
Рис. 6. Фрагмент временного разреза профиля, пересекающего грабен
2. Грабенообразные прогибы и горстовые поднятия
Грабенообразные прогибы и горстовые поднятия – эти линейнотектонические зоны отражают определенные стадии развития плит при господствующей роли горизонтальных тектонических напряжений, вызывающих деформации напряжения и сжатия. Они контролируют пространственное
размещение неантиклинальных ловушек. Нередко вдоль этих линейных и линейнопрерывистых зон развиты структурно-литологические и тектонически
экранированные ловушки нефти, а в вышележащих отложениях полосы органогенных построек (рифов, биогермов (одиночные рифы), биостромов). Поэтому
правильная диагностика и детальное картирование грабенов и горстов во многом предопределяет эффективность поисков отдельных локальных неантиклинальных ловушек.
Грабенообразные прогибы – это узкие вытянутее желобообразные отрицательные структуры. Протяженностью от первых десятков до сотен км, шириной 0,5-3,0 км, с амплитудой от 30 до 100-150 м (редко 300 – 400 м).
Структуры формируются по выше расположенным горизонтам осадочного чехла с закономерным уменьшением амплитуды снизу вверх по разрезу.
10
7
8
9
Рис. 5. Временной разрез, осложненный взбросом
Рис. 4. Фрагмент временного разреза, демонстрирующий взбросовую тектонику
Рис. 3. Фрагмент временного разреза, отражающий систему ступенчатых сбросов