01 什么是断层?断层检测为什么重要?
地下岩石受构造应力作用,当应力超过岩石的强度极限时,岩石发生断裂,断裂作为一种十分重要的地质构造,在油气勘探开发的不同过程对其认识也不同。
常见的断裂构造主要有裂缝(fracture)和断层(fault)两类。裂缝的产生是由于地下岩石在局部力场的作用,其连续性受到破坏造成的,这种条件下形成的裂缝不确定性较高,可查性较差,因此在常规的地震剖面上较难发现。断层是岩层受地应力的作用,岩石两侧发生了明显位移的断裂结构,其连续性和完整性都受到破坏,在地震剖面中有明显的特征。
地震往往是由断层活动引起的,是断层活动的一种表现,所以地震与断层的关系十分密切。此外,在油气藏勘测领域,断层和裂缝网络的几何形态对油气成藏和运移起着重要作用,因此,对其进行识别是必要的,也是值得的。
断层规模大小不等,大者沿走向延伸数百千米,常由许多断层组成,可称为断裂带;小者可以是米甚至更小的量级。但都破坏了岩层的连续性和完整性。在地貌上,大的断层常常形成裂谷和陡崖,如著名的东非大裂谷、中国华山北坡大断崖。
断层的种类通常根据两断层面相对移动的关系而分为断层、逆断层和走向滑动断层三种。
第一种断层根据断层的两盘相对位移关系来划分。断层面若是倾斜的,按相对位置关系,通常把位于断层面之上的断盘称为上盘,之下的断盘称为下盘。断层形成后上盘相对下降,下盘相对上升的断层称为正断层,它主要受到张力和重力作用形成的。断层产状较陡,通常在45°以,以60°左右较为常见,其在地形上表现多形成河谷、冲沟和湖泊等。
第二种是逆断层,其为上盘上升下盘相对下降的断层。一般认为逆断层是受到水平的挤应力作用而形成,多与皱褶相伴生。
第三种是走向滑动断层,它是规模巨大的平移断层,又称横移断层,亦称为扭转断层。平移断层作用的应力是来自两旁的剪切力作用,其两盘顺断层面走向相对移动,而无上下垂直移动。由于断层面是以水平方向移动的,所以在野外的观察上经常没有明显的断崖,只会在地面上看到一条断层线。
现实生活中断层很少是纯正断层、逆断层或者走滑断层,通常它们同时具有水平和垂向运动分量,我们称之为斜滑断层,也称之为斜向断裂。有些断裂面没有能从基岩穿透上覆土壤,因为近地表的土壤吸收了差异滑移。这时只能通过挖探槽或切开隐伏断崖才能探测出断层。
02 断层检测的原理
为了检测断层,主要是通过在地震剖面图像上进行标注。将相邻地震道和样品的信息以非线性的方式综合起来,测量波形的变化,直接勾画出不连续地层的位置。
在剖面上观察同相轴,可以发现以下几种断层的表现形式:一是同相轴中断,二是同相轴错开。三是在等时切片上振幅发生突变,例如同相轴的宽度发生突变,同相轴拐弯等。
地层反射面的走向曲折多变,因此在断层的识别中需要综合一系列剖面图像上的断层信息进行分析,切忌脱离整体情况只关注局部的同相轴形态。
以上就是这次的课程,这节课给大家讲解了什么是断层、断层识别的重要性和断层检测的基本原理。具体的断层检测方法将在后续的课程中详细讲解。有问题欢迎关注我交流,再见。
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