Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности и методология решения проблемы 12
2. Краткий геологический очерк объектов исследования
2.1. Акватория Среднего Каспия 17
2.2. Западный борт Прикаспийской впадины 24
3. Особенности строения, признаки, методы, приемы и способы выявления и трассирования сбросов, сдвигов и сбросо-сдвигов34
3.1. Виды платформенных разрывных нарушений 34
3.2. Признаки, методы, приемы, способы выявления и трассирования сбросов и сдвигов 54
4. Комплексное устповление разрывных нарушений по промыслово геофизическим данным в вертикальных скважинах 74
4.1. Выделение сбросов в вертикальных скважинах 74
4.2. Обоснование реальной оценки низкопоровых коллекторов и реальных нефтенасыщенных объемов присбросовой залежи 87
5. Комплексное устновление разрывных нарушений по промыслово геофизическим данным в горизонтальных скважинах 97
5.1. Прогнозирование трещиноватости 97
5.2. Выделение сбросов в горизонтальных скважинах но данным ГИС 102
5.3. Комплексное устаповлениие разломно-блокового строения месторождений Ракушечно-Широтной зоны поднятий 108
6. Условия формирования и закономерности пространственного размещения присбросовых залежей углеводородов 127
6.1. Общие закономерности размещения присбросовых залежей нефти и газа 127
6.2. Условия формирования залежей нефти и газа в пределах западного борта Прикаспийской впадины 130
6.3. Механизм ступенчатой латералыю-вертикалыюй миграции и формирования залежей УВ 133
Заключение 148
Список использованных источников
- Западный борт Прикаспийской впадины
- Признаки, методы, приемы, способы выявления и трассирования сбросов и сдвигов
- Обоснование реальной оценки низкопоровых коллекторов и реальных нефтенасыщенных объемов присбросовой залежи
- Выделение сбросов в горизонтальных скважинах но данным ГИС
Введение к работе
Актуальность проблемы. Актуальность темы обусловлена необходимостью повышения эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ путем более широкого привлечения комплекса геофизических исследований на различных стадиях поисково-разведочных работ и на этапе разработки месторождений нефти и газа.
При развитии ресурсной базы нефтяной и газовой промышленности на современном этапе все большую долю в них занимают месторождения со сложным геологическим строением, связанного с разрывной тектоникой. Выявлению таких месторождений в значительной мере способствуют современные методы сейсморазведки с высокой разрешающей способностью и интерпретации геолого-геофизического материала. Всё это способствует разработке и совершенствованию технологии прямого прогноза нефтегазоносности недр, отдельных участков и зон с развитой системой разрывных нарушений. Обширный фактический материал, накопленный в мировой практике, прямо или косвенно показывает масштабное влияние на формирование нефтяных и газовых месторождений дизъюнктивной тектоники. Тем не менее, влияние дизъюнктивной тектоники в недостаточной мере используются при планировании геологоразведочных работ, подсчете запасов и проектировании разработки месторождений нефти и газа.
Изучение сбросов и сдвигов в нефтегазовой геологии следует рассматривать как важнейшую научно-практическую задачу, решение которой напрямую связано с совершенствованием геологоразведочных работ на всех этапах поисков, разведки и разработки месторождений углеводородов (УВ).
Тесная связь залежей УВ с тектоническими нарушениями указывает на необходимость анализа и учета влияния разрывных нарушений на строение, формирование, сохранность и современное размещение залежей, на фазовый состав и физико-химические свойства УВ. Вместе с тем, многие вопросы природы и свойств сбросов и сдвигов, их парагенезиса с нефтегазоносностью приразломных структур, формированием и разработкой месторождений нефти и газа остаются нерешенными и требуют дальнейших скоординированных усилий производственников и ученых в изучении целевых в данной области проблем сейсморазведки, промысловой геофизики, тектонофизики, геохимии и т.д.
Наименее исследованной оказалась проблема использования прямых и косвенных признаков и методических приемов выделения разрывных нарушений по данным промысловой геофизики или при ее участии в комплексном подходе к обоснованию сбросов, сдвигов и блоковой структуры месторождений УВ.
Возможность использования данных ГИС, для решения выше описанных проблем, представлена на примере нефтегазоносных объектов Северного и Среднего Каспия (Российский сектор) и платформенного склона западного борта Прикаспийской впадины (Волгоградский сектор). Предметом диссертационного исследования является изучение особенностей геологического строения месторождений УВ и закономерностей пространственного размещения в различных геотектонических областях земной коры, а также совершенствование методов поисков и разведки месторождений нефти и газа, оценки их ресурсов и подсчета запасов.
Цель исследований заключалась в установлении поэтапного формирования залежей УВ с учетом их разломно-блокового строения в присбросовых зонах на основе комплексных результатов геофизических исследований скважин.
Задачи исследований
-
Создание петрофизических (параметрических) моделей резервуаров, региональных и локальных корреляционных схем пластов-коллекторов и покрышек в разновозрастных отложениях.
-
Разработка методических приемов выделения разрывных нарушений, привлечение аналогового и других видов моделирования для прогноза мелкоблокового строения присбросовых залежей.
-
Изучение роли разрывных нарушений в формировании залежей УВ.
Научная новизна выполненных исследований:
- На основе комплексного изучения геолого-геофизических материалов установлено разломно-блоковое строение и поэтапное формирование залежей УВ в присбросовых зонах Нижнего Поволжья (Волгоградский сектор) и Каспийского региона (Российский сектор).
- Показана возможность использования современных методов геофизических исследований скважин при установлении разрывных нарушений и их выделении в вертикальных и горизонтальных скважинах.
- Установлена связь разрывных нарушений и присбросовой трещиноватости пород с нефтегазоносностью оцениваемых объектов, а так же закономерное изменение свойств пород по мере приближения к приразломным зонам.
- Установлено мелкоблоковое строение месторождений и прямая связь залежей УВ с разрывными нарушениями.
- Установлено закономерное изменение физических свойств и степени трещиноватости пород, а также увеличение продуктивности скважин по мере приближения к разрывным нарушениям.
- Обоснована возможность отнесения низкопоровых коллекторов с проблематичной нефтенасыщенностью пород к реальным присбросовым залежам (на примере аптской нефтяной залежи Западно-Ракушечного месторождения).
Основные защищаемые положения:
1. Система комплексирования методов ГИС для выделения разрывных нарушений в вертикальных и горизонтальных скважинах и обоснования разломно-блокового строения месторождений.
2. Структурно-морфометрические модели залежей УВ мелкоблокового строения и расшифровка условий их формирования в присбросовых зонах.
3. Закономерные изменения физических свойств, степени трещиноватости пород, а также величины продуктивности скважин по мере приближения к разрывным нарушениям.
Практическая ценность и реализация работы. Автором получены все основные выводы и результаты диссертационной работы. Выводы и рекомендации, изложенные в диссертационной работе, отражены в 43 научно-исследовательских отчётах и других работах и приняты к практическому использованию при планировании геологоразведочных работ и при уточнении сырьевой базы производственных подразделений компании ОАО «ЛУКОЙЛ» и других организациях.
Суммарный фактический экономический эффект от внедренных мероприятий не оценивался, однако, применение предложенных методов позволяет существенно повысить достоверность оценки ресурсной базы при планировании геологоразведочных работ, подсчете запасов и проектировании разработки месторождений нефти и газа. Например, внедрение разработанных автором подходов выявления присбросовых залежей в низкопоровых коллекторах позволили выявить на Западно-Ракушечном месторождении дополнительно свыше 40 млн. т нефти в отложениях аптского яруса нижнемеловой системы. На основе системы комплексирования методов ГИС уточнено геологическое строение многих месторождений (Алексеевское, Юрьевское, им. Ю. Корчагина, им. В.Филановского, Центрально-Астраханское и др.) в присбросовых зонах Нижнего Поволжья (Волгоградский сектор) и Каспийского региона (Российский сектор), созданы новые геологические и гидродинамические модели залежей УВ, уточнено положение скважин при планировании геологоразведочных работ.
Методы исследования, фактический материал и личный вклад. В данной работе использован комплекс методов петрографии, полевой и промысловой геофизики и нефтегазовой геологии, включающий детальное изучение истории геологического развития, особенностей структурного плана продуктивных горизонтов, коллекторских свойств пород и их вещественного состава, пластовых давлений в сочетании с основными постулатами механики горных пород, тектонофизики, традиционные и разработанные автором методические приемы выделения и обоснования разрывных нарушений платформенного типа, а также обоснования характера неоднородности и насыщенности природных резервуаров. В основу диссертации положены материалы, собранные и обработанные лично автором при проведении исследований, выполненных в период с 2001 по 2012 гг. и проанализирован обширный геолого-геофизический материал по Каспийскому региону (Российский сектор) и Нижнему Поволжью (Волгоградский сектор).. Всего изучено более 550 результатов исследований и испытаний скважин, более 6500 анализов керна, шлама, обработано и проинтерпретировано более 700 каротажных диаграмм, проведено сопоставление более 120 временных разрезов, ВСП.
При непосредственном участии автора создано свыше 110 завершенных петрофизических моделей для цифрового геологического и гидродинамического моделирования месторождений и структур различной степени подготовленности, сложности и перспективности, успешно прошедших апробацию в ФБУ «ГКЗ». В их числе уникальные и крупные месторождения (Хвалынское, Ракушечное, им. Ю. Корчагина, им. В.Филановского, Центрально-Астраханское, Памятно-Сасовское и другие). При подготовке диссертации использованы результаты собственных исследований, а также опубликованные работы по данной проблеме и фактические материалы производственных организаций ОАО «ЛУКОЙЛ».
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на конференциях и совещаниях: «Использование ресурсов нефтяных месторождений на поздней стадии разработки» (Волгоград, 2005); «Проблемы бассейнового и геолого-гидродинамического моделирования» (Волгоград, 2006); II и III Международная научно-практическая конференция «Современные методы сейсморазведки при поисках месторождений нефти и газа в условиях сложнопостроенных структур (Сейсмо-2011, Сейсмо-2012)» (Феодосия, 2011 и 2012гг.).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 165 наименований, изложена на 167 страницах основного текста и содержит 56 рисунков и 2 таблицы.
Благодарности. Подготовка диссертации была бы невозможной без поддержки научного руководителя доктора геолого-минералогических наук, профессора А.В. Бочкарева и ведущих специалистов геологических служб ОАО «ЛУКОЙЛ», «ЛУКОЙЛ Оверсиз Сервис Б.В.», Филиала ООО ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ВолгоградНИПИморнефть», кандидатов наук А.Ф. Шейкиной, В.А. Бочкарева, С.В. Делии, С.В. Поповича, С.Б. Остроухова, И.В. Воронцовой, О.А. Неягловой, Е.Е. Кристи, В.Н. Манцуровой, В.А. Цыганковой, оказавших большую помощь при проведении исследований и написании диссертационной работы, которым автор выражает искреннюю признательность. Автор выражает благодарность за конкретную помощь при подготовке диссертационной работы и советы своим коллегам по работе Е.О. Жуковой, Т.Н. Диденко, М.Я. Емелиной, Л.И. Забарной, П.Ф. Поповой, Н.В. Булеевой и др.
Западный борт Прикаспийской впадины
Отсюда изучение сбросов и сдвигов в нефтегазовой геологии следует рассматривать как важнейшую научно-практическую задачу, решение которой напрямую связано с совершенствованием геологоразведочных работ на всех этапах поисков, разведки и разработки месторождений УВ.
Разрывные структуры в горных породах распространены значительно шире складчатых дислокаций. В настоящее время невозможно себе представить поиски, разведку и разработку месторождений без понимания закономерностей проявления разрывной тектоники.
Среди общих закономерностей размещения месторождений нефти и газа немаловажное значение имеет доказанная многими исследователями тесная связь залежей УВ с тектоническими нарушениями. Иными словами, наличие на изучаемом объекте разрывных нарушений зависит от степени его изученности и желания исследователя работать с усложненной, по приближенной к реальной модели залежи УВ.
С другой стороны, такое положение дел указывает на необходимость анализа и учета влияния разрывных нарушений на строение, формирование, сохранность и современное размещение залежей, па фазовый состав и физико-химические свойства УВ.
Установление местоположения границ блоков, из которых состоит месторождение, необходимы для оценки геологических и извлекаемых запасов, определения зон разбуривания по технологической схеме разработки, контроля выработки запасов, выбора оптимальной системы поддержания пластового давления с учетом положения границ блоков. Выявление и трассирование сбросов, ограничивающих блоки, является составной частью процесса мониторинга постоянно действующей геолого-гидродинамической модели месторождения. На разных стадиях освоения месторождения степень значимости тех или иных геолого-геофизических и промысловых методов исследований, для установления местоположения границ блоков, различна.
Несмотря па очевидную важность изучения разломио-блокового характера строения залежей, разрывные нарушения очень редко бывают целевым объектом изучения, ввиду трудности их выделения. При геологическом картировании и других исследованиях существует ряд признаков установления сбросов и сдвигов, ко 14
торые можно выявить как традиционными прямыми наблюдениями, так и косвенными методами.
Проектирование разработки, предусматривающее бурение эксплуатационных скважин на слабоизучепных объектах без надежной геологической модели с участием структуро-формирующих, флюидопроводящих и экранирующих разрыв-пых нарушений, является неэффективным, высокозатратным мероприятием.
Изучение в платформенных условиях закономерностей разломпо-блокового строения осадочных толщ в пределах месторождений нефти и газа на разных стадиях их освоения показывает настоятельную необходимость анализа и учета влияния сбросо-сдвиговых деформаций при расшифровке многоэтапного формирования, переформирования и разрушения залежей УВ. Изучение разломно-блоковых структур, а также комплексный структурный (геометрический), кинематический и динамический анализы составляющих их сбросов и сбросо-сдвигов показал возможность их научно-обоснованного прогнозирования по разрезу и простиранию.
Реконструкция напряженно-деформированного состояния горных пород и оценка экранирующих и проводящих свойств сместителей нарушений, позволяет добиться высокой эффеюивпости технологических решений при разработке новых и реанимации старых месторождений.
Перечисленное выше напрямую влияет на методику размещения геологоразведочных работ, а также на проектирование разработки месторождений и конечную эффективность освоения ресурсноїї базы нефтяных компании.
В работе показаны предлагаемые многими исследователями возможности комплексного многоэтапного формирования разломно-блоковой структуры и приуроченных к ним залежей УВ, по картированию очагов скрытой их разгрузки, подводящей нас к технологии прямого прогноза нефтегазоносности верней части земной коры и практическому решению вопроса об источниках и формах миграции УВ.
Разрывные нарушения делятся на две большие генетические группы: формирующиеся в условиях сжатия (взбросы, надвиги, сдвиги, покровы, шарьяжи) и растяжения (раздвиги, сбросы, сдвиги, сбросо-сдвиги) земной коры. Если исключить из анализа горно-складчатые сооружения, то разрывная тек 15 тоника в пределах осадочного неметаморфизированного и недислоцированпого чехла платформ, особенно в депрессионных областях, представлена разрывными нарушениями, формирующимися в процессе и после накопления осадков. Ниже из всего разнообразия разрывных нарушений выбраны и рассмотрены конседимеита-ционные и постседиментациоиные сбросы, сдвиги и сбросо-сдвиги и связанные с ними структурные образования.
Разрывные структуры в горных породах распространены значительно шире складчатых дислокаций. С одной стороны, среди общих закономерностей размещения месторождений нефти и газа немаловажное значение имеет доказанная многими исследователями тесная связь залежей УВ с тектоническими нарушениями. С другой стороны, такое положение указывает на необходимость анализа и учета влияния разрывных нарушений на строение и формирование залежей. Изучение в платформенных условиях закономерностей разломно-блокового строения осадочных толщ в пределах месторождений нефти и газа на разных стадиях их освоения показывает настоятельную необходимость анализа и учета влияния сбросо-сдвиговых деформаций при расшифровке формирования залежей УВ и планировании геологоразведочных работ.
Разработка методических основ прогнозирования и выявления разрывных нарушений, оценка экранирующих и проводящих свойств сместителей нарушений, позволяет добиться высокой эффективности технологических решений при разработке новых и реанимации старых месторождений, влиять па методику размещения геологоразведочных работ, на проектирование разработки месторождений и конечную эффективность освоения ресурсноіі базы нефтяных компаний.
Обобщение накопленных знаний геологов, геофизиков и геохимиков выполнено на основе личного опыта автора при изучении и моделировании строения и формирования многочисленных приразломных месторождений в России и за ее пределами, а также литературных данных многочисленных исследователей. Список отечественных и зарубежных исследователей, изучавших с различной глубиной данную проблему, очень внушителен, начиная с классических работ Г.Клооса. Наиболее существенный вклад внесли Ажгирей Г.Д., Архаигельскиіі, Белоусов В.В., Борняков С.А., Бочкарев А.В., Бочкарев В.А., Вобликов Б.Г., Денисов СБ., Гзовский М.В., Гаврилов В.П., Гогоненков Н.Г., Гридин В.А., Гужиков АЛО., Ермолова Т.Е., Забродин В.Ю., Карпинский А.П., Крубер А.А., Короновский Н.В., Лахи X., Лукьянов А.Е., Мазаревич A.M., Милановский Е.Е., Михайлов А.В., Мок-ринский В.В., Осокина Д.Н., Оффман П.Е., Павлов И.О., Ранцман Е.А., Растегин А.А., Ридель В., Стоянов С, Тимурзиев А.И., Усов М.А., Уфимцев Г.Ф., Хаин В.Е., Шатский Н.С., Шерман СИ., Ярошевский А., Пикард, Яценко Г.Г. и многие другие.
Признаки, методы, приемы, способы выявления и трассирования сбросов и сдвигов
В мощной толще осадочного чехла юго-западной части Прикаспийской си-неклизы выделяется два структурных этажа: подсолевой, сложенный мощной толщей карбонатно-терригенных пород палеозойского возраста, и солянокупольный, представленный галогенно-терригенными породами от кунгурского до четвертичного возраста включительно. Подсолевой структурный этаж наиболее полно отражает тектонику Прикаспийской впадины. Так были выделены следующие тектонические элементы: на юге - Астраханский свод, к северо-западу от него - Сарпинский мегапрогиб, являющийся юго-западным заливом Центрально-Прикаспийской депрессии. Несколько западнее прослеживается Карасальская моноклиналь, представляющая собой южный участок западного борта впадины.
В южной прибортовой зоне прослеживается Каракульско-Смушковская зона поднятий, цепочка кулисообразно сочленяющихся валов (Сухотинский, Каракульский, Смушковский, Джакуевский и др.). Широким распространением пользуются тектонические нарушения продольного (субширотного) и поперечного простираний.
Падсолевой этаж в значительной мере особенностями своего строения обязан проявлениям соляной тектоники. В бортовых частях соляной тектогснсз проявился пассивно, что обусловлено небольшой мощностью соли. По мере удаления от бортовых зон происходит увеличение мощности соли и, как следствие этого, возрастает активность соляного тектогенеза. Здесь формируются крупные соляные гряды и массивы, соединенные соляными перешейками. Соляная тектоника значительно осложнила и затушевала региональный структурный план кунгурско-триасовых и, в меньшей мере, юрско-палеогеиовых отложений, но не переработала их полностью.
Плиоцепово-четвертичпые отложения залегают с резким угловым и стратиграфическим несогласием на подстилающих породах от кунгура до палеогена включительно.
Исследуемый регион претерпел сложную геологическую историю. Н.И. Воронин [18] выделяет четыре цикла развития платформенного чехла Прикаспиііской впадины: байкальский, каледонский, герцинский, киммерийский и альпийский.
В каледонский цикл геотектонического развития на всей территории господствовал континентальный режим, и широкое развитие получили процессы денудации. В прогибание вовлекались лишь отдельные участки Прикаспийской впадины, в первую очередь Центрально-Прикаспийская депрессия.
К предгерцинскому этапу заложились Центрально-Прикаспийский прогиб, Сарпинский и Новоалексеевский грабены, наметилось формирование Астраханско-Енбекской системы поднятий, но еще отсутствовала собственно Прикаспийская впадина в контурах, близких к современным.
Герципский цикл развития характеризуется значительной дифференциацией вертикальных движений и активным погружением восточной и юго-восточной частей Восточно-Европейской платформы. Здесь создаются условия для накопления карбонатных отложений и захоронения органического вещества. В структурном плане дальнейшее развитие получили Центрально-Прикаспийский прогиб, Сарпин-ский и Новоалексеевский грабены, Астраханский палеосвод.
Купгурский век ознаменовался наступлением совершенно новых условий седиментации. Резко изменилась соленость бассейна по сравнению с предыдущими этапами развития. Последующие тектонические движения и высокая пластичность галогенной толщи вызвали резкие колебания ее мощностей. Однако, судя по изменению мощностей нижней сульфатно-терригенной пачки, видно, что формирование структур в купгурский век не прослеживается.
В позднеиермское время активизировались орогенные движения на Урале и кряже Карпинского. Юго-восток Восточно-Европейской платформы испытывал воздымаиие и Прикаспийская впадина формировалась в континентальных условиях седиментации. Происходило накопление пссчано-глииистых образований с буроватой и красноватой окраской.
В конце позднепермской эпохи завершился герцинский орогенез (кряж Карпинского), в результате которого произошел значительный надвиг дислоцированных каменноугольных пород па платформенные образования бортовой зоны Прикаспийской впадины. В результате тангенциальных напряжений были сформированы Каракульский, Сухотинский, Джакуевский и Смушковский валы. Происходит активизация роста соляных куполов.
Таким образом, к концу герцииского тектонического цикла Прикаспийская впадина испытала общий подъем и основные ее структурные элементы приобрели современные очертания.
В течение мезозойского и палеогенового этапов развитие Прикаспийской впадины происходило в условиях преобладающего погружения. После поднятий в конце юры снова возобновляются погружения, сопровождаемые обширными трансгрессиями. Основная область погружений смещается в западную половину Прикаспийской впадины.
Тектонический режим верхнемелового времени сохраняется и в палеогене. Наиболее интенсивные погружения происходили также в западной половине Прикаспийской впадины. В палеогене завершается формирование основных структур, и Прикаспийская впадина приобретает современные черты тектонического строения В конце палеогенового этапа развития произошли крупные поднятия, кото 28 рые привели к длительному континентальному перерыву, продолжавшемуся до ак-чагыла (плиоцен). Тектоническое развитие в четвертичное и современное время проявилось в основном в нисходящих движениях, обусловивших развитие бакинской, хазарской, хвалынской и повокаспийской трансгрессий Каспия.
Таким образом, длительность и особенности геологического развития Прикаспийской впадины в прошлые эпохи обусловили формирование зон нефтегазооб-разования и нефтегазонакопления. В пределах исследуемой части Прикаспийской впадины таковой считается Астраханская сводовая зона нефтегазонакопления, которая контролируется Астраханским сводом, четко выраженным по подсолевому структурному этажу.
В зоне нефтегазонакопления Астраханского свода сосредоточены значительные ресурсы нефти, газа и конденсата в каменноугольных и девонских отложениях. Свод имеет древнее (додевонское) заложение, длительное время унаследо-ванно развивался, интенсивно погружаясь, занимал повышенное гипсометрическое положение, расположен непосредственно в зоне нефтегазообразования.
В пределах свода выявлены уникальное Астраханское газокондеисатное, Алексеевское и Табаковскос газоконденсатные месторождения.
Геологическое строение юго-западной части Прикаспийской впадины характеризуется по фактическим данным, полученным в процессе проведения многолетних геофизических исследований, бурения скважин различных категорий, сопоставления с хорошо изученными соседними регионами по литературным источникам.[8-14] Характерными особенностями геологического строения рассматриваемой структуры являются: значительная толщина осадочного чехла, достигающая по геофизическим данным 22 км; наличие мощной толщи кунгурской каменной соли, разделяющей отложения чехла на два структурных этажа - подсолсвой и над-солевой; нефтегазопоспость отдельных структур и стратиграфических подразделений.
Обоснование реальной оценки низкопоровых коллекторов и реальных нефтенасыщенных объемов присбросовой залежи
В осадочно-породных бассейнах конседиментационный сброс является наиболее часто встречающимся морфологическим типом разрывного нарушения, формирующегося в процессе накопления осадков и в условиях тангенциально ориентированных напряжений при растяжении пород. При этом сброс формируется перпендикулярно к оси напряжений растяжения (удлинения). Конседиментационные сбросы распознаются по разным толщинам и набору фаций одновозрастных осадков по обе стороны плоскости сместителя сброса. У растущих конседиментацион-ных сбросов (growth fault) в опущенном крыле сброса при более полном стратиграфическом разрезе толщина одновозрастных отложений больше (зачастую существенно), чем в приподнятом, а породы более мелкозернистые и глубоководные. Отсюда в плоскости сместителя на одном уровне могут и чаще всего сходятся различные литофации.
Сбросы различаются по форме, размерам, амплитуде, крутизне, положению (расположению в плане), соотношению с залеганием нарушенных пластов (слоистостью) и другим параметрам.
По соотношению между залеганием плоскости сместителя нарушения и пластов (наклону слоев) или по отношению к простиранию нарушенных пород различают сбросы: согласные (согласнопадающие, послойные, продольные, синтетические) (dip-slip fault), если плоскость сместителя нарушения наклонена в ту сторону, что и падение пластов или общее простирание плоскости сместителя нарушения совпадает с простиранием нарушенных пород (Рис. 3.1 ), несогласные (несогласно-падающие, поперечные, диагональные, косые, антитетические), если склон плоскости сместителя нарушения противоположный (ориентирован под углом к простиранию и направлен вкрест простирания пород (Рис. 3.1е), комбинированные (согласно-несогласные) (Рис. 3.17"8). Сброс в сторону прогиба (down to the basin fault) -является сбросом no падению (он же согласный сброс), при котором происходит опускание блока (крыла), расположенного ближе к прогибу.
Сброс по простиранию (strike-slip fault) характеризуется горизонтальным смещением одной из сторон относительно другой (смещение вдоль простирания сброса).
По отношению к ориентировке простирания нарушенных пород различают продольные сбросы, у которых общее простирание плоскости сместителя парушения совпадает с простиранием нарушенных пород. Диагональные или косые (diagonal fault) сбросы, плоскости сместителя у которых простираются под углом к простиранию пластов и характеризуются примерно одинаковым перемещением, как по падению, так и по простиранию. Поперечные сбросы направлены вкрест простирания пород. Пластовым (bedding) сброс параллелен напластованию (Рис. 3.4 ). Если сброс примерно параллелен простиранию пласта, то различают блок, расположенный ниже по падению (down-dip block), и блок, расположенный выше по падению (up dip block). В этом случае термин «падение» относится исключительно к наклону пластов.
По углу наклона плоскости сместителя сброса (по отношению к вертикали и в зависимости от крутизны наклона) в сторону опущенного крыла выделяют сбросы слабо наклоненные и горизонтальные (с углами падения от 0 до 10), пологие (наклонные, пологопадающие) (inclined) (до 30-45), крутопадающие (high-angle) (более 30-80) и вертикальные (более 80) (Рис. З.Г1, 3.21"3). У сбросов с вертикальным смещением пород (dip или vertical separation) крылья разделены вертикальной плоскостью сброса. Плоскость сместителя нарушения может быть наклоненной в обратную сторону от опущенного крыла и тогда сброс называется запрокинутым. Пологие сбросы в сторону депрессии называются еще листрическими (от греч. ковшеобразный) сбросами: в верхней части такой сброс наклонен к горизонту под углом до 60 и выполаживается па глубине (Рис. З.З5). При этом поверхность у основания сливается в общую плоскость сместителя нарушения. Сбросы регионального значения с небольшим углом падения плоскости сместителя нарушения называют иногда "срывом", либо "отслаиванием".
Характер падения плоскости сместителя нарушения с глубиной может измениться. Пологие сбросы могут становиться более крутыми, а крутые сбросы с глубиной нередко выполаживаются. Для вертикального сброса необходимо установить перемещение вниз одного из крыльев в плоскости нарушения.
По направлению и характеру движения крыльев сброса выделяются: прямые (Рис 3.1 ), обратные (Рис 3.13), цилиндрические (Рис. 3.26) шарнирные (hinge, pivotal, rotational, scissors) и сброс типа «ножницы» (differential) (Рис. 3.2 1"5). У прямых сбросов висячее крыло перемещается вниз. У обратных сбросов лежачее крыло перемещается вверх. У шарнирного сброса (Рис. 3.24) движение по плоскости смести теля нарушения происходит не по всей длине сброса (А-В), а только с одной стороны (А»»А() при неизменном положении поверхности пласта в точке В. У сброса типа «ножницы» положение крыльев сброса зафиксировано в точке В (Рис. 3.2Э). Правое крыло на отрезке В»»А] опущено, а на отрезке В»»Сі приподнято. В таких сбросах величина смещения возрастает в обе стороны от оси шарнира. Иногда между стенками разлома можно наблюдать пачку пластов, оторвавшуюся от основного блока - так называемая линзовидная часть сброса (Рис. 3.44). У цилиндрических сбросов движение по плоскости сместителя нарушения происходит по дуге или искривленной поверхности, близкой к дуге, вокруг оси вращения, расположенной в стороне от сместителя. И тогда в верхней части будет сброс, а в нижней части, может быть взброс (реверсные нарушения). 1-7: А-А1, В-В1, С-С1 - истинная амплитуда смещения смежных блоков, L - ширина (зияние) раздвига; 8 -пример криволинейной поверхности сместителя сбросаучастка по радиусам. Такие сбросы могут возникать
По характеру или взаимному расположению сбросов в плане различают: прямолинейные (plane) (Рис. 3.33а), криволинейные (изогнутые, изломанные) (curved) (Рис. З.З36), дугообразные (Рис. 3.33в 3.58), коленчатые (Рис. З.З3 ), параллельные (сближенные, сдвоенные) (Рис. 3.3 д), а также системы сложных сбросов: «конский хвост» и «елочка» (Рис. 3.36а), кулисовидные (односторонние и двухсторонние) (Рис. З66 и 6в), радиальные (radial) (Рис. З.З1), концентрические (concentric) (Рис. 3.3 ), ступенчатые (Рис. 3.3 ), оперяющие (перистые, ветвящиеся) (Рис. 3.4 ) и другие.
Выделение сбросов в горизонтальных скважинах но данным ГИС
Кривизна линии разлома зависит от рельефа и угла наклона сместителя. Чем выше степень расчленённости рельефа и положе угол наклона сместителя, тем извилистей будет линия разлома.
При вертикальном смещении линия траектории плоскости сместителя разлома сплошная іі прямолинейная, если нарушение установлено и пунктиром после сплошной линии, если предполагается. Пунктиром после сплошной линии может быть показано также затухание нарушения по простиранию.
Неотъемлемой частью сбросов и сбросо-сдвигов является трещиноватость. По степени проявления трещины делятся на три группы: открытые, закрытые it скрытые. Открытые (незалеченные) трещины характеризуются четко выраженной полостью зияния.
Обычно трещинные зоны создают эффективные системы, обеспечивающие миграцию и насыщение коллекторов в процессе формирования залежи и фильтрацию нефти к забоям скважин в процессе эксплуатации залежи и имеющие таким образом промысловое значение. При этом как двумерные геологические объекты трещины характеризуются элементами залегания - простиранием, падением и углом падения. В закрытых (залеченных) трещинах разрыв сплошности хорошо заметен невооруженным глазом, но стенки трещин оказываются сближенными до такої! степени, что заметить полость по разрыву не удается. Такие трещины обычно создают неэффективные и непроницаемые системы. Скрытые трещины очень тонки и при обычных наблюдениях не заметны, но их легко обнаружить при разбивании или окрашивании пород.
Трещины - наиболее обычный разрыв сплошности в породах. При растягивании пород трещины отрыва ориентируются перпендикулярно к главной оси растяжения. Их размеры зависят от масштаба, а расположение от формы и изгиба пласта. Так, в куполах развиваются концентрические и радиальные сбросы и трещины отрыва, иногда образующие «черепаховую» структуру. В брахиантиклиналях образуются поперечные и продольные трещины, сменяющиеся радиальными на пери-клиналях. Трещины растяжения бывают локальные, открытые в складках, в верхних частях антиклиналей и реже в нижних частях синклиналей. Трещины растяжения, связанные со сбросами, имеют обычно неровные шероховатые стенки. Трещины могут иметь самый разнообразный характер распространения. Они могут быть распределены правильно или беспорядочно и группироваться в определенном порядке в виде серий, или систем (очаговая трещиповатость). Трещины, принадлежащие одной и той же системе, имеют одно и то же направление. Могут иметь одинаковую, близкую или разную ориентировку. Трещины одного ряда могут ветвиться, но не пересекаться. Обычно в породах развивается несколько рядов трещин, часто взаимосвязанных генетически и во времени, либо разных по генезису и по времени проявления.
Совокупность трещин, разбивающих тот или иной блок породы или участок земной коры, называется трещшюватостыо. По геометрической классификации или по расположению систем трещин различают: поперечные, продольные, косые и согласные, параллельные, радиальные, концентрические, кулисообразные, разветвляющиеся («дендритовые», перистые, «конский хвост») трещины.
По размерам или протяженности трещины могут быть короткими и длинными (малые и большие). Впутрислойпые трещины не выходят за пределы одного слоя, а большие межслоевые - секут несколько слоев. Протяженность трещин в двух направлениях (например, по длине и глубине) может колебаться от нескольких сантиметров до сотен и тысяч метров.
По форме трещины могут быть прямыми, изогнутыми или изломанными, с гладкими или неровными краями. По отношению к залеганию слоев трещины в осадочных породах с ясно выраженными плоскостными структурами выделяются следующие типы: поперечные по направлению падения пласта (или нормально секущие) трещины; продольные (или согласно секущие в вертикальных разрезах) трещины; косые (секущие или диагональные под углом относительно простирания и падения пород) трещины; согласные трещины (или трещины напластования), ориентированные параллельно как в плане, так и в разрезах. Тектонические трещины образуются под действием тектонических сил па локальных участках и на огромных пространствах. Часто они образуются при тектонических изгибах в связи с происходящим при этом растяжением горных пород. Их размеры зависят от масштаба, а расположение - от формы изгибов. Они более выдержаны по простиранию и падению, нередко ориентированы одинаково в разных по составу породах и подразделяются на следующие разновидности трещин: отрыва, скалывания и кливаж.
Трещины отрыва образуются в несколько стадий при проявлении в горных породах нормальных напряжений, превышающих пределы прочности этих пород, и ориентированы перпендикулярно к растягивающим усилиям. Они обычно приоткрыты, с неровной поверхностью и непротяженные как по падению, так и по простиранию. Могут проявляться как на локальных участках, так и на больших пространствах, например, на бортах крупных впадин и прогибов. Локальные трещины отрыва образуются на участках растяжения при формировании складок (продольные и поперечные трещины в ядрах линейных складок) и разрывов, а также на сводах куполовидных поднятий, где они расположены радиалыю и концентрически.
Трещины скалывания широко распространены на участках, нарушенных сбросами и сдвигами. Они формируются вблизи и параллельно плоскости смести-теля нарушения одновременно с трещинами отрыва, которые ориентированы в противоположную сторону по отношению к наклону сместителя и перпендикулярно к оси наиболее растягивающих напряжений. Острый угол между трещинами отрыва и поверхностью сместителя (или трещины скалывания) обращен в сторону перемещения крыла. Трещины скалывания и отрыва, проявленные в зоне разрывных нарушений, получили название «оперяющих трещин ». При наложении трещин скалывания па трещины отрыва может произойти их объединение и образование единой крупной трещины. Оперяющие трещины у сбросов направлены в сторону, противоположную наклону сместителя и перпендикулярно оси наибольших растягивающих напряжений.
