如何提高測井曲線解釋斷層的可靠性

■高宇

（核工業(yè)二〇三研究所 陜西咸陽712000）

如何提高測井曲線解釋斷層的可靠性

■高宇

（核工業(yè)二〇三研究所 陜西咸陽712000）

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源的需求越來越多。煤礦、油田等的開采工作變得特別重要，這些工作都離不開地質(zhì)勘探。斷層位于地質(zhì)剖面上，它能夠使地層的厚度增加并改變相鄰兩個地層之間的距離，一般來說斷層分為正斷層和逆斷層兩類。正斷層可以使地層發(fā)生缺失現(xiàn)象且容易導(dǎo)致地層間的距離和地層厚度減少，逆斷層的作用與正斷層的相反，它能夠重復(fù)增加地層的厚度會進一步的增加層間的距離。因此，在進行勘探作業(yè)時所選擇相鄰兩個孔間測井曲線的研究是十分有必要的，這種方式為斷層的確定奠定了基礎(chǔ)一方面能準(zhǔn)確的測量出地層缺少的情況，另一方面可分析出斷層間的間距和方位。標(biāo)志層的選擇對整個斷層的分析至關(guān)重要，提高測井曲線預(yù)測斷層的可靠性的基礎(chǔ)就是基于這一原則。經(jīng)過大量的實際工程表明應(yīng)用一般的測井曲線方法如視電阻率、伽瑪曲線等可以對巖石層區(qū)的沉積規(guī)律和有關(guān)斷層方面的信息有積極的作用。本文通過測井曲線對正斷層和逆斷層進行分析得出了很多結(jié)論，希望本文的研究能夠為從事相關(guān)職業(yè)的人員提供一定的指導(dǎo)和幫助。

正斷層逆斷層測井曲線地質(zhì)勘探

0　前言

目前，礦區(qū)的勘探工作主要是對當(dāng)?shù)貐^(qū)域地質(zhì)狀況的全面認(rèn)識，勘探的方法有很多，文中介紹的測井曲線就是研究地質(zhì)情況的一種最常用的方法。在實際工程中，鉆井的深度不同地質(zhì)的各項參數(shù)也隨著發(fā)生變化，測井曲線就是反映這種變化的方法。該方法與從鉆探地質(zhì)剖面的方式相比有明顯的優(yōu)勢，首先它不因人為因素發(fā)生改變并以完整的圖像呈現(xiàn)在工程人員面前，不僅地層的所有信息不會發(fā)生變化，而且十分直觀清晰。這有利于為其它的研究工作，還為施工方案和技術(shù)的調(diào)整提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐，因此在地質(zhì)或其它勘探中尤其是煤炭層研究時是最常用的一種方式。鉆孔之間測井曲線不同的變化規(guī)律的研究和對標(biāo)志層、缺失情況的詳細(xì)分析會準(zhǔn)確的認(rèn)識斷層的類別性質(zhì)、相鄰層之間的間距等許多復(fù)雜的問題。斷層確定的重要點就是標(biāo)志層的選擇，標(biāo)志層的準(zhǔn)確度與斷層研究的精準(zhǔn)度息息相關(guān)，這種技術(shù)能夠精準(zhǔn)的測量處煤礦層的位置并能有效降低鉆孔斷層的影響，因此在大多數(shù)的煤礦報告中都包含這種方法測試的結(jié)果。下表是測井曲線的分類:

序號 測井曲線名稱 測井曲線的應(yīng)用范圍1 　　自然電位測井①劃分滲透性地層②判斷巖性，進行地層對比③估計泥質(zhì)含量④確定地層水電阻率⑤判斷水淹層⑥沉積相研究2普通視電阻率測井①劃分巖性剖面②求巖層的真電阻率③求巖層孔隙度④深度校正⑤地層對比3 　　微電極測井①劃分巖性剖面②確定巖層界面③確定含油砂巖的有效厚度④確定大井徑井段4 　　雙感應(yīng)測井①劃分滲透層。②確定巖層真電阻率③快速、直觀地判斷油、水層5 　　雙側(cè)向測井①確定地層的真電阻率。②劃分巖性剖面③快速、直觀地判斷油、水層

1　斷層的分類

1.1斷層的形成綜述

斷層形成的原因是由于地層構(gòu)造的變化，從剖面圖上看斷層的存在會影響地層的厚度，根據(jù)斷層的特征判斷是正斷層或逆斷層。破裂表面處的兩側(cè)巖石發(fā)生明顯的位移斷裂構(gòu)造。規(guī)模有大有小，大規(guī)模是根據(jù)裂痕走向延伸數(shù)百千米，由許多斷層，這可被稱做斷裂帶。斷層面和斷盤構(gòu)成了斷層的幾何要素。所謂的斷層面就是巖塊之間發(fā)生位移的破裂表面。斷盤指的是位于斷層面兩側(cè)的巖塊，斷層面之上的部分稱為上盤，其相反位置就稱為下盤，若斷層面是直立的，就可以按照巖塊相對于斷層走向的位移來準(zhǔn)確描述。位移是指斷層兩側(cè)錯開的間隔。根據(jù)測量位移參考值的不同，可分為兩類：第一類是真位移，第二類是視位移。真位移是指兩側(cè)相當(dāng)點錯開的實際距離，即斷層面上錯斷前的一點和錯斷后的一點之間的距離。視位移則是指斷層兩側(cè)層錯開的實際位移，也就是錯動前的某一巖層和錯開后的巖層之間的斷距。

1.2逆斷層形成的原因及分類

上盤的上升，下盤就相對的會發(fā)生下降，產(chǎn)生的原因主要是受水平力的擠壓。而斷層的定義是地下巖層受外界力的作用而發(fā)生破裂，并沿著破裂面有明顯相對移動，這種方式是引起地震的主要原因。逆斷層主要由水平擠壓而形成，按斷面的根據(jù)傾角的不同可分為：沖斷層（傾角＞45°），逆掩斷層（斷面傾角在25°—45°），輾掩斷層（斷面傾角＜25°）。而依據(jù)斷層傾角的大小，可以分為高角度和低角度斷層。高角度逆斷層面十分傾斜，傾斜的角度不小于45°，通常是在正斷層區(qū)逐漸形成，所以很多學(xué)者將高角度逆斷層與正斷層統(tǒng)一歸屬于高角度斷層。傾角不大于45，大致在30度左右的逆斷層稱為低角度斷層。另外位移距離特別大的低角度逆斷層通常稱為為逆沖斷層。

1.3正斷層形成的原因及分類

正斷層是地質(zhì)構(gòu)造中斷層中最常見的一種。劃分的方式是依據(jù)斷層的兩盤相對位移。一旦斷層形成，上盤相對于參考點下降，下盤呈現(xiàn)上升的斷層類別稱做正斷層。這種斷層主要是受到拉力、重力兩種力共同作用產(chǎn)生的。正斷層產(chǎn)狀較陡，一般會在在45°以上，當(dāng)然最容易見到的是60°左右的正斷層。正斷層在地形上表現(xiàn)顯著，大多會形成河谷、沖溝與湖泊等。產(chǎn)生正斷層的位置大致位于板塊的邊緣部分，值得一提的是板塊的性質(zhì)一般呈現(xiàn)張裂性。

2　根據(jù)測井曲線解釋正斷層

前面已經(jīng)敘述了正斷層對地層的厚度有一定的影響，在測量過程中若突然間地層的厚度發(fā)生明顯變薄就需要考慮是否有正斷層的存在。通過對相鄰鉆孔的詳細(xì)研究就可以對之前的加設(shè)做出正確的判斷，當(dāng)一個鉆孔的標(biāo)志特點都存在，而另外一個鉆孔卻不存在就可以判斷出該鉆孔是正斷層，這種方法還能夠判斷處斷層的位置。其次，若通過詳細(xì)對照發(fā)現(xiàn)兩個鉆孔的標(biāo)志層并沒有什么變化，但是在兩孔之間的地區(qū)卻出現(xiàn)了層間距的增加或減少，這種情況也能夠判定出有正斷層的存在。

3　根據(jù)測井曲線解釋逆斷層

逆斷層的判定方法與正斷層的相反，若地層的厚度突然間發(fā)生變化且厚度也有所增加，此時就應(yīng)該考慮是否有逆斷層，按照這種方法能找出逆斷層存在的根據(jù)即標(biāo)志層的特點。首先應(yīng)該對測井曲線圖進行仔細(xì)的分析，若鉆孔標(biāo)志的間距明顯大于其它地方的間隔距離，產(chǎn)生這種問題的原因是視電阻率曲線的反復(fù)出現(xiàn)。其次，可以對兩鉆孔的孔相做對比，在測量中如果發(fā)現(xiàn)兩側(cè)鉆孔中的煤層數(shù)目比較少，而位于中間處的鉆孔的煤層數(shù)目卻特別多，結(jié)合測井曲線就可以判定這個地方的鉆孔中存在逆斷層。最后運用測井曲線進行分析，當(dāng)鉆孔處地層的厚度與相鄰孔的厚度相比較有明顯的增加，就需結(jié)合多種曲線的形狀變化。厚度比較大的鉆孔的加瑪曲線形態(tài)會有多種重復(fù)特點，這是逆斷層存在最有力的證據(jù)，因為只有逆斷層的存在才導(dǎo)致了地層的厚度發(fā)生明顯的變化。另外，還有一種情況需要給予特別關(guān)注，在對斷層用測井曲線解釋之前，有些鉆孔會出現(xiàn)與其它孔厚度差別巨大的問題，并且與整個礦區(qū)勘探到的地層沉積厚度完全不一樣。從視電阻率、散射加瑪、自然加瑪三種曲線上都可以找到煤層反復(fù)出現(xiàn)的特點，曲線上的形態(tài)大同小異，而曲線上異常點處的幅度值、間距上表現(xiàn)的也基本相同，這些都可以表明地層存在重復(fù)。實際的工程作業(yè)中還會存在很多種情況，當(dāng)正斷層存在時會使測井曲線上的標(biāo)志特征重復(fù)，重復(fù)段的形態(tài)特征與地層間距都幾乎相同。

4　結(jié)束語

通過本文的研究表明運用測井曲線來解釋斷層類別的最重要的方面是必須對測井曲線形態(tài)和變化規(guī)律做詳細(xì)的分析和研究，并能夠根據(jù)曲線反映的特征來準(zhǔn)確判斷處斷層的位置和特點。斷層的解釋問題與煤層、巖層的研究的側(cè)重點不同，在解釋斷層性質(zhì)的時候是對能夠反映區(qū)域地段地層變化規(guī)律的標(biāo)志層進行研究，雖然它并不具備代表性與普遍特征。煤層與巖層的對比過程中就是發(fā)現(xiàn)斷層的過程，因此在進行對比時應(yīng)該從微觀、宏觀全方位的進行分類對比，只有這樣才能夠真正做到煤層、巖層之間的劃分，另外也需要在這種基礎(chǔ)之上對勘探區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行全方位的分析，這樣才能夠提升斷井曲線描述斷層的可靠性。

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P631.8+14[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-171-2

高宇（1984～），男，畢業(yè)于吉林化工學(xué)院，工程師，研究方向為放射性鈾礦勘探。