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论地震资料的构造解释工作

论地震资料的构造解释工作论文提要利用地下介质弹性和密度的差异,通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应,推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法叫作地震勘探。

地震勘探自20世纪20年代问世以来,已成为钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段。

地震勘探过程由地震数据采集、数据处理和地震资料解释三个阶段组成,其中地震资料解释工作是地震勘探的重要环节。

地震资料解释是把经过处理的地震信息变成地质成果的过程,包括运用波动理论和地质知识,综合地质、钻井、测井等各项资料,做出构造解释、地层解释,岩性和烃类检测解释及综合解释,绘出有关的成果图件,对测区作出含油气评价,提出钻井位置等。

近十几年来,地震资料解释技术得到了很大的发展,以计算机及相关人员为支撑的人机联作地震解释工作站的普遍使用,不但减轻了解释人员的劳动强度而且提高了工作效率。

尤其是由于三维解释和可视化技术的使用大大提高了解释精度,是地震解释工作上升到一个新的更高水平。

从世界油气勘探发展历程看,地震解释随地震技术发展,大致可以分为三个阶段:地震构造解释阶段;地震沉积解释阶段(包括地震地层,层序地层和地震岩性解释)及地震地质综合解释阶段。

正文一、地震构造解释概论(一)构造解释流程地震资料构造解释的核心就是通过地震勘探提供时间剖面和其他物探,重力,磁法,资料以及钻井地质资料结合盆地构造地质学的基本规律,包括区域的,局部的各种构造地质模型,解决盆地内有关构造地质方面的问题。

地震构造解释的流程一般可分为资料准备,剖面解释,空间解释和综合解释四个主要阶段如图一其具体任务是确定反射标准层的构造,地层属性,接触关系,不整合面性质,并划分构造层,确定盆地类型,盆地内构造基本特征和构造样式,空间位置与形态以及火成岩体,盆,逆,岩体,礁体等地质体的识别,确定并分析盆地内断裂的活动历史,断层性质,识别断层产状,进行断层平面组合,分析盆地的演化历史,地层展布格架及其与够早的配置关系,确定盆地的基本类型,划分各级构造单元,汇编各种比例的区域和局部构造图件,最后结合其他物探,重力,磁法和地质资料对盆地内区带和局部构造进行含油气综合评价,为勘探部署提供决策依据。

(二)资料准备资料准备实质上包括两方面的工作内容即地震解释工作者要收集与本区或邻区有关的地质和地球物理资料。

首先,要收集和准备与解释和作图直接有关的资料,这些资料包括有水平叠加剖面和叠加偏移时间剖面,侧线坐标和相应的地质资料。

根据勘探目的和要求准备不同比例的测网图。

该图件要提供剖面线的排列方向和间距,是构造解释的基础图件。

其次,地震解释工作者要了解工区区域地质背景,仔细研究与解释有关的地质和地球物理资料,要做到对工区地质背景,盆地类型和主要构造特点有一基本认识,这对于地震解释工作者开展剖面解释和断层平面组合以及最终解释成果的正确与否都是十分重要的。

地震剖面上的各种反射特征是地下地质体的地震响应,地震响应具有多解性,不同构造环境和成因类型的地质体可能具有相似的地震反射特征,也就是说地震剖面上的反射特征不是唯一的地质解释,可能有几种不同的地质模型和解释方案,这就需要地震解释工作者对研究区地质作用过程和可能出现的地质模式要做全面的分析,要做到这一点,地质资料的准备工作是十分重要的。

在图二a中所示:在约十几千米的剖面内解释有三种类型的断层即低角度逆断层,垂直或平移断层和犁式正断层。

这种解释意味着在同一地质时期可能存在三种不同的应力系统即在发生水平挤压推应力的同时,又发生水平拉张应力,很显然这与断裂构造的变形机理是不相符的。

构造断裂力学分析表明,产生断层主应力体系必须三倍于其他两个方向上的主应力。

因此,在挤压应力为主产生变形的同时,垂直和水平方向应力相对较小,一般不会发生大规模的张性构造变形和断裂,褶皱顶部断裂除外。

图二b所示是按积压应力作用下发生的变形与断裂机理解释的构造特征,很显然该剖面是逆冲推覆构造的地震响应,以发育低角度逆冲断层为典型特征,剖面中间的同相轴下弯现象主要是由于高速度的逆冲推覆片体叠置引起速度上拉造成的。

(三)构造解释内容简介剖面解释是构造解释的基础,主要是时间剖面上进行。

剖面结实的主要任务是在时间剖面上确定断层,构造,不整合面和地质异常体等地质现象。

剖面解释还包括把时间剖面转换成深度剖面,为局部构造和区域构造发展史研究提供基础性资料。

所谓空间解释主要是断层的平面组合,构造等值线的勾绘,等深度构造图和地层等厚度图的制作等,即要把各条剖面上所确定的地质现象在平面上统一起来,这样才能较全面的反映地下构造的真实形态,也是构造解释的最终成果。

综合解释实在剖面解释和空间解释的基础上,结合地质其他地球物理资料进行综合分析对比,对含油气盆地的性质,沉积特征,构造展布规律,油气富集规律作出综合评价和有利区块的预测。

地震资料的构造解释具体步骤包括:1.确定反射标准层主要依据地震剖面的反射特征,选择特征明显的反射同相轴,结合地质解释赋予其明确的地质意义。

2.波的对比运用地震波在传播规律方面的知识,对地震剖面进行去粗取精,去伪存真由表及里的分析,把不同剖面间真正属于地下同一地层的反射波识别出来。

3.根据反射波在地震剖面上的特征,结合各种典型构造样式类比与分析,解释剖面上同相轴所反映的各种构造地质现象以及其相关的地震响应与成因机理等。

根据工区内地震剖面解释,作出反应某一个地层起伏变化的构造图,并根据有关含油气方面地震地质信息对其含油气性作出评价。

二、断层在地震剖面上的反映及其解释断层是一种普遍存在的较复杂的地质现象,我国华北,苏北,江汉,南海北部湾盆地等地区,断层都相当发育,断层对于油气的运移,聚集起着很重要的控制作用,与油气藏的形成,分布,富集有十分密切的关系。

因此正确解释断层就成为地震资料解释中一个十分重要的问题。

(一) 断层在时间剖面上的主要特征实践积累了大量研究断层的经验,总结出下列识别断层的主要标志:1.反射波同相轴错断断层两侧同相轴发生错断,但反射特征清楚,波组或波之间关系稳定,这一般为中小型断层的反映,由于断层的规模大小不同,可表现为波组或波系的错断,如图所示,由三个波组构成的波系发生两次错断,表明存在两条断层。

2.反射同相轴数目突然增减或消失波组间隔突然变化,在断层的下降盘地层变厚,而上升地层变薄失。

如图所示:3.反射波同相轴形状突变,反射凌乱或出现空白带由于出现断层错动引起的两侧地层产状突变,或是断层面的屏蔽作用和对射线的畸变造成的。

如图所示:4.标准反射波同相轴发生分叉,合并,扭曲,强相位转换等现象一般这是小断层的反映但有时这类变化可能是由于地表条件或地下岩性变化以及波的干涉引起的。

如图所示:5.异常波的出现,这是识别断层的重要标志。

(二)断层模型的剖面特征要正确解释断层,首先应搞清不同几何形态的断层在时间剖面上的理论图形如何,以便帮助我们对实际剖面上的断层进行正确的解释。

1. 水平地层中的断层如图所示:从图中可以看出地震反射剖面特征与实际模型基本一致,断层棱点处出现绕射波。

2.倾斜地层中的断层当断面倾斜时。

断面反射波向其下庆方向偏移。

有下列情况:(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。

在水平叠加剖面上,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。

如图所示:(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。

如上图所示。

(3)反屋脊断层上下盘地层倾向相反,形成下凹状屋脊状,称为反屋脊断层。

如上图所示。

在水平叠加剖面上,饭屋脊断层上下盘断点距离小于实际断点距离,上下盘地层发生交叉或重叠。

如果以上下盘反射断点连线作为断面,会错误地改变断层性质,造成断面反向。

(4)断层的牵引现象断层的牵引现象是普遍存在的,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,有断层牵引作用造成的凹凸界面产生的反射波和回转波往往与绕射波混在一起,这些不同性质的地质现象产生的波相互干涉,形成比较复杂的地震反射。

(5)正断层与逆牵引,如图所示:为正断层与逆牵引的地质模型和地震响应逆牵引背斜上下形态相近,较实际背斜开阔宽缓,断面波分为几段出现背斜核部,上下盘反射出现交叉。

(6)逆断层与挤压褶皱如图所示:为逆断层与挤压褶皱构造的地质模型和地震响应,可以看出地震剖面的形态复杂得多,断面波偏向下倾方向与上盘反射相交。

3.断层面对下伏地层的影响(1)断层面对反射波能量的评比作用(2)断层面对射线的畸变作用如图所示:4.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应时不一样的,这主要受断层走向和测线夹角的影响,如图所示:反映的是视倾角与真倾角之间的关系。

当测线和断层走向成弧形相交时,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。

如图所示:表示的是测线穿过弧形断层上下盘地层的可能出现的断层剖面特征。

5.断层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,对于提高解释精度具有十分重要的意义。

(1)断层面的确定(2)断层升降盘及落差的确定(3)断层面的倾角问题三、特殊地质现象的解释由于构造运动的影响,在地质发展过程中形成了一些特殊的地质现象。

例如:不整合,超复,尖灭,逆牵引,古潜山等。

了解它们在地震剖面上的特点对构造解释也很重要。

(一)不整合面的解释不整合的研究在地震构造解释中。

对于层序界面划分,隐蔽有藏得确定,盆地演化历史分析都具有十分重要的意义。

不整合是地壳构造运动引起的剥蚀面或沉积间断面,按不整合面上下地层解除关系分为平行不整合和角度不整合。

平行不整合又叫假不整合,主要受差异升降运动的影响,老地层呈水平状出露地表并长时间遭受剥蚀,而后又整体下降接受新的沉积。

因此,与老地层产状一致,其间存在剥蚀面平行不整合与沉积间断很难区别。

前者强调的是先沉积而后由于上升而遭受剥蚀,后者强调长期处于平衡状态,既不接受沉积,又不遭受剥蚀。

在地震剖面上平行不整合由于时间间隔和言行差异大,波阻抗差也大。

反射波振幅强,波形变化大,较容易与层面反射波区别,而且由于不整合面一般凹凸不平,往往产生绕射波。

角度不整合主要受地壳构造运动的影响,使岩层发生倾斜或褶皱,经过风化剥蚀后下降再接受新的沉积,因此,老地层便以一定角度与新地层接触。

角度不整合根据下伏地层剥蚀程度和剥蚀面起伏变化可分为准平原化角度不整合和凹凸不平的角度不整合。

如图所示:在地震剖面上角度不整合比较容易识别,发射波的波形,振幅是不稳定的,上下地层的反射同相轴会出现一定的交角。

(二)超复,退复和尖灭超复和退复发育于盆地边沿和斜坡带。

超复是海侵发生时新地层依次超越下面老地层,沉积范围扩大所形成;退复则是海退时新地产的沉积范围依次缩小而形成。

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