Слайд 1Раздел 4: Основы структурной геологии и контроль залежей УВ
Вопросы:
1. Формы
залегания горных пород
2. Структуры сжатия
3. Структуры растяжения
4. Структуры сдвига
5. Структурные
карты
6. Трещинные структуры (структуры без смещения)
Структуры со смещением
Слайд 2
Структурная геология изучает формы залегания горных пород в земной коре,
причины их возникновения и историю развития.
Залеганием называется пространственное положение в
земной коре тел горных пород.
Формы залегания горных пород – это простейшие составные части земной коры: отдельные слои (пласты) горных пород, складки, трещины, разрывные смещения.
Слайд 3Пласт (слой) — геологическое тело, сложенное однородной породой, ограниченное двумя
более или менее параллельными поверхностями напластования, имеющее одинаковую мощность и
занимающее значительную площадь.
Что такое пласт (слой)?
Слайд 41. Формы залегания пластов горных пород
Горизонтальное залегание (первичное) – кровля
и подошва пласта близки к горизонтальным поверхностям (измеряется горным компасом,
определяется по топографической карте или вычисляется по трем буровым скважинам)
Наклонное залегание (вторичное) – пласты на обширных пространствах наклонены в одном направлении (моноклинальное залегание) – определяется по элементам залегания (падение, простирание, угол падения)
Складчатые формы залегания (вторичные) – волнообразные изгибы в слоистых толщах образующиеся при пластических деформациях
Слайд 5Пример горизонтального залегания пластов
Слайд 6Пример субгоризонтального залегания пластов
Слайд 7Пример наклонного залегания пластов
Слайд 8Пример наклонно залегающих песчаных пластов
Слайд 9Пример складчатого залегания пластов
Слайд 10Элементы слоя (пласта) и элементы залегания
кровля
подошва
Слайд 12Определение истинной мощности наклонного пласта
(на дневной поверхности)
Определение истинной мощности пласта
в буровой скважине
Слайд 13Тектонические деформации
Пластическая
деформация
Хрупкая
деформация
Сжатие
Растяжение
Сдвиг
Складки
Растяжение и утонение
Изгиб
Разломообразование
Разломообразование
Разломообразование
Структуры – реакция недр на деформации, т.н.
структурный «отпечаток»
Упругая деформация
Слайд 15 2. Структуры сжатия
Типы структур сжатия:
1. Взбросы
2. Надвиги
3. Складки
Слайд 161. Строение взбросов
Элементы строения взбросов:
АБ — амплитуда по сместителю;
БВ — стратиграфическая амплитуда; БД — вертикальная амплитуда; АД —
горизонтальная амплитуда; — угол наклона сместителя
Взбросы – это разрывные нарушения, у которых плоскость сместителя наклонена в сторону приподнятого крыла
Слайд 182. Строение надвигов
Надвиги – разрывы взбросового типа, возникающие одновременно со
складчатостью или накладывающиеся на складчатые структуры. По наклону поверхности сместителя
выделяют: крутые (более 45), пологие (менее 45) и горизонтальные надвиги. Амплитуды перемещений – сотни метров – первые километры
Слайд 19Тектонические покровы – шарьяжи (разновидность надвигов)
Тектонический покров – это горизонтальный
или пологий надвиг с перемещением пород на расстояния в десятки
и сотни километров. В строении выделяют: 1) нижний ярус (автохтон), 2) верхний ярус (аллохтон)
Слайд 20Надвиговый комплекс Центральных Карпат
Слайд 213. Складчатые структуры
Антиклинали – изгибы, в центральных частях которых располагаются
наиболее древние породы относительно их краевых частей
Синклинали – изгибы, в
центральных частях которых располагаются более молодые породы, чем в краевых частях
Слайд 22Тип складки устанавливается по возрасту отложений
Слайд 25Графическое изображение основных элементов складок
Слайд 26Графическое изображение симметричных, асимметричных,
опрокинутых и лежачих складок.
1. Классификация складок
по положению осевой поверхности
Морфологическая классификация складок
Слайд 28 Механизмы образования складок
Складки продольного (вдоль слоев) и поперечного (поперек
слоев) изгиба, механизм их образования и ориентировка напряжений
Складки продольного изгиба
Складки
поперечного изгиба
Слайд 29Примеры типов структур, возникающих в складках продольного изгиба с
нейтральной
деформационной поверхностью.
Верхняя часть слоя находится в обстановке растяжения, а
нижняя – сжатия.
Слайд 30Изображение складок в плане и разрезе
прямая
наклонная
опрокинутая
Слайд 32Примеры складок толстокожной и тонкокожной тектоники (1-3)
Слайд 33Примеры складок поперечного изгиба (1-4)
(складки облекания)
Слайд 34рпл
Соляной диапиризм
Ловушки соляных куполов
Экранирования боковой поверхностью диапира
Экранирования оперяющими
разломами
В антиклинальных структурах облекания
В кепроке
В линзах трещиноватости над диапиром
Слайд 353. Структуры растяжения - сбросы
Сбросы – разрывные нарушения, у
которых плоскость сместителя наклонена в сторону опущенного крыла.
Слайд 38Чередование падающих навстречу друг другу сбросов – система горстов и
грабенов
Горст (в центре более древние отложения)
Грабен (в центре более молодые
отложения)
Слайд 40Последовательность залегания пород у сброса и взброса
Слайд 41Blue Ben Fault, Somerset
(Ehrlich 2006)
Пример строения разлома
Глинка трения в плоскости
разлома является обычной, однако другие факторы, например будинирование и цементация,
являются важными в экранировании разломами.
Слайд 43Сдвиги – разрывы, смещения по которым происходят в горизонтальном направлении
по простиранию сместителя
Слайд 44Примеры сдвигов
с вертикальным сместителем
с наклонным сместителем
с горизонтальным сместителем
Слайд 45Взаимоотношения сдвигов с вмещающими породами
Слайд 47Морфология сдвиговых зон в разрезе
При преобладании растяжения в зоне сдвига
При
преобладании сжатия в зоне сдвига
Слайд 48Ступенчатые структуры
Ступенчатые взбросы
Ступенчатые складки
Ступенчатые структуры с уступом влево и вправо
Осевые
плоскости
Слайд 49Влияние разломов на залежь углеводородов
Слайд 50Типы ловушек Сейшельского НГБ
1. Ловушки в блоках с наклонными разломами
2.
Ловушки в приразломных складках
3. Ловушки в приподнятых блоках
Слайд 51Ловушки, образовавшиеся при сдвиговых движениях
Ступенчатые складки
Наклоненные клиновидные структуры
Поперечные складки
между ступенчатыми сбросами
Слайд 525. Структурные карты - изображение структур на картах с помощью
изолиний
Слайд 61 Отображение геологических структур с помощью структурной карты
Слайд 62Пример структурной карты сводового поднятия
Слайд 64Изображение разломов на структурной карте
Слайд 65Что такое естественная трещина?
Макроскопическое планарное нарушение сплошности, являющееся результатом напряжения,
превышающего прочность породы на разрыв (Stearns, 1990).
Пластовая трещина это естественное
макроскопическое планарное нарушение сплошности в породе вследствие деформации (Nelson, 1985).
6. Трещинные структуры (структуры без смещения)
Слайд 66 Формирование трещин
Разрушение растяжения – развитие отрыва
Разрушение сдвига – образование
трещин скалывания
Трещины растяжения (отрыва)
Очень многочисленные
Компенсируют незначительную деформацию
Трещины сдвига (скалывания)
Менее многочисленны
Компенсируют
значительную деформацию в трещиноватых зонах и разломах
Могут быть схожими по свойствам с пористыми пластами
Слайд 67Типы трещин
В экспериментах по деформации пород различные типы трещин образовывались
при различных условиях напряжения
Сдвиговые трещины
Трещины отрыва при растяжении и сжатии
Слайд 68Параметры, используемые для описания трещин и систем трещин
Отдельные трещины
1. Ориентировка
(азимуты падения, простирания, угол падения)
2. Размер (протяженность)
3. Местоположение
4. Kh –
пропускная способность
5. Апертура (ширина)
6. Частота
Системы трещин
1. Густота,
2. Ограниченность,
3. Связанность
Трещины близкой ориентировки (отличия не более 10-15 град.), объединяются в ряды трещин.
Слайд 69Систематич. трещины
Несистематич. трещ.
Стыковые соединения
Несистематич. трещины
Номенклатура трещин отдельности
Слайд 70Трещины определяют блоки матрицы
Слайд 71Плотность системы трещин и расстояние между ними могут быть различными
Плотность
– Общая длина/площадь
Частотность (1/расстояние между соседними) = Кол-во/длину
Слайд 72В объеме трещиноватой породы много трещин…
Частотность трещин – это кол-во
пересек. скважину трещин на ед. длины. Зависит от ориентировки ствола
скважины!
Что такое частотность трещин?
Слайд 73Пример минерализованных трещин двух направлений. Изучение плотности и параметров трещин
производится вдоль двух взаимно перпендикулярных направлений (по отношению к трещинам)
в плане и в вертикальном сечении (на рисунке не видно), что характеризует трещины в трехмерном пространстве.
Слайд 74Связь трещин с геологическими структурами
Трещины связанные со складчатостью
Трещины связанные с
разломом
Высокая плотность трещин в замке складки
Зона открытых трещинных каналов
Слайд 75Трещины растяжения при складкообразовании
Растяжение
Сжатие
Слайд 76Связанные со складками трещины и траектории скважин
Траектории скважин, рассчитанные для
пересечения наборов трещин в складках.
Продуктивная скважина в заднем крыле антиклинали.
Скважина,
под большим углом пересекающая направление простирания трещин.
Скважина в переднем крыле, пересекающая ось складки и пробуренная до крутого крыла.
A
B
C
Слайд 77Трещины в связи с разломами
Трещины возникают в зоне динамического влияния
разлома
Слайд 78s3
sn
Трещины сдвига и растяжения в
породах различного состава. Как
они
будут влиять на проницаемость?
Слайд 79Трещина растяжения переходит в трещину сдвига в мягкой породе.
Почему?
Как это повлияет на проницаемость?
Слайд 80Кальцитовые прожилки пересекают карбонатную породу и не распространяются в глинистые
сланцы
Слайд 81Избирательная приуроченность трещин к прослоям известняков
Слайд 82Изучение трещин в керне
Анализ керна позволяет:
1. Отличить
естественные трещины от вторичных,
2. Определить геологические характеристики
проводящих трещин,
3. Установить последовательность формирования трещин по характеру заполнения минералами и взаимным пересечениям
4. Проверить на наличие потенциально изолирующих трещин
Слайд 83Трещины входят и выходят из керна под углом
Они не параллельны
оси керна
Трещины имеют нарушенную или (корродированную) поверхность
Это не «свежий» скол
Трещины
иногда совпадают с природными ослабленными границами
Например с границами пластов
Обычно трещины минерализованы
Если трещина полностью заполнена минералами ее называют «залеченной»
Характеристика естественной трещиноватости в керне
Слайд 84Характеристика естественной трещиноватости в керне
Естественная трещиноватость в карбонатных породах. Трещины
косо ориентированы относительно оси керна, субпараллельны и проникают через весь
образец. Заметьте «корродированность» поверхности левой трещины
Слайд 86Диагностика трещиноватости технологией FMI
Распределение азимутов простирания трещин
Гистограмма распределения углов падения
трещин
Слайд 87ИЗУЧЕНИЕ И ОЦЕНКА ТРЕЩИНОВАТОСТИ (а)
И КАВЕРНОЗНОСТИ (б) КАРБОНАТНЫХ ПОРОД
(по К.И.Багринцевой, 1977)
Слайд 88 Какая информация нужна для создания модели трещины?
Чтобы установить потенциальную
проницаемость трещинной системы необходима:
Информация о геометрии трещинной системы (oриентировке,
протяженности, апертуре и др.).
Информация о современном поле напряжения, полученная путем прямого измерения (трещины гидроразрыва)
Информация о механических свойствах вмещающих пород
Информация о направлении флюидного потока.
