断层和裂缝尺度识别方法探讨

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断层带与裂缝关系研究进展

断层带与裂缝关系研究进展陈霞飞;桑晓彤【摘要】通过对近年来众多学者对断层带与裂缝形成机制、特征、油气运移等方面大量的文献调研得出:断层带两盘裂缝发育程度存在差异,不同力学性质的断裂带两盘裂缝发育相差较大,不同岩性的断层带裂缝发育程度不同,断层带产状对裂缝发育程度也有影响.近年来的研究成果主要在定性的基础上对断层带和裂缝关系进行研究,但对两者的关联性的定量研究相对比较薄弱,随着数值模拟和物理模拟的不断完善,多种手段综合运用将会是断层带与裂缝今后研究的一个趋势.%Fault zone and fracture correlation played a very important role in oil and gas migration and accumulation.The paper drew a conclusion in recent years through many scholars for fault zone and the crack formation mechanism,characteristics,oil and gas migration aspects,such as a large number of literature study.We found between the side crack development degree existed differences,the mechanical properties of different fault zone two side crack growth was a large distinct.Different lithologic fault zone of the crack development degree were different.Fault occurrence of fracture development degree would also be affected.In recent years,the research mainly based on qualitative research of the relationship between fault and fracture.But for both of the relevance of quantitative research was relatively weak.With the constant improvement of numerical simulation and physical simulation,we found integrated use would be one of the fault zone and cracks of the future research trend.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2017(035)006【总页数】8页(P951-958)【关键词】断层带;不同力学性质;断层两盘裂缝;裂缝发育程度【作者】陈霞飞;桑晓彤【作者单位】中国石油大学华东地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学华东地球科学与技术学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】P618.130.2+5断层是地质体沿着破裂面发生了明显位移［1］，而与断层有着密切关系的裂缝是岩石受力发生破裂，且两侧的岩石沿破裂面未发生明显位移［2］，断层和裂缝最主要的区别在于位移规模的大小.断层带是断层两侧一定宽度、长度、高度的三维地质体，具有复杂的内部结构［3-5］.对于断裂带内部结构，不同学者具有不同分类方案，Caine在研究断层对流体疏导、阻碍等水文地质条件时，把断层带划分为断层核、破碎带和围岩，其中断层核包括滑动面、断层角砾岩、碎裂岩和断层泥等断层岩充填的部分，其渗透率较小；破碎带是断层核外侧断层从属构造，如裂缝、断层褶皱发育带等，其孔渗率较高；围岩为破碎带外侧的正常岩层，其孔渗性介于两者之间［3］.也有学者根据渗透性高低划分为滑动破碎带和诱导裂缝带［4］.付晓飞把断层核定义为由不同类型的断层岩和后期胶结物组成，具有分选差、黏土含量高、颗粒粒径小、岩石比较致密等特征，具有比围岩更低的孔渗性；破碎带同围岩相比发育大量的裂缝，裂缝的密度随着离断层核距离的增大而逐渐减小，孔渗较高［5］.虽然不同学者对断层带内部结构分类方案存在差异，但其划分的本质是根据断层内部结构带对油气输导能力，即断层带内部结构渗透性高低，也反映出断层带裂缝发育程度.断层带与裂缝形成机制、特征及油气运移是断层带与裂缝研究的侧重点，断层带性质与裂缝性质及发育方位密切相关［6］；张性正断层控制的裂缝主要是与主断裂平行的张裂缝和剪裂缝，而走滑断裂控制的裂缝是与其斜交的多组剪裂缝、一组张裂缝和一组与其平行剪裂缝［7-9］，而逆断层控制裂缝主要是垂直于逆断层走向的最大主应力方向形成的张裂缝、一组产状与断层面相同的和另一组与断层面在剖面上呈一定角度相交的剪裂缝［10］.断层带两盘可根据裂缝发育程度分为主动盘和被动盘［11，4］.通常正断层的产状比较陡，大多数在45°以上，以60°左右较为常见，正断层上盘在自身重力作用和最大主应力共同作用下易沿着高角度断层面向下滑动，相对运动强烈，裂缝较为发育，有利于油气运移、储集.逆断层上盘在最大主应力的作用下沿低角度断层面向上运动，上升盘相对运动较为强烈，更容易形成裂缝.也有学者对碳酸盐岩地区走滑断层周围的裂缝与距断裂距离的定量关系进行统计分析，得出两者之间呈指数关系，即随着断裂距离的增大，裂缝发育程度减弱［12］，但对于走滑断层两盘裂缝差异性，在现有的研究成果中未取得很大进展.本文就从断层带与裂缝的形成机制、断层带与裂缝的关系、断层带周围裂缝的特征等对近年来国内外学者的研究成果进行归纳，以方便学者更加快速了解近年来研究成果，并提出了一些自己关于断层带与裂缝研究的见解，为学者对断层带与裂缝进一步研究奠定良好的基础.沉积物在沉积过程中受物源距离、矿物成分、环境等因素的影响，形成地层碎屑矿物的分选性和磨圆度存在差异性.矿物颗粒内部或矿物颗粒及集合体之间存在微小的弱面以及孔隙，这也在本质上影响了岩石的强度，制约了断裂发生的难易程度，影响了断裂带裂缝发育的密度.有学者通过实验来探索裂缝形成过程，把岩石变形至破裂过程分为4个阶段（见图1）：第一个阶段为裂缝紧闭，岩石中原有的孔隙和裂缝由于受压而逐渐紧闭；第二个阶段为线弹性阶段，裂缝完全闭合，由于裂缝面上摩擦力阻碍了相对滑动，纵向应变、横向应变以及体积应变都与应力呈线性关系，在方位最不利的裂缝两端出现拉应力集中，当拉应力超过岩石的抗拉强度时，会在裂缝端部形成张裂缝扩展，先存裂缝会因受到剪应力值超过摩擦力值而开始滑动；第三个阶段为裂缝稳定扩展阶段，应力与应变不再呈线性关系，新扩展的裂缝面随应力值逐渐与最大主应力平行，随着裂缝扩展和转向，其端部的应力集中趋于缓慢，要延伸需要更大的应力，随着应力值的增大，其他方向裂缝也发生延伸和滑动，到新产生的裂缝不足以吸收因裂缝延伸而释放的应变能时，裂缝延伸会重新加速；第四个阶段为裂缝不稳定扩展阶段，裂缝快速发展、交叉且联合成宏观的断裂面，最后块体间进行滑移［13］.Byerlee研究表明，断层滑动发生在内摩擦系数一定范围内的岩层中，在地壳浅部，内摩擦系数f大致可取0.85，在地壳深部时，f大致可取0.6［14］，因此有学者认为可以通过Byerlee定律来评价断裂发生的难易度，进而评价裂缝发育程度.就断层而言，断层面一旦开始滑动，破碎的岩石会充填断层拉开的空间形成破碎带.由于碎裂作用、黏性流动、研磨作用及胶结作用，导致破碎带内的岩石发生变质，形成断层岩，围岩由于应力集中产生大量的裂缝［15］，对于断裂带来说，断裂带的形成受到多种因素的互相影响，研究时不能局限在某单一因素，应在多种因素共同考虑的基础上，去综合研究断裂带裂缝存在规律性.断裂发育程度与岩石的力学性质密切相关，Anderson分析了应力状态，认为形成主应力轴趋于垂直平面，断裂面为一个剪裂面，最大主应力（σ1）指向断裂面的锐角平分线方向，而最小主应力（σ3）指向钝角平分线方向.遵循此种模式对应形成正断层的应力状态为最大主应力直立（σ1）、中间主应力（σ2）和最小主应力水平（σ3）［16］，引起正断层有利条件是：最大主应力（σ1）在铅直方向逐渐增大或者最小主应力在水平方向逐渐缩小（图2a）［17］.逆断层的应力状态和莫尔圆表明，有利于逆断层的形成条件为σ1在水平方向逐渐增大或者是最小主应力σ3在垂直方向逐渐减少见图2b［17］.但也有学者在野外地质勘查也发现了在某些情况下共轭剪切角为钝角，即最大主应力为钝角的角平分线［18-19］.吕洪波详细地论述了造成这种现象的原因：①前人的破裂实验都是在干样品在地表围压下进行的，而原始的沉积过程岩石与干样品的物性差异性很大；②最初沉积过程最大主应力在锐角角平分线上，但随着水平挤压继续进行，主压应力方向地壳发生了水平缩短，而相应地在与之垂直的水平方向则可发生拉伸，发生象限反转，最大主应力变为后来钝角所在的象限（见图3）.也有学者通过实验验证了在塑性或韧性剪切带的情况下共轭角大于45°［20］.对于岩石破裂过程中最大主应力方向是钝角角平分线还是锐角角平线，应根据具体的实际情况而定，而不是简单地搬用一些现成的模式.走滑断层早期造成两组相交的共轭破裂，其中一组R剪切面与主扭带走滑成低角度，为右行剪切，产生左阶步破裂.另一组R′剪切面与主纽带走向成高角度，为左行剪切，产生右阶步破裂（见图4），P剪切破裂和R剪切面与主扭断层带夹角一般为10°左右，是在扭动过程中晚期形成的［21］.断裂发生的最本质的原因是有力源，而构造运动是这个力源的诱导者，构造应力场为这个力源传播的媒介，构造应力是裂缝形成与分布的外界条件，它主要控制了储层裂缝形成的空间分布和力学性质［22-23］.孔隙流体压力也影响着裂缝的发育，当孔隙流体压力累积到超过断裂开启时，断裂及裂缝开启，断裂附近应力得到释放，引起岩石体积膨胀，脆性增大，容易发育裂缝，形成油气运移储集场所［24］.对构造应力和孔隙流体压力来说，构造应力可以通过作用于孔隙中的流体，促使孔隙流体压力增大，使岩石体积膨胀，脆性增大，容易形成裂缝，进而成为油气运移、储集场所.成分相同的岩石，随着其粒度和孔隙度减少变得致密，岩石强度增加，岩石在经过弹性变形后，在应变能较小时表现出破裂变形的性质，更加有利于岩石中裂缝的形成.温度对岩石力学性质有显著的影响，在地表的多数岩石表现为脆性；随着深度的增加，温度升高，到一定深度就会从脆性向塑性过渡.脆性地层受力变形后颗粒间发生较小晶间位移，结构面失稳需要较小的能量，有利于形成裂缝.对塑性地层受力变形时而言，组成岩体颗粒的变形方式为晶间会发生较大的位移滑动，消耗能量多，剩余能量少，滑动结束后结构无破坏，无明显破裂产生，也不易形成裂缝［11］，因此脆性地层比韧性地层更容易形成裂缝.层面相交的构造裂缝可能有两种成因：第一种，裂缝是在层间剪切作用下在地层中形成的新构造裂缝（见图5）［25-26］；第二种，裂缝可能是早期存在的微破面的基础上发生层面滑动，对于地层间滑动作用下活动的早期裂缝以及新形成的裂缝来说，早期存在微裂缝也大多与地层面斜交，新构造裂缝形成所需要应力大于早期裂缝活动所需要应力［27］，对于层面相交的构造裂缝成因的作用力与微破裂的先后顺序是相对于各自所占的比重大小，当作用力大时，力主导了构造裂缝形成，当微破裂较为发育时，微破裂在构造裂缝形成中占了主导作用.对于地层厚度与裂缝之间相关性，不同学者有不同的认识，有部分学者认为裂缝系统随着地层厚度增加而减少［11］，也有学者研究发现，在滑动量较大的厚地层中，裂缝也较为发育［28］.总而言之，对于地层厚度和裂缝关系，在岩性，构造应力差异值较小的情况下，岩层厚度越大裂缝越不发育，但在滑动量较大的厚地层中裂缝也有可能发育.地层岩性的脆性对构造裂缝影响重大，通常砂岩脆性最大，含泥质砂岩次之，泥岩脆性最小，在特定的构造应力背景下，地层脆性控制了构造裂缝发育，当地层岩性脆性度大于某一极限值时更易发育高角度裂缝，而低于极限值时更易发育中低角度裂缝［29］，对地层与裂缝之间的关联性，需要综合多种因素，如地层厚度、岩性、古构造应力来综合分析，探索它们内在规律性，从而更好地服务于油田生产.综上所述，断层带与裂缝的形成机制主要受岩石力学性质、构造应力、组成矿物颗粒的大小、孔隙流体压力、地层厚度等多种因素的影响，就岩石力学性质而言，脆性岩石破裂所需要的应力低于韧性岩石破裂的应力，因此，一般来说脆性岩石易于破裂，而岩石温度高低直接影响其力学性质，温度越高岩石韧性越高，越不利于岩层形成裂缝，而饱和的孔隙流体压力能够增加岩石的脆性，构造应力与岩石破裂的应力差值越大越有利于岩石破裂，就地层厚度而言，一般来说越厚越不利于形成裂缝，但在滑动量较大的厚地层也有利于裂缝形成.断层带裂缝直接影响着油气运移、聚集成藏，对于油田勘探开发具有重大意义.国内外学者针对不同力学性质断层（正断层、逆断层、走滑断层）断裂带的裂缝特征进行了大量研究，主要通过野外露头观察、岩心及薄片描述、EMI成像测井、物理模拟试验手段，而野外露头观察是最直接、最直观研究断层带裂缝的手段.研究表明，裂缝发育方位与断裂发育方位关系紧密，断裂发育程度直接决定裂缝的发育程度［30］，而断裂（空间分布）与裂缝发育密度密切相关，断裂活动性越强，断裂穿层越多，裂缝发育规模越大［31］.一般来说，大规模断裂随着与其距离的逐步增大，周围围岩所受到的应力逐渐变小，岩石越不容易破裂形成裂缝，裂缝密度越来越小（见图6）［12，32-34］.也有学者研究得出断层带存在一个临界宽度与影响裂缝发育密度密切相关，在临界宽度以内，裂缝发育密度与距断层距离成反比［35］，即越靠近断层带裂缝越密集，越有利于油气运移、储集.正断层既可以是张应力下形成的张破裂，也可以是由剪应力作用下形成的剪破裂，但受围压环境的影响，形成正断层更多是剪破裂而不是张破裂［36］，由于正断层面较陡，因此，可能形成高角度或垂直张裂缝以及平行断层和断层共轭的剪裂缝.也有学者研究认为，断层带张裂缝的平面走向平行于正断层面，发育的共轭剪裂缝面与最大主应力夹角小于45°，大多数情况下为30°［10］.但对于多期构造运动形成的断裂，断裂带周围的裂缝特征会更加复杂化.对正断层而言上盘通常为主动盘，而下盘为被动盘，在岩性相差不大的两盘，上盘裂缝更为发育，在断距超过10 m的断层，上盘裂缝发育宽度比下盘更大，越靠近断层核部位变形强度越大，裂缝规模和密度越大［24］.随着远离断层核变形程度减弱，上盘裂缝密度逐渐减小，相比之下，下盘裂缝密度更复杂，无明显减小规律［37］.对断层相关褶皱而言，位于断层转折端附近的构造裂缝要比两翼的构造裂缝发育；其次，构造裂缝密度与距断层距离之间有明显的指数关系（见图7）［38］.但是断层带两盘裂缝内充填矿物影响着裂缝的有效性，全充填或半充填矿物对两盘裂缝影响如何，没有一个较为详细的定性或定量评价.而对于裂缝形成期次来说，一般切穿矿物裂缝形成时期晚于矿物形成时期，要定性判断切穿裂缝的形成期次，需要对所切穿的矿物进行测定形成时间，但要更精确确定裂缝形成期次，可以通过岩石声发射实验进行确定，也可以通过包裹体测温来确定裂缝期次，主要依据不同期次裂缝充填物中含不同均一温度包裹体.一般情况下，正断层倾角越大，断裂发生时所需要的时间幅度越小，产生的应变能也较小，两盘裂缝越不发育；正断层倾角越平缓，由于两盘相互作用幅度大，作用时间越长，越有利于形成裂缝.逆断层在不同控制因素下两盘裂缝发育特征存在差异性，由逆断层产生的构造裂缝，主要由张裂缝和剪裂缝组成.在断层附近，由于断层活动造成的应力扰动作用，沿断裂带具有明显的应力集中现象，裂缝发育程度大［39］.越靠近断层带，构造裂缝面发育程度越高；反之，越低.就岩性方面而言，岩石脆性越大，逆断层带裂缝越容易发育.也有学者通过数值模拟在施加水平力一定时，改变断层倾角，断层区域具有不同的应力和应变分布，当逆断层角度改变为20°时，应力、应变值最大，裂缝发育程度高（见图8）.但是现场实际情况与模拟结果的吻合度并没有得到充分的验证.就现今数值模拟来说，主要是对单一变量进行模拟，在现有的技术手段下对多种变量进行数值模拟仍然不能进行，也制约了断层带裂缝特征的研究，如何在多种变量下进行数值模拟，将会是今后研究所要攻破的关键问题点.对逆断层而言，有学者研究发现，靠近断层带附近发育两组共轭剪性缝：一组平行于断层面的低角度裂缝，另一组则与断层面有一定角度斜交.远离断层面时，主要以高角度裂缝为主，包括张性缝和剪性缝［40］，也有学者认为张裂缝是垂直于逆断层走向的最大主应力方向形成的，平面上走向与断层面走向垂直，剖面上也近垂直产状［10］.通常情况下，逆断层是在挤压环境下形成的，当岩层受到挤压应力作用时，岩石在出现破裂之前应力在连续地质体内部传递；岩石破碎之后，随着破裂面出现，一大部分应力会消耗在断层上盘，因此，传递给断层下盘应力减少，导致断层上盘裂缝比断层下盘裂缝更发育的现象.而断裂活动时产生的诱导作用，可以使逆断层带内部的裂缝发生扩张，体积膨胀，可以形成空腔［41］，是断裂活动时油气运移主要运输通道.断裂静止裂缝未充填前期，裂缝具有较高的孔渗性，油气通过裂缝带运移，裂缝充填后，破碎带主要为油气运移的主要通道［42］，因此，油气运移时间与断层活动时间、裂缝充填顺序密切相关，在研究时需要综合考虑多种因素，以便取得更大突破.剪切作用形成的走滑断层带两侧的裂缝是断层带油气运移、聚集的路径之一，研究其周围断层带两侧裂缝特征在油田探勘开发中具有重要意义.走滑断层内部结构可分为断层核和破碎带［43］，就断层核而言由于受到挤压、研磨断层泥异常发育，塑性较大，不利于发育裂缝，有学者根据破碎带在断层核内和围绕断层核分布分为端部破碎带、围岩破碎带和连接破碎带［33］：端部破碎带为应力集中区，一般发育羽状裂缝、马尾状裂缝为特征，而羽状裂缝具有厚、短、羽状开启等特征；马尾状裂缝具有长、薄、分叉等特点，围岩破碎带的裂缝密度随着远离断层核距离而减小［44］.连接破碎带内发育高角度裂缝是有效的油气运移、储集的场所.研究表明，走滑断层带控制的构造裂缝与断裂距离存在一种指数关系，随着与断裂带距离增加，裂缝密度呈指数下降，并且存在一个裂缝密度逐渐减少的范围，此范围以外区域控制的裂缝带，裂缝密度变化缓慢，相对稳定.研究发现，走滑断层可以在拉张力和挤压力环境下形成，因此，有学者就从张性和压性来研究裂缝发育情况：压性走滑断裂带控制的构造裂缝带远比张性断裂控制的构造裂缝宽，压性走滑断裂附近的构造裂缝相对比较发育，前者约为后者的10倍［12］，因此压性走滑断层带裂缝发育规模更大更加有利于油气聚集.走滑断层破碎带范围较大，由走滑断层应力状态所决定，走滑断层两盘，其裂缝基本同等发育，平面上断层带与裂缝呈锐角相交，剖面上近于垂直［10］.不同学者对走滑断层带裂缝特征研究侧重点有所不同，但总的研究成果表明，破碎带为裂缝最发育的部位，也是油气最有利运移、聚集的场所.但是现在研究走滑断层带与裂缝关系特征都是建立在野外露头的直接观察上，在野外实际观察中受各种条件的限制，研究只局限于露头比较发育的极少一部分区域，对埋藏于覆盖区的走滑断层并不能进行系统研究，因此，在研究时注重野外调查的基础上，同时结合室内物理模拟和数值模拟，才能使走滑断层带与裂缝关系特征的研究从定性到定量的过渡，从而在走滑断层带与裂缝关系中取得较大的突破.随着油田勘探难度日益增大，从定性到定量研究已成为断层带与裂缝研究的一种趋势.综上所述，不同性质断层带裂缝特征存在异同点，其共性为随着距断层带距离的增大，裂缝密度逐渐减少；对正逆断层而言存在主动盘和被动盘，主动盘裂缝密度大于被动盘，但对走滑断层而言主动盘与被动盘难以界定，因而难以去比较断层带两盘的裂缝发育程度，但可以通过借助走滑断层力学性质进行定性评价.断层带倾角对裂缝发育程度影响也存在差异性，当前对于正断层和走滑断层的研究并未取得较好的成果，这可能会成为今后研究的一个创新点.但对于逆断层，有学者通过数值模拟发现，断层倾角为20°裂缝最为发育，但在现场实际情况也没有得到验证.在现今的研究水平下，远不能满足油田勘探开发，因此，今后我们需要综合多种手段，全方位地来研究断层带与裂缝关系，定量去评价断层带裂缝及油气运移、聚集关联性这必将是一种研究趋势.同时，需要把理论研究与油田生产紧密联系起来，才能在油田勘探、开发技术方面取得更大突破，进而推动断层带裂缝特征研究取得更大突破.但断层带裂缝形成期次对油气来说至关重要，一般来说，定性的基础上很难取得较为详细的判断，但流体包裹体的测温花费较大，测试周期长，怎样在低廉的基础上去测定形成时较为精准的期次，也是我们在研究断层带裂缝特征中需要考虑的一个问题.在现有研究水平下，断层带裂缝研究更多局限于构造裂缝，但就其断层带构造裂缝而言本身规模小，在后期成岩作用下很容易闭合，对油气运移来说是断续的、幕式的［45］.从应力方位来说，平行于最大主应力方向，即与最小主应力垂直方位的构造裂缝连通性最好，是油气运移主选方位；与最大水平主应力方位小于45°相交的前期断层带裂缝为油气运移优选方位［46］，因此，可以通过断裂主应力方位对油气在某个方向运移难易程度进行一个定性评价.随着研究不断深入，一些定量方法也逐渐应用到了油气运移的评价中.断层带与裂缝具有相辅相成的关系，即断层带是裂缝进一步延伸的产物，断层带和裂缝的形成受到多重因素的影响，而古构造应力和岩性在其形成过程中具有非常重要的作用.就其断层带裂缝特征而言，不同力学性质断层带裂缝特征存在差异性.一般来说，距断层带距离越远，裂缝密度越小.主动盘裂缝密度大于被动盘，但对于走滑断层而言不易界定主动盘与被动盘，压性走滑断层比张性走滑断层裂缝更为发育，断层带与裂缝研究主要存在以下问题.1）现有的研究断层带与裂缝关系都是建立在断层带与构造裂缝研究中，对次生裂缝研究较少，次生裂缝与断裂带关联性如何，对油气运移、聚集影响因子如何也许会是我们在具体研究过程中需要注意的一个问题.2）对于断层带与裂缝研究大多依靠野外露头进行直接的描述，然后用统计学方法寻找其规律，其偶然性大，基本停留在定性的研究之中，即使现今也有学者用数值模拟手段进行研究，但仍然是控制多种变量不变，而只改变其中单一变量，模拟的。

多尺度边缘检测技术在断层识别及裂缝发育带预测中的应用——以车排子地区排691井区为例

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油气地质与采收率
2021 年 3 月
检查方法对于断层识别与裂缝发育带预测，特别是地震资料品质较差条件下的识别表现出极大的不适应性［3］。为此，需要根据不同的地质体选择特定的方法来检测其边缘特征，最大限度利用地震数据及其衍生出的多种信息识别其不同的地质现象，提高对复杂地质体的精准描述能力。前期的边缘检测算法仅根据地震数据，提取相关属性参数，如索伯算子、Canny 算子、Prewitt 算子等，基本没有考虑地质体的多尺度的性质。近年来又有学者根据不同地质体多尺度边缘响应特征提出了小波变换多尺度边缘检测方法［4］，在实际应用中取得了较好的效果，但是这些方法仅局限于二维地震剖面的识别，而且需要进行层位解释的约束，应用范围具有一定的局限性。针对上述难点，研发三维检测算子，建立三维地震数据边缘检测方法，即三参数小波变换与结构导向梯度联合约束的多尺度边缘检测算法，该算法同时考虑了倾角和方位角导向下沿层检测。选取准噶尔盆地西缘车排子地区排 691 井区作为方法应用的靶区，研究区的三维全覆盖面积接近 350 km2，主要勘探目的层为新近系沙湾组及石炭系，沙湾组多为断块圈闭油气藏，石炭系为裂缝型油气藏，而研究区石炭系顶面构造也可以作为沙湾组底面构造，因此在实际研究中，选取石炭系顶面作为标准层上下开时窗进行属性分析，利用所提出的方法开展沙湾组断层识别及石炭系裂缝发育带预测，预测效果良好。
多尺度边缘检测技术在断层识别及裂缝发育带预测中的应用
——以车排子地区排 691 井区为例
马承杰
（中国石化胜利油田分公司信息化管理中心，山东东营 257000）

裂缝的识别[指南]

裂缝的识别裂缝是指岩石的断裂，即岩石中因失去岩石内聚力而发生的各种破裂或断裂面，但岩石通常是那些两个未表现出相对移动的断裂面。

其成因归纳为：（1）形成褶皱和断层的构造作用；（2）通过岩层弱面形成的反差作用；（3）页岩和泥质砂岩由于失水引起的体积收缩；（4）火成岩在温度变化时的收缩。

从FMI图像上，我们可以总结出裂缝的类型：（1）高角度缝：裂缝面与井轴的夹角为0~15度；（2）低角度缝：裂缝面与井轴的夹角为70~90度；（3）斜交缝：裂缝面与井轴的夹角为15~70度。

在某些特定的地区，我们可以从FMI图像上观察出网状缝，弥合缝和一些小断层。

第一节地层真假裂缝的识别方法在微电阻率扫描成像测井图FMI上，与裂缝相似的地质事件有许多，但它们与裂缝有本质的区别。

一、层界面与裂缝前者常常表现为一组相互平行或接近平行的高电导率异常，且异常宽度窄而均匀；但裂缝由于总是与构造运动和溶蚀相伴生，因而高电导率异常一般既不平行，又不规则。

二、缝合线与裂缝缝合线是压溶作用的结果，因而一般平行于层界面，但两侧有近垂直的细微的高电导率异常，通常它们不具有渗透性。

裂缝主要受构造运动压溶作用的影响，因此与缝合线的形状不一样，并且与裂缝也不相关。

三、断层面与裂缝断层面处总是有地层的错动，使裂缝易于鉴别。

四、泥质条带与裂缝泥质条带的高电导率异常一般平行于层面且较规则，仅当构造运动强烈而发生柔性变形才出现剧烈弯曲，但宽窄变化仍不会很大；而裂缝则不然，其中总常有溶蚀孔洞串在一起，使电导率异常宽窄变化较大。

五、黄铁矿条带与裂缝黄铁矿条带成像测井特征与泥质条带的特征混相似，但其密度明显增大，可作为鉴别特征。

总之，如图3—1所示，除断层面以外，其他地质现象基本平行于层理面，而裂缝的产状各异。

无论怎样弯曲变形，相似的这些地质现象的导电截面的宽度却相对稳定，相反裂缝的宽度通常因岩溶与充填作用变化较大。

第二节地层中天然裂缝和诱导裂缝的鉴别方法要鉴别天然裂缝和诱导裂缝，就须搞清诱导缝产生的机理和相应的特征。

断层、裂缝识别属性

断层、裂缝识别属性地震相干、倾角和方位角相干体技术是通过三维数据体来比较局部地震波形、相位的相似性。

当地层岩性、特征等地质因素横向发生变化时，必然导致地震波发生变化，从而进一步引起地震波的各种属性变化。

反之，作为一种属性应用，地震波横向变化时，根据地震道相干性计算的数值必然发生变化，且变化敏感，相干值低的点与地质不连续性(如断层、地层、特殊岩性体边界)密切相关。

因此，相干体切片包含了断层、微断裂的信息，它可直观地显示微断裂的相对发育程度。

通常，长度较大的线状或大曲率半经的曲线为断层的显示，长度较短的则为微断裂的显示，微断裂的显示越密集，则预示微断裂越发育。

层倾角和方位角图也有类似的功能，只是各有所长。

图片上较长的线性条带显示，一般也是断层的体现，其中短促的线性条带通常是微断裂的体现；而断层之间，方位角的线状或大小(色彩)变化现象则体现了裂缝的发育状况，通常线状显示越密集、色彩越丰富，则预示裂缝越发育。

通过地震相干、倾角和方位角的叠合显示，可更加清晰地描述地质体产状的细微变化，有利于分析构造的变形程度和裂缝的发育程度，从而有助于分析储层物性的相对优劣。

SMT中该类属性应用SMT中所有高级属性都集成在一个模块RSA中，因此要计算该类属性首先从project中找到RSA模块，打开进入属性选取窗口。

RSA模块中相干属性名称为Similarity，这里翻译过来实际上是相似性，意为相似性越差，越不相干，反映横向的不连续性，指示断层、裂缝或者特殊岩性体的存在；相似性越好，越相干，反映横向上地层具有连续性。

在实际应用中利用该属性silimarity来检测尺度较大的断层，当然有时候也对小断层有用。

在similarity属性下方为silimarity variance，翻译为相似性的方差。

数学上，方差是各个数据与平均数之差的平方的平均数。

通俗点讲，就是和中心偏离的程度，用来衡量一批数据的波动大小（即这批数据偏离平均数的大小）。

裂缝识别与评价

坚硬脆性岩石具有较多裂缝。粒度、成分、围压和孔隙度对岩石强度有直接影响。通过实验室研究岩性与围压对裂缝发育的影响，探讨油藏覆盖层厚度与储集层裂缝发育的关系，有助于研究油藏裂缝发育的特征。
三、岩心裂缝观测与分析
1．岩心裂缝几何参数的相关分析裂缝几何参数：裂缝长度、宽度(即张开度)、倾角和方位 )，从岩心裂缝观测研究裂缝的发育特征，
裂缝性灰岩成像测井响应特征
成像测井： FMS 图像显示为高
导暗色正弦曲线，倾向 155o ，
倾角 88 o ， ARI 图像显示缝呈 NE-SW异常反映裂缝沿 NE—SW方向延伸较远， DSI 图像有“斜” 条纹及斯通利波能衰减，表明
裂缝连通较好。
取心观察：岩心严重破碎，在裂缝密度较小处(4500—4505m)，取心相对完整，见一条直劈裂缝
四、基本概念 1．裂缝孔隙度：裂缝孔隙体积/岩石总体积； 2．基质孔隙度：岩石基质孔隙/岩石基块体符号基块孔隙度：岩石基块孔隙/岩石总体积 3．总孔隙度：总孔隙体积/岩石总体积 4．裂缝孔隙度分布指数（基块孔隙度分布指数）（1）A型孔隙度分布（Vf =10-15%）：裂缝孔隙储藏能力低，而原生的基块孔隙储油能力高，总它的储量大，产量高，产量不降慢，稳产时间长，但采收率较低。（ 2 ） B 型孔隙度分布（ Vf= 40%-50% ）：裂缝孔隙储藏能力与基块储藏能力相当，储量大，产量高，产量下降较慢稳产时间较长，采收率高。 (3) C 型孔隙度分布（ Vf =95-100% ）：油气全部储存在裂缝孔隙中，原生的基块孔隙小储藏油气，储藏能力较小，储量小，在短时间内，油气产量特别高，采收率最高，但油气产量下降快，稳产时间短。华北A、B型之间Vf =33% 四川：B、C型之间

如何识别断层

如何识别及描述断层断层：断层与节理同属断裂构造，而断层往往是节理的进一步发育所致。

或者说，当节理发生位移，两壁有所错动时，即称为断层。

断层是野外常见的一种重要地质现象。

野外地质填图时遇到断层，应如何研究呢?首先要确定断层的几何要素,其内容包括下列各点：1、断层面.所谓断层面,就是两部分岩块沿着滑动方向所产生的破裂面。

断层面的空间位置也像地层的层面一样，是由其走向和倾向而确定的。

但断层面并非一个平整的面,往往是一个曲面，特别是向地下沿伸的那一部分,产状可以有较大的变化.此外,断层面不是单独存在的，往往是有好几个平行地排列着，构成所谓断层带，又由于断层带上两壁岩层的位移错动，使岩石发生破碎，因此又称为断层破碎带.其宽度达几米、甚至几十米.一般情况下，断层的规模愈大，断层带的宽度也愈大.2、断盘。

断层面两侧相对移动的岩块称为断盘.由于断层面两壁发生相对移动，所以断盘就有上升盘和下降盘之分.在野外识别时，按其位于断层面之上者称上盘 ;位于断层面之下者称下盘。

当断层面垂直时,就无上盘或下盘之分。

3、断层线。

断层面与地面相交之线，称断层线。

4、位移。

这是断层面两侧岩块相对移动的泛称。

在野外观察断层时，位移的方向是必须当场解决的问题之一。

特别遇到开矿时，一旦遇到矿脉(或矿层）中断，往往是断层位移所致，需要立即追查。

追查的办法是运用两侧岩层的层序关系来判断或抚摸断层面上的擦痕等来确定.在野外地质填图时，如何注意断层？怎样研究断层？观察什么内容？此类问题必须熟练掌握，现分述如下：先讨论断层的标志及两盘相对位移问题。

（1)构造(线）不连续.各种地质体，诸如地层、矿层、矿脉、侵入体与围岩的接触界线等都有一定的形状和分布方向.一旦断层发生，它们就会突然中断、错开，即造成构造(线）的不连续现象,这是判断断层现象的直接标志。

(2）地层的重复或缺失。

这是很重要的断层证据。

虽然褶皱构造也有地层的重复现象，但它是对称性的重复；而断层的地层重复却是单向性的.至于地层的缺失，凡沉积间断或不整合构造也可造成，但这两类地层缺失都是区域性的，而断层造成的地层缺失则是局部性的。

如何进行地质断层的测量与分析

如何进行地质断层的测量与分析地质断层是地壳中的裂隙，是地球表面上地层失稳运动的产物。

对于地质断层的测量与分析是地质学中的重要研究方向之一，因为它可以帮助我们理解地壳运动的规律，预测地震等自然灾害的发生概率，从而保障人类的生命财产安全。

本文将介绍如何进行地质断层的测量与分析。

1. 断层的测量方法1.1 遥感技术遥感技术是指通过卫星、飞机等航天器以及地面遥感设备获取地表信息的技术手段。

对于地质断层的测量，遥感技术可通过高分辨率遥感影像来识别和定位断层线ament，进而提供断层分布和发展方向的信息。

1.2 地震传感器地震传感器是用于测量地震波传播的仪器。

地震波在地质断层附近会发生折射和反射，地震传感器可以记录下地震波传播的路径和速度，从而揭示地质断层的位置和属性。

1.3 地质调查地质调查是通过实地勘探、采样与分析等方法获取地质断层相关信息的手段。

地质调查可以包括地质剖面观测、岩石化学分析、地球物理探测等，通过综合研究不同地质断层的特征和性质，揭示其形成演化的机制和过程。

2. 断层的分析方法2.1 断层形态分析断层形态分析通过观察地质断层的形貌、裂隙结构和变形特征，研究其活动性、滑动方式和运动方向。

常用的断层形态分析方法包括断层矢量图解、断层平面剖面分析和断层遗迹的测量。

2.2 断层活动性分析断层活动性分析通过观察地质断层上的断裂构造、断层滑动面和系统断裂等特征，判断断层的运动历史和可能的活动性。

常用的断层活动性分析方法包括软土层的变形分析、地质构造测量和年代测定技术等。

2.3 断层应力场分析断层应力场分析是研究地质断层周围应力分布和变化的方法。

它通过测量和分析应力张量、断层滑动面和附近地质构造的相互关系，揭示断层运动的驱动力和途径。

常用的断层应力场分析方法包括应力张量分析、断层测量和地震应力张量反演等。

3. 断层测量与分析的应用3.1 地质灾害风险评估地质断层活动可能引发地质灾害，如地震、滑坡和地面沉降等。

5.五裂缝识别

图5 剪切力分布图
图6 二元变形网格图
图7 铜锣峡构造长兴组岩石破坏接近程度等值线图
岩地层的破坏接近程度值的相对大小，可将研究区划分为不同的岩石破坏区或裂缝发育区。 1）在断层和断层附近地区，其破坏接近程度值很高，属地层破碎区。 2）在铜锣峡主构造区，其破坏接近程度值大于 1.248，岩石破坏程度比较高，属破裂发育区。 3）在铜锣峡构造西北边平缓带及东南边部分高陡地带, 破坏接近程度值在1.142～1.248之间，为破裂临界发育区。 4）在东南边部分高陡地带, 破坏接近程度值在 0.99～1.142之间，为欠发育区。 5）小于0.99为破裂不发育区。
2
F
W W x y
2 2
W G 1 y

2
W W 1 y x
2
W xy
2
W W 1 y x W W 1 y x
g ( x, h ) 1 Z ( x) Z ( x h)2 2
根据样品点计算的变差函数叫做实验变差函教，其计算公式为：
1 N (h) Z ( xi ) Z ( xi h)2 r (h) 2 N (h) i 1
i
式中：xi—为第个观测点的坐标； Z(i)、Z(xi+h)—分别为xi及xi+h两点处的观测值； h—为两观测点间的距离; N(h)—为相距h数据对数目； r(h)—为实验变差函数的值。
前处理主要有作图、识别分析域、约束条件设定、荷载条件的设定、网格生成、材料参数的设定等功能，作图窗口用于定义分析对象的形状、材料范围、挖掘断面等几何信息。识别分析域的功能用于区分不同材料（地层），并指定各区域材料。约束条件设定是设定所选择边界约束，载荷条件的设定用于设定所选择边界或点的载荷。网格生成根据所设定的网格分割数自动生成有限元计算网格。材料参数设定通过填写参数设定对话框来完成材料参数的设定。通过前处理，得到有限元分析所需要的所有数据后，便可进行分析计算。

微地震监测技术介绍

31
1-C or 3-C 检波器 8~16 线, 800~1000道准备时间: 5~10 天
2023年11月5日7时34分
100~600 3-C 检波器适合于多井多段准备时间: 2~4 周
微地震的监测方式
三．微地震监测主要方法
配套软件
GeoEast-VSP
32
2023年11月5日7时34分
配套软件
目
录
一．概述
二．微地震监测的应用
三．微地震监测主要方法
1，井中监测 2，地面监测 3，浅井监测 4，方法对比 5，微地震监测的工作经验
四．结束语
30
2023年11月5日7时34分
三．微地震监测主要方法
井中监测
地面监测
浅井长期埋置
12~30 级 3-C 检波器监测距离: 100~800m 准备时间: 2-3 天
15
2023年11月5日7时34分
Well B Well A
位置和相对时间
二．微地震监测的应用
3、验证和优化井间隔的设计
通过微地震监测标定的裂缝模型可以用于估计支撑层位的具体位置，然后根据油气藏模型选择排采模式。井距太远可能会导致资源被绕过。另一方面，井距太近会增大井的密度，因而导致成本增大，而由于邻井排采重迭区间之间井的干扰，可能进一步导致减产。
11
2023年11月5日7时34分
前言
二．微地震监测的应用
1、裂缝尺度描述
5m 42m
监测结果
12
某压裂微地震事件俯视图和东西向剖面图
裂缝网络长
西翼
东翼
231
142
裂缝网络宽
66
裂缝网络高井轨迹上井轨迹下

裂缝识别

坚硬脆性岩石具有较多裂缝。坚硬脆性岩石具有较多裂缝。粒度、成分、围压和孔隙度对岩石强度有直接影响。粒度、成分、围压和孔隙度对岩石强度有直接影响。通过实验室研究岩性与围压对裂缝发育的影响，究岩性与围压对裂缝发育的影响，探讨油藏覆盖层厚度与储集层裂缝发育的关系，有助于研究油藏裂缝发育的特征。裂缝发育的关系，有助于研究油藏裂缝发育的特征。
裂缝成因、力学性质、充填物等裂缝特征一般分成两大类八小类：裂缝成因、力学性质、充填物等裂缝特征一般分成两大类八小类：构造裂缝，包括方解石全充填的张性裂缝、 (1)构造裂缝，包括方解石全充填的张性裂缝、方解石半充填的张性裂缝、泥质充填的压扭裂缝、末充填的微细裂缝、构造缝合线；裂缝、泥质充填的压扭裂缝、末充填的微细裂缝、构造缝合线；非构造裂缝，包括成岩收缩网状微裂缝、成岩缝合线、风化裂缝。 (2)非构造裂缝，包括成岩收缩网状微裂缝、成岩缝合线、风化裂缝。
一、常规测井曲线对裂缝的响应
1．SP（致密性的石灰岩、白云岩）明显异常。．（致密性的石灰岩、白云岩）明显异常。 2． CAL（（井径曲线）在裂缝发育带，有明显扩径现．（（井径曲线（（井径曲线）在裂缝发育带，象。椭圆井眼，定向扩径。椭圆井眼，定向扩径。 3．电阻率曲线R：．电阻率曲线：（1）微侧向测井）电极系尺寸小，测量范围小，贴井壁，对裂缝反映灵敏。电极系尺寸小，测量范围小，贴井壁，对裂缝反映灵敏。明显的微侧向低阻异常。明显的微侧向低阻异常。
不同研究角度出发，将裂缝分类可划分为三类：不同研究角度出发，将裂缝分类可划分为三类：几何学分类，基于裂缝尺度、产状、形态、密度、 (1)几何学分类，基于裂缝尺度、产状、形态、密度、开度以及可测量性。量性。地质分类，基于构造变形、应力状态、地层岩性、地层厚度、 (2)地质分类，基于构造变形、应力状态、地层岩性、地层厚度、地质环境。质环境。成因分类，基于实验室的挤压、扩张、拉张试验所形成的剪裂缝、 (3)成因分类，基于实验室的挤压、扩张、拉张试验所形成的剪裂缝、扩张裂缝、拉张裂缝。扩张裂缝、拉张裂缝。

怎样识别断层

怎样识别断层在野外有时在剖面上可以一眼看到断层，有时断层却比较隐蔽，特别是地面覆盖物较多时，更不易发现。

有时虽然在一个点或一个剖面发现有断层存在，但要确定整个断层的面貌也不是容易的事。

研究断层首先要判断是否有断层存在；第二要判断断层的性质、成因；第三要判断断层的时代。

（一）断层存在的标志1、断层面和断层带上的标志断层面（带）上常遗留以下痕迹：（1）断层擦痕断层两盘相对错动，常在断层面上留下平行细密而均匀的擦痕，有时形成相间平行排列的擦脊和擦槽。

这些擦痕有时呈一头粗深一头浅细的“丁”字形，由粗向细的方向代表对盘运动的方向。

用手抚摸擦痕，有不同方向的滑涩的手感，光滑方向代表对盘移动方向。

（2）断层滑面（镜面）断层两盘相对错动，可引起断层面上的温度升高，使一些铁、锰、钙、硅等成分的物质粉末重熔，敷在断层面上形成一层光滑的薄膜，叫断层滑（镜）面。

在扭性、压扭性断层面上更容易出现断层滑面。

（3）阶步断层两盘相对错动，在断层面上所形成的小陡坎（台阶）称阶步。

阶步常垂直擦痕方向延伸，但延伸一般不远，阶步间彼此平行排列。

阶步陡坎方向指示对盘运动方向。

（4）断层构造岩断层作用常在断层带形成各种构造岩。

最常见的构造岩有断层角砾岩，其中的角砾棱角显著，大小不一，一般无定向排列，角砾的成分与断层两盘的成分相同。

断层角砾常被钙、硅、铁、粘土等物质胶结。

典型的断层角砾岩常见于正断层（或张性断层）。

如果断层两盘剧烈错动，破碎岩石常被辗磨成细小碎屑和粉末，呈鳞片状或小透镜体状（肉眼不易分辨），定向排列显著。

若松软未胶结，称断层泥；若胶结起来，致密坚硬，称糜棱岩。

在逆断层、平推断层中常见此种构造岩。

（5）构造透镜体在压性、压扭性断层带中，因常形成两组共扼节理，把岩石切成菱形方块，然后又沿节理面滑动。

棱角部分或大部分消失，呈透镜体状，叫构造透镜体。

在透镜体周围往往环绕着片状矿物，形成片理。

2、岩层上的标志（1）岩层的不连续断层常把原来连续的地层、矿脉、岩脉、变质带以及各种构造线错开，使它们发生不连续或中断现象，特别是横断层、倾向断层和平推横断层，这种现象非常明显。

断层和裂缝检测的新方法

断层和裂缝检测的新方法结论儆地震成錾在地热应用中得到了良好的发展,而且可以直接用于油气臧监测和管理它是一种高分辨率和经济有效的方法,可连续监测一开发中的油气减内发生的水文地质现象微地震法的潜在用途是:识别可能导致储层分隔或成为液体通道和过早水窜通道的断层结构;绘制出以裂缝为主的油气藏内与生产有关的流动各向异性图象;提供诸如水驱前缘之类的实时3D流体一压力一Ii{『缘运动监测;帮助生产井或注入井的目的层设计:确定储层的压实区和可能存在的井筒不稳定性;为油气藏模拟提供输入条件和渗透率网络.译自《JPT》2000.12断层和裂缝检测的新方法摘要:要了解油气藏中断层和裂缝系统的地质特点和水动力性质,必须识别和绘制其断层和裂缝系统.三维地震资料可为绘制这些大断层提供基本信息,而要从油气藏中有效地开采油气,还需要议别一些地震断层和裂缝.线状垂直断层和裂缝会引起地震属性中方位角的变化,常舰的标准三维处理程序通常叠加所有方位角,会抹去时差和振幅的方位角变化.本文将讨论利用地震子波方位角变化和相干性来检测三维地震资料中断层和裂缝的新方法.前言在评价远景构造及其规模,远景构造的分隔性,油气减规模及最高的最终油气采收率中,公认的挑战是识别油气臧中的断裂的作用.同样,为了评价和划分远景构造的等级,优化钻井位置,确定测试层段,评价最佳的油气井开发和油气域管理之目的层,也需要适当的裂缝信息.r高质量的三维地震数据的常规采集和最后在工作站的交互式解释,育助于分辨断层和裂缝.三维地震数据体中地震属性的精确成像使人们能清晰地绘制出断层(尽管是费时的),将其标在纵,横测线上,然后再其结合到三维数据体的断层面中若能辨别出断层的位霞和垂直断距,便可时其进行解释通常,管有接证据(单井资料和地下地质境)表明在该地区有断层和裂缝存在,但在地震数据体上却}:不明显.线状垂直断层和裂缝会引起地震属性中的方位角变化,而叠加过程一般会改变的方位角,故坐抹去时差和振幅的方位角变化本文将讨论利用方位角变化柬检测断层和裂缝的新方法.方法这要介绍的是用于两个不同的三维数据体:尼同利亚海上…经常规处理的地震数据体,具有高密度的断层;加拿大西部…未显示出任何可能的断层图像能解释该地区所钻的井中及其周围出现的原始压力下降现象.下面是尼只利亚海上地震数据体的处理结果:图1是应用三维地震数据体的常规标准处理.根据这一新技术,在把地表一致性静校正和零相位反褶积用于共重1常规厦改进的处理程序深度点采集之后,将它们按震源和检波器之『自j的方向分成4种不同方位角的数据体.均处于主要断层走向的45.内.每个地震数据体的方位堵分布范围分别为22.5～67.5.,67.5～112.5Ol12.5～157.5O157.5～202.5Oo再对每个地震数据体单独进行处理,包括大倾角时差(DMO),速度分析和叠加.预期DMO校正能保留地震振幅.为此,需要解决一系列的问题,诸如输入数据的面元显示(确保偏移等级平衡),DMO算子的空间取样,DMO叠加的DMO方向加权(补偿采集几何参数对DMO叠加参数等的影晌).但在大倾角时差算法中, 不是把DMO晌应加入到最近的面元中心,而是把道加权一并加入4个面元中心, 这些面元中IL,就是含有响应道的最小矩形的4个角.可用响应道至面元中心的距离来确其权重.识别断层和裂缝的相干性分析相干性技术为解释人员在三维地震数据体中使断层和地层特征叮视化提供了种新途径.断层在i维相干系数计算中会产生低相干面,这是由于它ffJ数值f从背景数掘中分离出之故:管没有记录到任何断层面,但它们仍可借助?町视化软件在三维和任一透视图中看出.帽干立方体最显着的特点之一是在解释之前通过观看时『自切片便可准确看出断层和裂缝.常规的振幅可以用来观察垂直于走向的断层,但在复杂的断层带中,平行于走向的的断层更难观察.相干立方体可揭未任何方向上的断层(平行和垂直的均十分明显)再通过观察相干性对不同方位角的子数据体做分析.鏊j楚_2脯方位肚强蠡II140.毒l艄所有方控角地l置鼍体曲弛_嚣囊采用改进后的本征分解算法,一个5样本的本征算予之和等于面元长度的空间半径,用不同的方位角数据体作相干立方体数据分析.讨论图2是所有方位角的地震数据体的1400纵测线和1830横测线.图3是不同方位角局限地震数据体的1400纵测线;图4是方位角局限地震数掘体的确良830 横测线.与常规地震剖面相比,在反射波同一3●十方位^置蠢■■重量体的1瑚撼■(1ii~Y母—十■曩It1B~41~~tJIIlira}一啊5不同方位珀局鼠帽干悻j瞳所有方位曩报千体在"l2in的时一韧片■●4十方位角鼻耘地—I受譬体辑lB3D●lII蕾{●鼬了.毒—十墙l麓悻神方位触重}向轴分布上有变化,在局限方位角剖面E有更多的细节.这些细节在地震时切片上并不明显,但图5却显示出对应的相干体在1312ms的时切片在常规时剖面上显示出某些东北一西南向的断层,但并不明显.不同方位角相F性切片揭示: 不仪在东北.西南方向排列很好,其交方向也排列很好.在157.5～2025方位角的地震数据体上看到了个明显的横断层.重要的观察结果是:管局跟方位角地震数据体的覆盏次数明显变少,但存裂缝垂直的方向上有很好的成像.此结果对于理解地震勘探实践是很直观的.表明对与断层平行和垂直的地震数据体部需要做分析,进而做出准确的地震解释.结论上述的四方位角方法可以在任意方位更好地检测方位角的各向异性.在通过观察相干性做分析时,局限方位角三维地震数据体在不同方向上均提供了很好的断层系统成像.应用此方法的费用略高点,处理也较费力.对于相同的采集几何参数来说,具有较低的覆盖次数和噪声比(与常规地震数据体比),但由于三维资料的高度复杂性,且大倾角时差算法有考虑振幅和假频问题的趋势,故这是很合情理的.这种方法对于产能受裂缝和断层控制或影响的远景区进行三维地震勘探极为重要.t译自《SPE2000ExpandedAbstracts))致密储层的特征WIlee和C.W.Hopkins着摘要:本文提出了详细描述致密天然气储层的方法,供技术人员精确地做出长期产量预测,这是进行合理工程设计和经济决策的基础.由于天然气储层的复杂性和多变性,人们只能提供不断发展的储层一般描述步骤这里用致密储层的三个成功研究实例来说明储层描述的方法,供大家参考.引言许多致密储层的产量是有限的,但这些储层却占了长期天然气供应的根大一部分由于经济价值有限,效益是钻探和1丌采致密的关键.为了优化l』1:采,必须十分了解储层,但经济条件往往不允许人们收集恰当描述需要的资料.对致密储层的油臧工程研究,需要权衡数据采集的费用,使之达到准确描述储层所需的水平.人们还必须确定致密储层优化丌采需要进行什么级别的储层描述,町惜的是. 由于储层的多样性,只能根据实际情况而定.。

测井地质学-构造+裂缝+断层类型的识别

三、地层倾角的断层解释方法
（二）有破碎带断层矢量图分析当岩层很硬时，岩层沿断层面形成破碎带，破碎带中岩层没有固定的倾向，矢量图上显示绿-乱-绿模式。
三、地层倾角的断层解释方法
（三）同生断层特征及矢量图分析
同生断层的发育是与沉积同时，受沉积控制，边沉积边断。由于重力作用的影响，断层上盘的倾向与断层面倾向相反，产生逆牵引。由于断层长期发育，有如下特征：①由浅到深断面产状由陡到缓；②上盘往往伴生有滚动背斜；③下盘无牵引（或发育小向斜）；④断距从上到下，由大到小，最终消失。
（二）断层分类
根据断层两盘的相对运动可将断层分为三类：
（1）正断层：断层上盘相对下盘向下滑动的断层。井下标志为地层减薄或缺失。
（2）逆断层：断层上盘相对下盘向上滑动的断层。井下标志为地层增厚或重复。
（3）平移断层：断层两盘沿断层面的走向相对移动的断层。
三、地层倾角的
断层解释方法
（一）断层面没有变形的正断层矢量图分析井眼中E层缺失，由于断层面没有变形，矢量图显示与单斜构造一样，不能用倾角资料判别。
因此，不整合上下的三种矢量特征： ①绿→蓝型组合； ②绿→红→蓝型组合； ③绿→绿型组合。
第五节、利用构造倾角校正的方法研究构造演化历史
矢量图上的巨绿型反映了一次或多次构造运动后的构造产状。如果忽略差异压实对产状的影响，可以通过逐级构造删除方法来确定构造演化历史。具体方法是： ① 由矢量图上找出巨绿型组合，配合区域地质井间地层对比及地震剖面确定本井钻穿的不整合层位，确定各层段目前的产状； ② 采用递减方法，从下向上依次减去浅层构造产状的影响。构造影响删除后，第一个不整合面下的产状即为未经构造变动前的产状。依次类推，可以恢复构造演化历史。

简述裂缝观测的内容及方法

简述裂缝观测的内容及方法引言裂缝观测是地质工程与岩土工程中的一个重要内容，它的目的是为了了解地下结构的变形情况，判断岩石或土体的稳定性，从而对地下工程进行合理的设计和施工。

本文将从裂缝观测的内容和方法两个方面进行探讨。

裂缝观测的内容裂缝观测的内容主要包括以下几个方面：1. 裂缝类型的观测裂缝可以分为各种不同的类型，包括张性裂缝、剪性裂缝、剪裂缝和断张性裂缝等。

观测裂缝类型的目的是为了了解地下结构的变形方式，对地下工程的稳定性评价提供依据。

2. 裂缝的形态和尺寸观测裂缝的形态和尺寸观测是裂缝观测的基本内容。

观测裂缝的长度、宽度、深度等尺寸参数，可以帮助工程师判断地下结构的变形情况和工程的稳定性。

3. 裂缝的变形观测除了观测裂缝的形态和尺寸，还需要观测裂缝的变形情况。

裂缝的变形包括裂缝的扩展、闭合、滑动和位移等。

通过对裂缝的变形观测，可以判断地下结构的变形趋势和稳定性。

4. 裂缝的活动性观测裂缝的活动性观测是裂缝观测的一个重要内容。

观测裂缝的活动性，可以判断地下结构的稳定性和岩石或土体的变形趋势，为工程设计和施工提供依据。

裂缝观测的方法裂缝观测涉及到很多的方法和仪器设备，下面列举了一些常用的方法：1. 目视观测法目视观测法是裂缝观测中最简单、直接的方法。

通过人眼观察裂缝的形态、尺寸和变形情况，进行判断和记录。

这种方法适用于裂缝较明显，尺寸较大的情况下。

2. 铅垂线法铅垂线法是一种常用的裂缝观测方法。

通过在裂缝上拉直一根铅丝，并垂直测量距离，可以得到裂缝的位移和变形情况。

这种方法适用于裂缝较细小和深度较大的情况下。

3. 水尺法水尺法是一种利用水尺进行裂缝观测的方法。

通过在裂缝两侧设置水尺，并记录水尺的读数变化，可以判断裂缝的位移和变形情况。

这种方法适用于裂缝较宽且水平变形较大的情况下。

4. 光学投影法光学投影法是一种采用投影仪在裂缝两侧进行投影来观测裂缝位移的方法。

通过投影仪上的标尺读数，可以计算出裂缝的位移和变形情况。

裂缝检测方法研究在普光地区的应用

1 引言裂缝研究方法多种多样，如根据地质力学的方法通过计算地应力的变化和分布来预测裂缝预测；用钻井取心直接进行裂缝观察；利用测井方法间接预测井周围的裂缝分布；利用地震资料预测裂缝等[1-3]。

利用地震资料来进行断裂检测的技术按照所用资料的不同分为两大类：一类是叠后预测技术，一类是叠前预测技术。

常用的叠后裂缝预测技术有相干分析、曲率分析、倾角检测、应力分析等；常用的叠前裂缝预测技术涉及到横波勘探、P-S、纵波AVAz等[4]。

本次研究利用叠前叠后地震资料，建立裂缝地震响应模式，分析裂缝各向异性对应的地震属性变化规律，用地震叠前叠后多属性预测的裂缝进行约束和验证，获得裂缝展布方位和发育密度等参数。

2 地质力学建模利用地层应力场分析预测裂缝的理论基础是构造力学。

从构造力学出发，利用地层的几何信息（构造面）、岩性信息（速度、密度），估算出地层的应力场，包括地层面的曲率张量、变形张量和应力场张量，从而得到主曲率、主应变和主应力。

主应力计算：根据目的层深度、厚度、速度等参数，基于弹性薄板理论，考虑地层受构造控制的裂缝分布等因素，在计算构造的曲率分布基础之上，进一步计算构造的应力、应变分布，进而推测裂缝的发育程度及展布方向。

3 分频相干融合显示预测裂缝发育带利用分频地震数据识别断层和裂缝技术基于地震信号进行傅里叶变换后频谱分解的思想，针对不同频带范围的地震数据进行属性特征分析。

不同频率数据体对不同尺度的断层及裂缝敏感度不同，低频的地震信号主要反映大尺度地质特征，高频信号主要反映小尺度地质特征。

利用不同频率域信号可提高断层、裂缝带的解释精度。

将不同频率相干切片融合显示可以更精确预测断层及裂缝带。

选择对研究区断裂及裂缝发育特征敏感的单频相干体25Hz、40Hz、60Hz三种频率进行相干数据融合，得到了分频相干融合数据体，可显示更为准确的断裂空间分布信息。

裂缝发育带与断层、断裂的发育密不可分，断层尤其大断裂附近应是裂缝发育带。

井下断层的识别方法

井下断层的识别方法【原创实用版3篇】《井下断层的识别方法》篇1井下断层的识别方法通常包括以下几种：1. 地震波法：利用地震波在地下传播的物理现象，通过测量地震波在地下的传播速度、反射和折射等信息，来判断地下是否存在断层。

2. 测井法：通过测量地下岩石的密度、声波传播速度、自然伽马辐射强度等物理参数，来判断地下是否存在断层。

3. 岩芯采样法：通过钻取地下岩芯样品，观察和分析样品中断层的形态、位置、方向、宽度等信息，来判断地下是否存在断层。

4. 地面地形法：通过观察地下地形的变化，如地面裂缝、错位、地面沉降等，来判断地下是否存在断层。

5. 地震地质法：通过结合地震地质资料和地震波形分析，来判断地下是否存在断层。

这些方法各有优缺点，通常需要综合运用才能取得较为准确的结果。

《井下断层的识别方法》篇2井下断层是指在地下矿井或隧道中发生的断层。

识别井下断层的方法包括以下几种：1. 地震波法：利用地震波在地下传播的速度和反射情况，通过分析地震波的形态和特征，可以判断断层的位置和类型。

2. 钻孔法：在矿井或隧道中钻孔，通过测量钻孔中岩石的变形和应力情况，可以判断断层的位置和类型。

3. 地形法：通过观察地下矿井或隧道的地形变化，如地面的倾斜、起伏、裂缝等，可以判断断层的位置和类型。

4. 矿山地质法：通过对矿山地质构造和岩石性质的研究，结合矿井或隧道的实际工程情况，可以判断断层的位置和类型。

5. 仪器测量法：利用现代仪器技术，如激光扫描仪、测量机器人等，对矿井或隧道进行高精度测量，通过分析测量数据，可以判断断层的位置和类型。

需要注意的是，不同的识别方法具有不同的优缺点，具体应根据实际情况选择合适的方法。

《井下断层的识别方法》篇3井下断层的识别方法通常有以下几种：1. 地震波法：利用地震波在地下传播的速度和反射情况，通过分析地震波的特征来判断断层的存在和位置。

2. 测井法：利用测井工具测量地下岩石的物理参数，如密度、声波速度、自然伽马辐射强度等，来推断断层的位置和性质。

第十四章裂缝识别

14－图14－4
泥浆侵入深度深。泥浆侵入深度深。
第二节
识别储集层裂缝的方法
一、地层倾角测井裂缝性地层的地层倾角曲线特点高倾角裂缝通常在一个或相对的两个极板的为电阻率曲线上显示一定长度的异常。如图14－所示所示。异常。如图－5所示。
裂缝发育
图14－5、高角度裂缝地层倾角测井曲线 14－
,为准垂直裂缝为准垂直裂缝; 当Y > 0.1 ,为准垂直裂缝; ,为中间角度缝为中间角度缝; 0 < Y <0.1 ,为中间角度缝;
(14-1)
Y < 0 ,为准水平缝。 ,为准水平缝为准水平缝。
2、根据双侧向曲线求裂缝孔隙度假设: 假设: 双侧向测井探测的裂缝与非裂缝性地层组成并联的导电系统. 成并联的导电系统. 仅裂缝有侵入,基块无侵入. 仅裂缝有侵入,基块无侵入. 泥浆侵入使得R 仅反映冲洗带电阻率; 泥浆侵入使得RLLS仅反映冲洗带电阻率;而反映原状地层电阻率. RLLD反映原状地层电阻率. 未侵入部分的含水饱和度几乎为零. 未侵入部分的含水饱和度几乎为零. 受侵入的裂缝系统的泥浆滤液饱和度为100%. 受侵入的裂缝系统的泥浆滤液饱和度为100%.
因为裂缝倾角的大小与深、因为裂缝倾角的大小与深、浅侧向电阻率的差值有关, 值有关,所以采用双侧向法对裂缝倾角集合进行判的数学模型为: 别,其参数Y 的数学模型为:
Y = ( RLLD - RLLS) / ( RLLD ×RLLS)0.5 RLLD 、RLLS 分别为深、浅侧向电阻率,Ω m。分别为深、浅侧向电阻率,Ω ,Ω·m
(14-5)
中间角度缝模型
Φf = (20.2645Cs-17.6332Cd+913177×10- 4）×Rf +913177×

裂缝检测的内容及方法

裂缝检测的内容及方法1. 裂缝检测是一种评估结构物（如建筑物、桥梁、管道等）中存在的裂缝的方法。

2. 裂缝可以由多种因素引起，包括结构物的老化、地震、基础沉降等。

3. 裂缝检测的目的是确定裂缝的位置、形状、大小和活动性，以评估结构物的安全性和稳定性。

4. 一种常用的裂缝检测方法是使用裂缝规模尺进行测量。

这种尺寸在裂缝两侧的表面上进行放置，以测量裂缝的宽度和深度。

5. 另一种常用的裂缝检测方法是使用光纤传感器。

这些传感器可以测量裂缝周围材料的应变情况，并从中推断裂缝的存在和活动性。

6. 红外摄像技术也可用于裂缝检测。

红外热像仪可以测量结构表面的温度差异，从而确定裂缝的位置和可能的活动性。

7. 声波检测是一种通过测量结构物中传播的声波来检测裂缝的方法。

声波在裂缝周围会发生反射和折射，从而提供有关裂缝位置和形状的信息。

8. 裂缝细观结构的显微分析是一种通过观察裂缝的形貌和特征来评估其活动性和可能的破坏性的方法。

9. 基于影像分析的裂缝检测方法包括计算机视觉和机器学习技术。

这些方法可以自动识别和测量结构物中的裂缝。

10. 结构物中的裂缝通常会引起变形，如位移和应力集中。

通过使用应变测量仪器，可以检测和测量这些变形。

11. 经验法则是一种裂缝检测方法，对于特定类型的结构物，可以根据经验判断裂缝的可能位置和活动性。

12. 结构物的监测系统可以使用多个传感器和监测设备组合进行裂缝检测。

这些设备可以实时监测和记录裂缝的活动情况。

13. 影像测量仪是一种高精度的裂缝检测设备，可以通过图像处理技术来测量裂缝的尺寸和形状。

14. 激光扫描技术是一种快速获取结构物表面几何信息的裂缝检测方法。

它使用激光器和接收器来扫描结构物表面，并生成三维模型。

15. 磁粉检测是一种应用磁感应原理来检测裂缝的方法。

当一个磁场施加到结构物表面时，裂缝附近的磁场会发生变化，从而可以检测到裂缝的存在。

16. 超声波检测是一种利用超声波在结构物中传播的特性来检测裂缝的方法。

裂隙产状的测量方法

裂隙产状的测量方法以裂隙产状的测量方法为标题，本文将介绍裂隙产状的测量方法及其应用。

一、引言裂隙产状是指岩石或土体中存在的裂隙的方位、倾角、开度和长度等参数。

裂隙产状的测量对于地质勘探、岩土工程和地下水资源开发等领域具有重要的意义。

本文将介绍几种常用的裂隙产状测量方法，包括直接测量法、间接测量法和无损测量法。

二、直接测量法1. 细密裂隙测量法细密裂隙主要指开度小于0.1mm的裂隙，常用的测量仪器有显微镜、裂隙计等。

测量前需先清理裂隙，然后使用显微镜观察并记录裂隙的方位、倾角和开度等参数。

裂隙计可通过测量裂隙宽度来确定裂隙的开度。

2. 光线测量法光线测量法主要适用于宽度较大的裂隙。

测量时，使用光线照射裂隙，并通过测量照射光线的偏转角度来确定裂隙的倾角。

结合测量的影像以及裂隙的长度，可以计算出裂隙的方位和开度等参数。

三、间接测量法1. 地球物理方法地球物理方法主要包括地震勘探和电磁法等。

地震勘探通过测量地震波在岩石中传播的速度和方向来推断裂隙的产状。

电磁法则是利用电磁场在岩石中产生的变化来识别裂隙。

2. 地质工程方法地质工程方法主要包括岩芯分析和比例尺模型实验等。

岩芯分析是通过对取自地下的岩芯进行观察和测量，来推断裂隙的产状。

比例尺模型实验则是将地质体的模型制作成比例尺模型，并通过模型实验来模拟和测量裂隙的产状。

四、无损测量法无损测量法主要利用地球物理仪器对地下进行扫描，如地震断层扫描仪、地电阻率仪等。

这些仪器能够对地下的裂隙进行探测和成像，通过分析探测数据可以获取裂隙的产状信息。

五、应用裂隙产状的测量在地质勘探、岩土工程和地下水资源开发等领域具有广泛应用。

在地质勘探中，裂隙产状的测量可以帮助确定构造、断层和裂隙带等地质构造特征，对于油气勘探和矿产资源评价具有重要意义。

在岩土工程中，裂隙产状的测量可以帮助评估岩土体的稳定性和工程设计的合理性。

在地下水资源开发中，裂隙产状的测量可以帮助确定地下水流动路径和水源补给区，对于合理利用和保护地下水资源具有重要作用。