对断层解释的研究

对断层解释的研究论问提要断层是一种普遍存在的地质现象，对于油气的运移和聚集起重要的控制作用，因此，对断层的解释是地震解释的重要内容。

实际对比中，由于断层附近地层产状的变化，形成不同类型的断层，在断层附近地震反射波错断特征变的十分复杂，因而，做好断层解释是时间剖面构造解释的关健，也是解释工作中最难以掌握的工作。

断层对人类既有利又有害。

认识各中断层，研究它的性质、分布规律、活动特点和成因，有助于利用它有利于人类的一面，避开它不利于人类的一面。

断层除了找矿物勘探，水文地质、工程地质、地震有密切关系外，和石油地质也有紧密的联系，它的一方面可以起到聚集油气的作用，另一方面又会破坏已经形成的油气藏。

正文一、断层在地震剖面上的一般标志（一）反射波发生错断。

断层两侧同向轴发生错断，但反射波特征清楚，波组或波系之间关系稳定，这一般为中小型断层反映。

（二）反射波同相轴数目突然增加、减少或消失。

表现为：下降盘同向轴数目逐渐增多，上升盘同向轴数目突然减少。

（三）反射同相轴形状突变、反射零乱并出现空白反射。

边界同生大断层，这主要由断层上盘长期隆升剥蚀为基底变质岩，火成岩或其他褶皱岩系组成，不具备形成层状地震反射条件。

特点：断距大，延伸长，控制盆地边界或二级构造单元。

（四）反射波同相轴发生分叉、合并、扭曲和强相位转换等，一般是小断层的反映。

（五）异常波出现，是识别断层的重要标志。

二、断层模型的剖面特征（一）水平地层中的断层剖面反射特征与实际模型基本一致，断层棱点间出现绕射波。

（二）倾斜地层中的断层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。

在水平选加剖面上，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。

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。

屋脊断层上下盘断点距离大于实际断点的距离。

屋脊断层上下两盘的反射波中断点间应空开，绕射尾巴不受干涉。

3、反屋脊断层：上下盘地层倾向相反，形成上凹状屋脊形称为反屋脊断层。

反屋脊断层上下盘断点距离小于实际断点的距离，上下盘地层发生交叉或重迭。

以上、下盘反射中断点连线作为断面，会错误的改变断层性质，造成断面反向。

（三）断层的牵引现象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。

这些不同性质地质现象产生的波相互干涉，形成比较复杂地震反射。

凹界面反射波拉宽近似绕射波，曲率相同时则叠加在一起，能量增强形成强波。

回转波的能量较强且均匀，绕射波则衰减较快，回转波比绕射波弯曲程度大上。

凸界面反射波的曲率半径与绕射波曲率半径相近，容易把凸界面反射波当做测线与断层斜交的绕射波。

凸界面反射波弯曲程度小于绕射波。

1、正断层与逆牵引逆牵引背斜上下形态相近，较实际背斜开阔宽缓，断面波分几段出现在背斜核部，上下盘反射出现交叉。

2、逆断层与挤压褶皱地震剖面的形态复杂的多断面波偏向下倾方向与上盘反射相交，上盘地层反射仅在1.5秒处显示微弱倾斜反射，来自断层棱点的绕射波与凸界面反射波重叠形成较强反射，下盘受断层牵引曲率加大出现回转波。

（四）断层面影响1．断层面对反射波能量的屏蔽作用由于岩层错断，断面两侧岩石波阻抗往往是不同的，有时甚至差别很大，使断层面可能成为良好反射界面，使断层面以下界面反射能量大大削弱。

屏蔽常造成断层面下出现空白区。

（1）波阻抗差越大，能量屏蔽作用越大；（2）当倾角较大，入射角较小时，断层面下容易出现空白反射。

2．断层面对射线的畸变作用当地震波入射到断层面两侧岩性差异的端点时，将产生两条射线路径。

一条是经过无岩性差异O→A→E→C路径，在地面C点接收。

而另一条路线是经过有岩性0→A→F →B→D路径，在地面D点接收。

在地面上CD之间收不到界面R的反射波，形成空白区；而在D点右边的各观测点所接收到的反射波路径都发生畸变，使断层面以下反射界面的产状及深度发生变化，使断层下盘反射层产状发生畸变。

图1显示了断面对射线的畸变作用图向、视倾角α与真倾角β之间的关系3、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映是不一样，这主要受断层走向和测线的夹角的影响。

（五）断面反射波当断层落差较大，断面两侧具有不同岩性的地层直接接触时，断层面形成一个较明显的波阻抗分界面，产生断面反射波。

由于断裂活动，使断面两侧沿断面发生滑动，断面就可能具有一定的光滑度，这时断面就可能是一个良好的反射界面，会产生较强的断面反射波。

断面反射波的特点主要有：1、断面反射波往往是大倾角反射波，它的倾角比一般反射波大得多，所以它的同向轴常与一般地层反射波交叉，产生干涉。

2、断面反射波能量强弱变化大，常断续出现。

3、断面波可以在相交测线上相互闭合。

三、断层基本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，对于提高圈闭高点的精度和准确度具有十分重要的意义．断层面的确定。

将剖面上浅、中、深反射同相轴的中断点，即断层棱点连接起来就是断层面。

在确定断棱处反射同相轴的中断点时，要与回转波、断面彼的干涉造成的假断点区别。

有时由于受断层面的屏蔽作用，在断层下盘往往出现产状畸变，反射杂乱带及三角形空白带等等，断层下盘的反射层中断点或产状突变点位置不能准确地反映断层面位置，先不宜用下盘地层反射的中断点来确定断层。

四、偏移对断层的影响在使用偏移进行断层解释是要考虑偏移对断层的影响。

偏移对断层的影响可概括以下几方面。

（一）当地层倾斜，时间剖面上的断点都向地层下倾方向偏移，偏移距和倾角大小与埋藏深度成正比。

（二）当断层两侧地层倾向一致，倾角相近时，其断点间距变化较小；但当两侧倾角相差较大小，断点间距可能变大或变小。

如图2所示。

（三）当断层两侧地层倾向相背时，时间剖面上断点间的水平距离明显变大，当两侧地层倾向相向时，断点间水平距离变小，甚至迭覆。

（四）当地层倾角大于20°时，偏移距较大，应进行空间校正后才能确定真实的断点位置。

五、同生断层的解释技巧生长断层是一种张性环境下形成的同沉积断层，对于油气聚集具有重要作用．平行于古岸线，平面上凹向盆地方向，对沉积具明显控制作用，如图2所示。

一、生长断层的识别标志（一）生长断层下降盘地层增厚，时间剖面上对比层位变厚；（二）剖面上凹面向盆地方向，顶部角度达60o底部减少并收敛于地层面或不整合；（三）在塑性泥岩发育区，断层面消失在欠压实泥岩向盆地一例中；泥岩塑性体特征是空白反射或紊乱反射．无明确分界线，且为低速度)；（四）近断层处下降盘反射层为逆牵引，有时上升盘的反射向着断层抬起。

二、微小断层解释基本技巧微小断层：断层级别在四级以下，断距在10m左右的低序级断层。

它在油田勘探开发后期挖潜具有极为重要的作用。

（一）充分利用井资料提供的大量准确断点是十分重要的。

特别是合成记录的制作与准确的层位标定，有利于确定微小断层。

当地震与钻井资料对断层解释出现矛盾时，找出地震剖面上的断层与井资料确定断点的对应关系；（二）根据相应层段岩性和电性特征，较易判定断层；（三）油气水关系和压力测试、油田开发过程的动态数据也是可利用的重要资料，即当油气水关系与所处的构造位置不乎，或相邻压力系统差异较大时，其间必存在断层。

六、断层组合的一般规律（一）在自然界中，断层往往是成群出现，并且相互结合在一起，构成有一定规律的组合形态。

1、断层的剖面组合类型（1）阶梯状正断层：是又许多大致平行的正断层沿着一个方向阶梯状向下滑动所形成的正断层的组合。

（2）地堑和地垒：地堑和地垒是由二条或二条以上的大致平行的断层组成的断层组。

剖面上，地堑的中间部分为共同的下降盘；地垒的中间部分则为相同的上升盘。

组成这类够早的一般是正断层，但也可以是逆断层，如图3所示。

（3）迭瓦状断层：有一系列平行或是近于平行的逆断层向同一方向逆冲形成迭瓦状断层。

它常与强烈的歪斜或倒转褶皱有关，断层面与褶皱面的倾向一致。

2、断层在平行上的断层组合类型（1）平行式排列：一组断层走向大致平行，断层性质都为正断层或都为是逆断层，断层间隔大致相等，断层走向与整体排列方向垂直。

（2）雁形状排列：一组断层走向大致平行，一条断层与相邻断层位置有规律地错开斜列，即单个断层走向与整体排列方向为斜交关系。

（3）同心状与放射状排列：在穹窿构造，短轴背斜的顶部，由于各个方向都受到张力作用，可形成同心状与放射状排列的断层，一般都与正断层组成。

（4）帚状排列：一组断层围绕一旋转中心分布，向旋转中心一端集中收敛，向另一端分散撒开。

（5）弧形排列：一组断层大致平行，单个断层线为弧形，整体排列方向也弧形。

（6）S型和反S型排列：比较复杂的雁行排列，整体构成S形反S形。

（二）断点的组合应符合地质规律，一般来说，在区域拉张应力条件下不可能出现逆断层；在挤压应力条件下，以逆冲或逆断层为主，但也发育有正断层；在剪切应力作用下，既可能出现逆断层，又可能出现正断层和平移断层。

断层的这些规律性要参考构造地质学等有关文献。

下面仅讨论在时间剖面上的一些规律。

图5 相同断点的几种不同组合方案1、先主后次：断点组合应先组合断裂特征明显，断层规模较大的区域大断层或者二级断层。

区域大断层一般平行区域构造走向，断层两侧波组有明显差异，对盆地和陷具有明显的控制作用。

2、先简单后复杂；断点组合应先从上而下进行，其理由是：（1）上部地震剖面特征明显、断点较落实；（2）受构造运动影响较少，断裂系统较中下部地层简单，便于组合。

3、.同一断层在平行的时间剖面上性质相同；断层面，断盘产状相似，断开的地层层位一致，或有规律地变化；靠近所确定的断点位置，相邻剖面断距相近，或沿断层走向有规律地增加或减少。

4、同一断块内，地层产状的变化应有规律。

5、断层两侧波组具明显特征，且在平地测线方向数十公里范围内特点相似。

6、.断点组合要遵循断裂力学机制的规律，对岩石的力学性质，受力方式以及不同的受力方式所产生的断裂系统要充分了解。

例如，在水平挤压应力条件下的纵弯褶皱可能在背斜顶部出现平行构造轴向的纵张断裂和次一级的横张断裂，翼部则可能出现与地层产状斜交的追踪张性断层和次级平移断层。

7、要尽可能弄清控制断层的构造性质和其成因类型。

不同成因烃型的构造其产生的断裂系统变化是很大的。

断块构造一般以锯齿型短的张性断层为主，挤压褶皱一般以延伸较长的线状断层为主，平移褶皱一般具雁行排列的断裂系统；在张性环境下的次级断块和断阶一般发育弧形断层，放射性断层系，等等。

8、.断点的组合有认识－修改－再认识的过程。

地质历史中断层的形成是复杂过程，是多种因素综合作用的产物，人们不可能在勘探初期把这样复杂的问题一次弄清楚。

随着勘探程度的深入，资料的积累，以往所建立的断裂系统要不断修改，以致于初期所编绘的断裂系统可能与后期所确定的断裂系统相差很大，甚至完全改变。