Разрезы по картам, совмещение карт и разломы на картах

Қысқаша негізгісі

Разрез по карте строят переносом точек, где линия разреза пересекает изогипсы. Истинный угол падения виден только на разрезе вкрест простирания и без искажения масштаба; на остальных — кажущийся, а при вертикальном масштабе, увеличенном в $V$ раз, все наклоны круче. На каждом разрезе подписывают оба масштаба.
Карта изохор — разность двух структурных поверхностей, толщина по вертикали; изопахиты меньше её в $1/\cos\delta_b$ раз. Карту подошвы получают, прибавляя к карте кровли изохоры, а не изопахиты; толщины из наклонных скважин сначала приводят к толщине по вертикали.
Сброс на карте — многоугольник между линиями пересечения пласта со сместителем в лежачем и висячем крыльях. Ширина полосы по нормали к разлому — горизонтальная амплитуда $w$ , разность глубин её краёв — вертикальная амплитуда $t$ , их отношение — тангенс угла падения сместителя.
Изогипса пласта обрывается на разломе там, где её пересекает изогипса сместителя того же значения, — в обоих крыльях. Поэтому у каждого горизонта свой многоугольник: у подошвы он сдвинут вниз по падению сместителя.
Амплитуда вдоль разлома меняется плавно, без смены знака, и убывает к окончаниям; у слияния разломов амплитуды складываются. Скважина, пересёкшая разлом внутри пласта, вскрывает неполную толщину — для карты изохор её не берут.

Негізгі қатынастар

\mathrm{tg}\,\delta' = \mathrm{tg}\,\delta_b\sin\beta,\qquad \mathrm{tg}\,\delta_V = V\,\mathrm{tg}\,\delta'

кажущийся угол на разрезе под углом $\beta$ к простиранию и угол, нарисованный при искажении масштаба $V$ (тема Напряжения, деформации и методы структурного анализа)

h_\text{в} = z_\text{п} - z_\text{к},\qquad h = h_\text{в}\cos\delta_b

изохора как разность глубин подошвы и кровли и изопахита

\mathrm{tg}\,\delta = \frac{t}{w}

угол падения сместителя по многоугольнику: вертикальная амплитуда $t$ — разность глубин краёв, горизонтальная $w$ — ширина по нормали к разлому

\Delta q = \frac{h_\text{в}}{\mathrm{tg}\,\delta \pm \mathrm{tg}\,\delta_b}

сдвиг многоугольника подошвы относительно многоугольника кровли вниз по падению сместителя; «+», если пласты падают навстречу сместителю

Жиі қателіктер

Снимать углы падения с разреза с искажённым вертикальным масштабом или с разреза, косого к простиранию.
Строить подошву, прибавляя к кровле изопахиты или разности глубин из наклонных скважин без пересчёта.
Проводить разлом одной линией и строить сетку поверх него: уступ превращается в крутой изгиб.
Брать один многоугольник разлома для всех горизонтов.
Наносить на карту изохор толщину, вскрытую скважиной, которая пересекла разлом в пласте.

Сабақтан кейін сіз

строить разрез по структурной карте: выбирать линию и масштабы, переносить пересечения изогипс, достраивать подошву и разломы — и объяснять, как направление разреза и искажение вертикального масштаба меняют видимые углы;
получать карты изохор и изопахит как разность двух поверхностей, строить карту подошвы по карте кровли и карте толщин и понимать, какую толщину брать из наклонных скважин и из скважин у разломов;
изображать разломы многоугольниками по линиям пересечения пласта со сместителем и находить по многоугольнику горизонтальную и вертикальную амплитуды и угол падения сместителя;
строить изогипсы сместителя по точкам разлома в скважинах и находить по ним, где обрываются изогипсы пласта в обоих крыльях и куда смещён многоугольник подошвы;
проверять согласованность карт, разрезов и скважин: профиль амплитуды вдоль разлома, сумма амплитуд у слияния разломов, выпавший интервал в скважинах.

Разрез по структурной карте

Карта и разрез описывают одну трёхмерную поверхность. Разрез по карте строят, когда на линии мало скважин или их нет вовсе: точная глубина пласта на линии известна только там, где её пересекают изогипсы, а между пересечениями поверхность восстанавливают так же, как на карте, — плавно, продолжая уклоны соседних участков. Что такое кажущийся угол падения и разрез с искажённым вертикальным масштабом, разобрано в теме изогипсы и разрезы; здесь — как разрез строят по карте и что при этом проверяют.

Построение разреза по структурной карте

1
Выбрать линию
Для истинных углов — вкрест простирания пластов или разлома; для увязки со скважинами — через скважины (линия становится ломаной, но сохраняет общее направление). Концы подписывают (А–А′), а для всех разрезов проекта принимают одно правило ориентации, например запад или юг слева.
2
Задать масштабы
Горизонтальный — масштаб карты. Вертикальный сначала берут таким же ( $V = 1$ ): только на таком разрезе углы и формы верны. Если нужно показать тонкие пласты, вертикальный масштаб увеличивают и подписывают $V$ .
3
Перенести пересечения
Вдоль линии отмечают расстояния от её начала до каждой изогипсы и значения изогипс — полоской бумаги, линейкой или расчётом по сетке — и наносят точки на профиль.
4
Провести кровлю
Точки соединяют плавной линией. Между двумя пересечениями одной изогипсы — на своде или в синклинали — поверхность переваливает через её значение, но остаётся в пределах сечения: будь она на линии выше (или ниже) соседнего значения, линия пересекла бы и эту изогипсу.
5
Нанести разломы
Края многоугольника разлома на линии разреза — точки, где кровля упирается в сместитель в двух крыльях; через них проводят сместитель под углом, найденным по его изогипсам. Пласт через многоугольник не продолжают.
6
Добавить подошву и скважины
Подошву откладывают от кровли по вертикали на толщину по карте изохор (следующий раздел); в скважинах на линии наносят отбивки и точки, где они пересекли разломы.
7
Проверить
Совпадают ли с картой амплитуды и углы разломов, глубины в скважинах, форма складок. Противоречие означает ошибку в карте или в разрезе — исправляют оба.

Искажение вертикального масштаба не меняет глубин, а меняет углы: тангенс каждого наклона умножается на $V$ . Пологие крылья складок становятся заметными, а разломы — почти вертикальными: при $V = 5$ сброс с падением 52° рисуется под 81°, и на глаз уже трудно отличить крутой разлом от пологого. Толщины по вертикали растягиваются в $V$ раз, а расстояния по нормали к слоям искажаются, поэтому истинные толщины с такого разреза не снимают.

ЕсептеуРазрез А–А′, построенный по карте кровли и карте изохор (карта — в разделе о разломах): без искажения масштаба и с вертикальным масштабом, увеличенным в 5 раз. Слева висячее крыло со своим сводом, справа лежачее — его наивысшая точка упирается в сместитель. Крылья на этом разрезе наклонены не больше чем на 6°, а при

V = 5

выглядят наклонёнными до 28°; сброс с истинным падением 52° — почти вертикальным.

Направление разреза важно и для пластов, и для разломов. Разрез А–А′ проведён вкрест простирания разлома, поэтому сместитель на нём виден под истинным углом. Пласты на крыльях складки простираются иначе, и на том же разрезе их наклон — кажущийся, меньше истинного (кажущийся угол падения).

Есептеу мысалыРазрез А–А′: углы на разрезе и на карте

Бастапқы деректер (шартты)

Линия разреза: А–А′, азимут 60° — вкрест простирания разлома (150°); длина 2,8 км
Пересечения с изогипсами кровли в лежачем крыле (от точки А): 1910 м — в 1934,6 м, 1920 м — в 2027,8 м
Падение кровли у середины этого отрезка по карте: 7,84° на азимут 21,3° (по нормали к изогипсам)
Пересечения с изогипсой 1940 м в висячем крыле: в 1148,3 и 1208,7 м; изогипсы 1930 м на линии нет
Вертикальный масштаб для показа: в 5 раз крупнее горизонтального

Шешім

Кажущийся угол на разрезе между изогипсами 1910 и 1920 м: $\mathrm{tg}\,\delta' = 10/(2027{,}8 - 1934{,}6) = 10/93{,}2 = 0{,}1073$ , $\delta' = 6{,}12°$ .
Проверка по карте: угол между линией разреза и направлением падения $\omega = 60° - 21{,}3° = 38{,}7°$ , и $\mathrm{tg}\,\delta' = \mathrm{tg}\,7{,}84°\cdot\cos 38{,}7° = 0{,}1075$ — почти то же, что по пересечениям: на отрезке длиной 93,2 м уклон немного меняется.
Сместитель: разрез перпендикулярен его простиранию, поэтому на разрезе без искажения сместитель виден под истинным углом 52°. Простирание пласта здесь 111,3° — на 39° отличается от простирания разлома, поэтому угол пласта кажущийся.
При $V = 5$ крыло рисуется под $\mathrm{arctg}(5\cdot 0{,}1073) = 28{,}2°$ , сместитель — под $\mathrm{arctg}(5\,\mathrm{tg}\,52°) = 81{,}1°$ .
Свод висячего крыла: между пересечениями изогипсы 1940 м (1148,3 и 1208,7 м) кровля поднимается выше 1940 м, но не до 1930 м — иначе изогипса 1930 м пересекла бы линию. По модели свод на линии — 1939,9 м.

Жауап: На разрезе без искажения крыло лежачего блока наклонено под 6,12° при истинном падении 7,84°, сместитель — под 52°; при пятикратном искажении они выглядят как 28,2° и 81,1°.

Бұл нені білдіреді. Разрез вкрест простирания разлома не обязательно идёт вкрест простирания пластов: один и тот же разрез показывает истинный угол сместителя и кажущийся угол пласта. С разреза с искажённым масштабом угол можно снять, только разделив тангенс на $V$ . Правило «не выше следующей изогипсы» ограничивает свод сверху, но не указывает его высоту: между пересечениями поверхность восстанавливают по уклонам, а форму свода уточняют сейсмикой. Данные примера условные.

Карты толщин как разность поверхностей

Толщину пласта показывают двумя видами карт (виды карт). Карта изохор — толщины по вертикали $h_\text{в}$ (true vertical thickness, TVT): разность глубин подошвы и кровли в каждой точке. Карта изопахит (isopach map) — истинные толщины $h$ по нормали к напластованию (true stratigraphic thickness, TST). Если построены сетки кровли и подошвы, карта изохор — их разность в каждом узле; так её и получают программы. В этом уроке угол падения пласта обозначен $\delta_b$ , а угол падения сместителя — $\delta$ , как в теме Разломы.

Изохора как разность поверхностей и изопахита

h_\text{в}(x, y) = z_\text{п}(x, y) - z_\text{к}(x, y),\qquad h = h_\text{в}\cos\delta_b

мұндағы:

$h_\text{в}$ толщина пласта по вертикали (изохора) в точке карты, м
$z_\text{к},\ z_\text{п}$ глубины кровли и подошвы ниже уровня моря в той же точке карты, м
$h$ истинная толщина (изопахита) — по нормали к напластованию, м
$\delta_b$ угол падения пласта в этой точке, °

Бірліктер: длины в одних единицах; углы в градусах

Мына жағдайда орындалады

кровля и подошва в точке принадлежат одному блоку: через разлом глубины не вычитают (раздел о многоугольниках разломов);
для $h$ — кровля и подошва почти параллельны на расстоянии порядка толщины пласта; иначе толщину меряют по нормали к средней поверхности;
глубины отсчитаны от одного уровня и положительны вниз.

Изохора нужна для объёма: объём пород между двумя структурными поверхностями — интеграл изохоры по площади (Общий объём пород по картам). Изопахита нужна для геологии: она показывает, где пласт накапливался толще, и не зависит от наклона, приобретённого позже. При падении до 9°, как на крыльях складки урока, они различаются не больше чем примерно на 1 %, при 30° — на 13 %.

Часто кровля хорошо видна на сейсмике, а подошва — нет. Тогда карту изохор строят по скважинам (с геологической идеей: утонение на своде растущей структуры, направление сноса) и совмещают карты: подошва = кровля + изохоры, узел за узлом. Погрешности при этом складываются: ошибка подошвы — это ошибка кровли плюс ошибка толщины. Так же совмещают и другие карты: изопахиты делят на $\cos\delta_b$ , чтобы получить изохоры; карты эффективной толщины, пористости и нефтенасыщенности перемножают в карту нефтенасыщенной ёмкости (осреднение и нефтенасыщенная ёмкость); на карту кровли накладывают контакт, чтобы найти контур залежи.

Скважины урока: что дал каротаж

Скв.: 1
Крыло: лежачее
Кровля, м: 1874,1
Подошва, м: 1911,8
Толщина, м: 37,7

Скв.: 2
Крыло: висячее
Кровля, м: 1941,7
Подошва, м: 1979,0
Толщина, м: 37,3

Скв.: 3
Крыло: лежачее
Кровля, м: 1948,1
Подошва, м: 1991,4
Толщина, м: 43,3

Скв.: 4
Крыло: висячее
Кровля, м: 1984,7
Подошва, м: 2027,1
Толщина, м: 42,4

Скв.: 5
Крыло: лежачее
Кровля, м: 1883,3
Подошва, м: 1906,3
Толщина, м: 23,0

Скв.: 6
Крыло: висячее
Кровля, м: 1976,4
Подошва, м: 2018,6
Толщина, м: 42,2

Скв.: 7
Крыло: лежачее
Кровля, м: 1913,2
Подошва, м: 1954,9
Толщина, м: 41,6

Скв.	Крыло	Кровля, м	Подошва, м	Толщина, м
1	лежачее	1874,1	1911,8	37,7
2	висячее	1941,7	1979,0	37,3
3	лежачее	1948,1	1991,4	43,3
4	висячее	1984,7	2027,1	42,4
5	лежачее	1883,3	1906,3	23,0
6	висячее	1976,4	2018,6	42,2
7	лежачее	1913,2	1954,9	41,6

Глубины ниже уровня моря; толщина — вскрытая по вертикали (скважины вертикальные). Разлом скважины пересекли на глубинах: скв. 1 — 1738,6 м; скв. 2 — 2368,5 м; скв. 5 — 1883,3 м; скв. 6 — 2106,8 м; скв. 7 — 1609,9 м (по выпавшему интервалу разреза). Скв. 5 вскрыла пласт прямо под разломом. Данные условные.

Какую толщину брать из скважины

Для карты изохор нужна толщина по вертикали $h_\text{в}$ . В вертикальной скважине это разность глубин кровли и подошвы, а в наклонной — нет: разность глубин по вертикали зависит ещё и от направления ствола относительно падения, и пласт может казаться тоньше или толще на десятки процентов. Толщину из наклонной скважины сначала пересчитывают в истинную через угол между стволом и нормалью к пласту, а затем в толщину по вертикали (наклонные скважины: TVD, TVT и TST). Вторая ловушка — скважины, пересёкшие разлом внутри пласта: их толщина неполная (раздел о проверке согласованности).

Есептеу мысалыПодошва по кровле и изохорам: рельеф подошвы больше

Бастапқы деректер (шартты)

Скв. 1 (свод лежачего крыла): кровля 1874,1 м, подошва 1911,8 м
Скв. 3 (восточное крыло): кровля 1948,1 м, подошва 1991,4 м; падение пласта по карте 6,9°

Шешім

Изохоры: в скв. 1 $h_\text{в} = 1911{,}8 - 1874{,}1 = 37{,}7$ м, в скв. 3 $1991{,}4 - 1948{,}1 = 43{,}3$ м — на своде пласт тоньше на 5,6 м.
Перепад глубин между скважинами: по кровле $1948{,}1 - 1874{,}1 = 74{,}0$ м, по подошве $1991{,}4 - 1911{,}8 = 79{,}6$ м — на те же 5,6 м больше: подошва изогнута сильнее кровли.
Изопахита в скв. 3: $h = 43{,}3\cdot\cos 6{,}9° = 43{,}0$ м — на 0,3 м меньше изохоры.
Если бы подошву построили, прибавив к кровле постоянные 40 м, в скв. 1 она легла бы на 2,3 м глубже действительной, а в скв. 3 — на 3,3 м выше.

Жауап: Изохора — 37,7 м на своде и 43,3 м на крыле; рельеф подошвы между скважинами на 5,6 м больше рельефа кровли.

Бұл нені білдіреді. Утонение пласта над сводом — признак того, что складка росла во время накопления пласта: нижние слои успели изогнуться сильнее (рост структуры по выровненной схеме). Для объёма это значит, что подошву нельзя получить сдвигом кровли на постоянную толщину: у тонкого пласта ошибка подошвы в несколько метров меняет площадь, где под нефтью нет воды (Общий объём пород по картам). Разница изохоры и изопахиты при пологом падении мала, и ею часто пренебрегают; на крутых крыльях — нельзя. Данные примера условные.

ЕсептеуКарта изохор пласта (через 2 м): над сводом пласт тоньше, к крыльям толщина растёт до 46 м. У скважин — вскрытая толщина. В скв. 5 вскрыто 23,0 м при изохоре блока 37,3 м: скважина пересекла разлом внутри пласта. Серая полоса вдоль разлома — от линии пересечения кровли со сместителем в лежачем крыле до линии пересечения подошвы в висячем: здесь вертикальная скважина вскроет неполный пласт, а в средней части полосы, где амплитуда больше толщины пласта, не встретит его вовсе.

Разлом на карте: линии пересечения и многоугольник

Как выглядит разлом на структурной карте, разобрано в теме разломы на картах и сейсмике: у сброса — полоса без пласта, у взброса — перекрытие, изогипсы на разломе обрываются и смещаются. Здесь — как такую полосу строят и что из неё можно вычислить.

Края полосы — линии пересечения пласта со сместителем (fault cutoffs): в лежачем крыле пласт срезан сместителем сверху, в висячем — снизу. До смещения две линии были одной. Каждая точка линии пересечения в висячем крыле — это точка, которая при смещении ушла вниз по сместителю вместе с висячим крылом. Поэтому при смещении по падению соседние по нормали к разлому точки двух краёв различаются ровно на вектор смещения: по горизонтали — на горизонтальную амплитуду $w$ , по вертикали — на вертикальную амплитуду $t$ . Область между линиями — многоугольник разлома.

Амплитуды и угол сместителя по многоугольнику разлома

w = \Delta_\perp,\qquad t = z_\text{в} - z_\text{л},\qquad \mathrm{tg}\,\delta = \frac{t}{w}

мұндағы:

$\Delta_\perp$ ширина многоугольника, измеренная по нормали к простиранию разлома, м
$w$ горизонтальная амплитуда разлома в этом месте, м
$z_\text{л},\ z_\text{в}$ глубины пласта на краях многоугольника в лежачем и висячем крыльях — в точках, лежащих напротив друг друга по нормали к разлому, м
$t$ вертикальная амплитуда, м
$\delta$ угол падения сместителя, °

Бірліктер: длины в метрах (на местности, а не на карте); углы в градусах

Мына жағдайда орындалады

смещение по падению сместителя; при косом смещении точки-«пары» на двух краях разнесены вдоль разлома на сдвиговую составляющую, и сравнивать надо их (составляющие смещения);
сместитель плоский на ширине полосы;
наклон пластов на соотношения не влияет: на краях полосы сравнивают одну и ту же точку пласта до и после смещения (вывод — в разделе для углублённого изучения).

Многоугольник — готовый замер разлома: узкий у окончаний и широкий в середине, он показывает, как меняется амплитуда, а отношение глубины к ширине даёт угол сместителя, даже если его не видно на сейсмике. Глубины краёв — не то же, что разность изогипс, продолженных через разлом: та даёт вертикальное смещение пласта $s$ , которое отличается от $t$ при наклонных слоях (вертикальное смещение пласта).

ЕсептеуСтруктурная карта кровли пласта (изогипсы через 10 м), разбитой сбросом: серый многоугольник — где кровли нет, штрих — многоугольник подошвы того же разлома, сдвинутый вниз по падению сместителя (на юго-запад). Висячее крыло к западу от разлома опущено на 75 м в середине разлома; к окончаниям амплитуда убывает до нуля, и изогипсы смыкаются. Точки — скважины, пунктир — линия разреза А–А′, рамка — фрагмент, показанный на рисунке с изогипсами сместителя.

Есептеу мысалыАмплитуда, ширина полосы и угол сместителя по карте

Бастапқы деректер (шартты)

Кровля на линии А–А′ (по нормали к разлому): лежачее крыло обрывается в 1428,2 м от точки А на глубине 1868,9 м, висячее — в 1369,6 м на глубине 1943,9 м
Подошва там же: лежачее крыло — в 1400,0 м на 1905,0 м, висячее — в 1341,4 м на 1980,0 м
Изохора у разлома и уклон кровли поперёк него: 37,3 м; кровля поднимается в сторону падения сместителя с уклоном 0,041 (пласт падает навстречу сместителю)

Шешім

Горизонтальная амплитуда — ширина полосы: $w = 1428{,}2 - 1369{,}6 = 58{,}6$ м.
Вертикальная амплитуда — разность глубин краёв: $t = 1943{,}9 - 1868{,}9 = 75{,}0$ м. Опущено висячее крыло — разлом сброс.
Угол падения сместителя: $\mathrm{tg}\,\delta = 75{,}0/58{,}6 = 1{,}2799$ , $\delta = 52{,}0°$ .
Подошва: $w = 1400{,}0 - 1341{,}4 = 58{,}6$ м и $t = 1980{,}0 - 1905{,}0 = 75{,}0$ м — те же, а многоугольник сдвинут на $1428{,}2 - 1400{,}0 = 28{,}2$ м вниз по падению сместителя.
Проверка сдвига формулой: $\Delta q = 37{,}3/(1{,}2799 + 0{,}041) = 28{,}2$ м.

Жауап: На линии А–А′ сброс опускает висячее крыло на 75,0 м при ширине полосы 58,6 м; сместитель падает под 52,0°, многоугольник подошвы сдвинут на 28,2 м к висячему крылу.

Бұл нені білдіреді. Амплитуды и угол сместителя сняты с одной карты, без сейсмики и скважин, — и угол совпал с тем, который дадут точки разлома в скважинах (следующий раздел): две независимые оценки согласуются. Сдвиг многоугольника подошвы здесь немного меньше $h_\text{в}/\mathrm{tg}\,\delta$ , потому что пласт поднимается в сторону падения сместителя и встречает его раньше. Данные примера условные.

У каждого горизонта свой многоугольник. Подошва встречает сместитель глубже кровли, а значит, дальше по его падению; на сколько — показывает простое соотношение, которое следует из того же разреза вкрест простирания разлома (вывод — в разделе для углублённого изучения):

Сдвиг многоугольника подошвы относительно многоугольника кровли

\Delta q = \frac{h_\text{в}}{\mathrm{tg}\,\delta \pm \mathrm{tg}\,\delta_b}

мұндағы:

$\Delta q$ сдвиг линии пересечения подошвы относительно линии пересечения кровли по горизонтали, в сторону падения сместителя, м
$h_\text{в}$ толщина пласта по вертикали у разлома, м
$\delta$ угол падения сместителя, °
$\delta_b$ угол падения пласта в разрезе вкрест простирания разлома, °

Бірліктер: м; углы в градусах

Мына жағдайда орындалады

«+», если пласт падает навстречу сместителю, «−», если в ту же сторону — так же, как в формуле вертикального смещения пласта в теме о разломах;
пласт и сместитель плоские на отрезке $\Delta q$ , толщина постоянна; одинаково для обоих крыльев.

При толщине 37 м, падении сместителя 52° и почти горизонтальном пласте подошва отходит от кровли на 29 м — почти 3 мм на карте масштаба 1:10 000. Между линиями пересечения кровли и подошвы пласт по вертикали неполный: в лежачем крыле он срезан клином сверху, в висячем — снизу. Это важно для объёма пород у разлома и для скважин, заложенных рядом с ним.

В программах построения карт многоугольники задают как границы, через которые интерполяция не идёт: каждый блок строят по своим данным, а внутри многоугольника значений нет. Лучше задавать сам сместитель поверхностью: тогда программа находит линии пересечения для каждого горизонта сама, и многоугольники всех горизонтов согласованы. Если разлом не задан вовсе, сетка пройдёт через него непрерывно, и уступ в десятки метров превратится в крутой изгиб шириной в несколько ячеек (компьютерное построение).

Изогипсы сместителя: как находят линии пересечения

Сместитель — такая же поверхность, как кровля пласта, и его тоже изображают изогипсами: это карта изогипс сместителя (fault surface map). Данные для неё — глубины, на которых скважины пересекли разлом (по выпавшему или повторённому интервалу, разлом в скважине), и линии разломов на сейсмических разрезах, пересчитанные в глубины. Изогипсы плоского сместителя — параллельные прямые через $\Delta z/\mathrm{tg}\,\delta$ : при падении 52° и сечении 10 м — через 7,8 м. Поэтому их рисуют на крупномасштабных фрагментах или с большим сечением.

Главное правило построения: изогипса пласта обрывается на разломе там, где её пересекает изогипса сместителя того же значения. В каждой точке линии пересечения пласт и сместитель на одной глубине, значит, эта точка лежит на изогипсах обеих поверхностей с одним и тем же значением. Правило верно для обоих крыльев: изогипса 1960 м лежачего крыла и изогипса 1960 м висячего крыла кончаются на одной изогипсе сместителя, но в разных её точках, разнесённых вдоль разлома. Расстояние между ними и есть знакомое смещение изогипс на разломе.

Смещение одноимённых изогипс вдоль разлома

\Delta s = \frac{t}{\mathrm{tg}\,\delta_\parallel}

мұндағы:

$\Delta s$ расстояние вдоль разлома между точками, где одна и та же изогипса пласта обрывается в лежачем и в висячем крыльях, м
$t$ вертикальная амплитуда там, где изогипса обрывается в висячем крыле, м
$\mathrm{tg}\,\delta_\parallel$ средний уклон линии пересечения пласта со сместителем в лежачем крыле вдоль простирания разлома на отрезке $\Delta s$ — практически кажущийся уклон пласта вдоль разлома, —

Бірліктер: м

Мына жағдайда орындалады

смещение по падению: точка висячего крыла и её «пара» в лежачем лежат друг против друга по нормали к разлому и различаются по глубине на $t$ ;
пласт наклонён вдоль разлома; если он простирается параллельно разлому ( $\delta_\parallel = 0$ ), изогипсы не смещаются, а идут вдоль полосы, и амплитуду читают по числу изогипс, «пропущенных» поперёк неё.

Смещение тем больше, чем больше амплитуда и чем положе пласт вдоль разлома. От конца изогипсы в висячем крыле переходим поперёк полосы к её «паре» в лежачем крыле — та на $t$ мельче — и идём вдоль линии пересечения лежачего крыла, пока она не погрузится на эти $t$ метров. В примере урока изогипса 1960 м обрывается в лежачем крыле на 646 м северо-западнее, чем в висячем: там, где она уходит из висячего крыла, амплитуда 68,38 м, а линия пересечения лежачего крыла погружается к северному окончанию разлома в среднем на 0,1058 м на метр: 68,38/0,1058 ≈ 646 м. Обратная задача — амплитуда по смещению изогипс: $t = \Delta s\,\mathrm{tg}\,\delta_\parallel$ .

Построение многоугольника по изогипсам сместителя

1
Построить карту сместителя
По точкам разлома в скважинах и на сейсмике, с тем же сечением, что у карты пласта.
2
Продолжить изогипсы пласта
В каждом блоке изогипсы продолжают за разлом по уклонам своего блока, как если бы разлома не было.
3
Отметить точки пересечения
Где продолженная изогипса блока встречает изогипсу сместителя того же значения: для лежачего крыла берут его изогипсы, для висячего — его.
4
Соединить точки
Точки лежачего крыла — в его линию пересечения, точки висячего — в свою; между ними — многоугольник. Продолжения изогипс внутри многоугольника стирают.
5
Повторить для каждого горизонта
Сместитель тот же, линии пересечения у подошвы и у других пластов свои.

ЕсептеуФрагмент карты у северной части разлома (рамка на карте выше): изогипсы кровли через 10 м и изогипсы сместителя через 20 м. Изогипса кровли 1960 м в лежачем крыле обрывается у северного края фрагмента, в висячем — у южного, и оба обрыва лежат на изогипсе сместителя 1960 м (жирный штрих): внутри многоугольника она соединяет их. Поперёк полосы показаны её ширина — горизонтальная амплитуда — и глубины краёв, разность которых — вертикальная амплитуда.

Есептеу мысалыСместитель по трём скважинам и край многоугольника на разрезе

Бастапқы деректер (шартты)

Разлом в скважинах (по выпавшему интервалу): скв. 1 (x = 2312,6 м; y = 1565,0 м) — на 1738,6 м; скв. 6 (x = 1660 м; y = 2120 м) — на 2106,8 м; скв. 7 (x = 2830 м; y = 870 м) — на 1609,9 м
Точки линии А–А′ в 1430 и 1420 м от А: x = 2226,0 и 2217,3 м, y = 1515,0 и 1510,0 м
Кровля лежачего крыла по карте в этих точках: 1868,95 и 1868,54 м

Шешім

Задача трёх точек для отметки сместителя $e = -z$ (задача трёх точек): уклоны отметки на восток и на север $g_x = 1{,}1086$ , $g_y = 0{,}6401$ .
$\mathrm{tg}\,\delta = \sqrt{g_x^2 + g_y^2} = 1{,}2801$ , $\delta = 52{,}0°$ ; падение — против вектора $(g_x;\ g_y)$ , на азимут 240°, простирание 150°. Изогипсы сместителя через 10 м идут через $10/1{,}2801 = 7{,}8$ м.
Глубина сместителя в точках линии А–А′: $z = 1738{,}6 - g_x(x - 2312{,}6) - g_y(y - 1565{,}0)$ — в 1430 м от А 1866,61 м, в 1420 м — 1879,46 м.
Лежачее крыло есть, пока его кровля ниже сместителя. Разность «кровля − сместитель»: $1868{,}95 - 1866{,}61 = 2{,}34$ м и $1868{,}54 - 1879{,}46 = -10{,}92$ м — знак сменился. Линейная интерполяция: край в $1430 - 10\cdot 2{,}34/(2{,}34 + 10{,}92) = 1428{,}2$ м от А.

Жауап: Сместитель падает под 52,0° на азимут 240°; кровля лежачего крыла упирается в него на линии А–А′ в 1428,2 м от точки А — там же, где обрывается на карте.

Бұл нені білдіреді. Угол сместителя по трём скважинам совпал с углом, снятым с многоугольника в предыдущем примере, а край, построенный по изогипсам сместителя, — с краем на карте: карта сместителя и карты крыльев согласованы. Три точки определяют плоскость, но не проверяют её; проверкой служат четвёртая скважина или сейсмика. Реальные сместители изогнуты — листрические сбросы выполаживаются с глубиной, сегменты соединяются уступами, — и по многим точкам сместитель картируют так же, как пласт. Данные примера условные.

Амплитуда вдоль разлома и согласование карт, разрезов и скважин

Разлом на карте проверяют по профилю амплитуды (throw profile): вертикальную амплитуду снимают с многоугольника через равные расстояния вдоль разлома и строят график. У одиночного разлома он гладкий, с наибольшим значением около середины и нулями у окончаний (смещение и амплитуды), и знак амплитуды не меняется.

ЕсептеуВертикальная амплитуда вдоль разлома урока: точки сняты с карты через 200 м как разность глубин краёв многоугольника кровли, линия — модель (у подошвы те же значения). Штрих — толщина пласта у разлома. Дальше 0,8 км от середины амплитуда меньше толщины: там пласт частично сопоставлен сам с собой — окна «песчаник к песчанику».

Скачок амплитуды — ошибка построения, сочленение двух сегментов разлома или пересечение с другим разломом.
Смена знака вдоль одного разлома почти всегда означает ошибку: скорее всего, это два разных разлома.
Разные горизонты имеют близкую амплитуду, если разлом образовался после них. Если он рос во время осадконакопления (конседиментационный сброс), амплитуда растёт с глубиной, а толщины в висячем крыле больше (конседиментационные сбросы).
Слияние разломов: амплитуда общего продолжения примерно равна сумме амплитуд ветвей у места слияния.

Профиль амплитуды сразу показывает, где пласт сопоставлен сам с собой через разлом: там, где амплитуда меньше толщины пласта (в примере урока — дальше 0,8 км от середины разлома), остаются окна «песчаник к песчанику», и именно там разлом проверяют на экранирование (сопоставление пластов и SGR). В середине разлома амплитуда 75 м вдвое больше толщины, и пласт крыльев целиком упирается в непроницаемые породы — если они там есть.

Что проверяют при согласовании карт, разрезов и скважин

Что: Разрез и карта
Условие: те же пересечения с изогипсами, положение и амплитуды разломов, углы с поправкой на $V$ и направление
Как: снять с карты и с разреза

Что: Многоугольники горизонтов
Условие: один сместитель; у глубоких горизонтов сдвиг вниз по падению на $\Delta q$ ; амплитуда почти та же, если разлом не рос при осадконакоплении
Как: наложить карты

Что: Профиль амплитуды
Условие: гладкий, без смены знака, ноль у окончаний; у слияний — сумма
Как: график $t$ вдоль разлома

Что: Карта изохор
Условие: $h_\text{в} \ge 0$ ; нулевая изохора — между скважинами с пластом и без; скважины у разломов не искажают карту
Как: разность сеток подошвы и кровли

Что: Скважины
Условие: отбивки на картах; глубина разлома — на карте сместителя; выпавший интервал равен смещению $s$
Как: таблица невязок

Что	Условие	Как
Разрез и карта	те же пересечения с изогипсами, положение и амплитуды разломов, углы с поправкой на $V$ и направление	снять с карты и с разреза
Многоугольники горизонтов	один сместитель; у глубоких горизонтов сдвиг вниз по падению на $\Delta q$ ; амплитуда почти та же, если разлом не рос при осадконакоплении	наложить карты
Профиль амплитуды	гладкий, без смены знака, ноль у окончаний; у слияний — сумма	график $t$ вдоль разлома
Карта изохор	$h_\text{в} \ge 0$ ; нулевая изохора — между скважинами с пластом и без; скважины у разломов не искажают карту	разность сеток подошвы и кровли
Скважины	отбивки на картах; глубина разлома — на карте сместителя; выпавший интервал равен смещению $s$	таблица невязок

Контакты флюидов в одном блоке обычно горизонтальны, а в разных блоках могут различаться, если разлом их разобщает; наклонный контакт требует объяснения (наклонные контакты).

Есептеу мысалыСкважина 5 у разлома: тонкий пласт или срезанный?

Бастапқы деректер (шартты)

Скв. 5 (x = 2204,7 м; y = 1525,8 м), лежачее крыло у самого разлома: пласт от 1883,3 до 1906,3 м; над кровлей корреляция показывает выпадение части покрышки
Соседние скважины 1 и 2: изохоры 37,7 и 37,3 м
Карты в точке скв. 5: кровля лежачего крыла, продолженная до скважины, — 1869,1 м; кровля висячего крыла, продолженная туда же, — 1946,8 м; сместитель — 1883,3 м; изохора лежачего крыла — 37,3 м
Разлом здесь по профилю амплитуды: $t = 75{,}0$ м, $w = 58{,}6$ м; на отрезке длиной $w$ перед скважиной кровля падает навстречу сместителю под 2,75°

Шешім

Вскрытая толщина: $1906{,}3 - 1883{,}3 = 23{,}0$ м — на 14,3 м меньше изохоры 37,3 м.
Кровля пласта в скв. 5 совпадает с глубиной сместителя: скважина вошла в пласт прямо из разлома. Срезанная часть пласта: $1883{,}3 - 1869{,}1 = 14{,}2$ м; вместе со вскрытой — $14{,}2 + 23{,}0 = 37{,}2$ м, то есть изохора с точностью до округления.
Сколько разреза должно выпасть: вертикальное смещение пласта $s = 1946{,}8 - 1869{,}1 = 77{,}7$ м. По формуле $s = t + w\,\mathrm{tg}\,\delta_b$ (вертикальное смещение пласта) — практически то же: $75{,}0 + 58{,}6\cdot\mathrm{tg}\,2{,}75° = 77{,}8$ м (разница — от округления).
Корреляция со скв. 1 показывает выпадение около 78 м разреза на глубине 1883,3 м — карты и скважина согласованы.

Жауап: 23,0 м в скв. 5 — не утонение пласта, а срез разломом: изохора там 37,3 м, на разломе выпало около 78 м разреза.

Бұл нені білдіреді. Для карты изохор берут 37,3 м (или не используют скв. 5), иначе вдоль разлома появится ложная «мишень» тонкого пласта. Для объёма пород, наоборот, срезанный клин важен: вертикальные скважины в полосе шириной около 87 м вдоль середины разлома вскрывают неполный пласт, а в средней её части, где амплитуда больше толщины, не вскрывают его вовсе (серая полоса на карте изохор). Совпадение выпавшего интервала с вертикальным смещением по картам — одна из лучших проверок того, что карта сместителя и карты крыльев согласованы. Данные примера условные.

Терминдер мен белгілер

Разрез по карте, линия разреза: вертикальное сечение вдоль линии (А–А′), построенное переносом пересечений линии с изогипсами; углы на нём истинны только вкрест простирания и без искажения масштаба.
Искажение вертикального масштаба $V$: во сколько раз вертикальный масштаб разреза крупнее горизонтального; тангенсы всех наклонов умножаются на $V$ .
Карта изохор и карта изопахит: карты толщин по вертикали ( $h_\text{в}$ , разность глубин подошвы и кровли) и истинных толщин ( $h = h_\text{в}\cos\delta_b$ ).
Совмещение карт: получение карты из других карт: подошва = кровля + изохоры, изохоры = изопахиты / $\cos\delta_b$ , нефтенасыщенная ёмкость как произведение карт.
Линия пересечения пласта со сместителем: линия, по которой пласт встречает сместитель в одном крыле (fault cutoff); край многоугольника разлома.
Многоугольник разлома: область между линиями пересечения горизонта со сместителем в двух крыльях (fault polygon); у сброса горизонта там нет.
Карта изогипс сместителя: структурная карта поверхности разлома по точкам разлома в скважинах и сейсмике.
Профиль амплитуды: график вертикальной амплитуды вдоль разлома (throw profile).

Жиі қателіктер

Қате

«Угол падения можно снять с любого разреза».

Шын мәнінде

Истинный угол — только на разрезе вкрест простирания и без искажения масштаба. На косом разрезе угол меньше, на разрезе с искажением $V$ — тангенс больше в $V$ раз.

Қате

«Карта подошвы — это карта кровли плюс карта изопахит».

Шын мәнінде

Прибавлять надо изохоры — толщины по вертикали. Изопахиты меньше в $1/\cos\delta_b$ раз, а разности глубин из наклонных скважин искажены направлением ствола.

Қате

«Разлом на карте — это линия».

Шын мәнінде

Сброс на структурной карте — полоса между линиями пересечения пласта со сместителем, взброс — перекрытие. Ширина полосы — горизонтальная амплитуда; если разлом не задан, сетка размажет уступ в изгиб.

Қате

«Многоугольник разлома один для всех горизонтов».

Шын мәнінде

У каждого горизонта свои линии пересечения: глубже залегающий горизонт встречает сместитель дальше по его падению, и его многоугольник сдвинут на $h_\text{в}/(\mathrm{tg}\,\delta \pm \mathrm{tg}\,\delta_b)$ .

Қате

«Тонкий пласт в скважине у разлома — это фациальное утонение».

Шын мәнінде

Сначала проверяют, не пересекла ли скважина разлом в пласте: глубина разлома по карте сместителя, выпавший интервал, сравнение с соседями. Срезанную толщину на карту изохор не наносят.

Толық: тереңдетілген

Почему ширина полосы равна горизонтальной амплитуде при любом наклоне пластов

Возьмём на линии пересечения пласта со сместителем в лежачем крыле точку $P$ . До смещения в ней сходились пласт обоих крыльев и сместитель. При смещении по падению висячее крыло сдвинулось вдоль сместителя на вектор с горизонтальной составляющей $w$ (по нормали к простиранию, в сторону падения) и вертикальной $t$ . Частица пласта висячего крыла, бывшая в $P$ , оказалась в точке $P'$ — по-прежнему на пласте висячего крыла и по-прежнему на сместителе, ведь вектор смещения лежит в его плоскости. Значит, $P'$ — точка линии пересечения в висячем крыле, и расстояние от $P$ до $P'$ по горизонтали равно $w$ , по вертикали $t$ , что бы ни происходило с наклоном пласта.

Иначе ведёт себя разность глубин двух крыльев в одной точке карты — вертикальное смещение пласта $s$ : оно сравнивает разные частицы пласта и потому зависит от его наклона, $s = t \pm w\,\mathrm{tg}\,\delta_b$ (о разломах). На вертикальном разрезе под углом $\beta_F$ к простиранию разлома полоса кажется шире — $w/\sin\beta_F$ , — а сместитель положе: $\mathrm{tg}\,\delta' = \mathrm{tg}\,\delta\sin\beta_F$ . Поэтому амплитуды и угол сместителя снимают по нормали к разлому, сравнивая точки-«пары».

Откуда сдвиг многоугольника подошвы

Проведём разрез вкрест простирания разлома, ось $q$ — по горизонтали в сторону падения сместителя, глубины вниз. Сместитель: $z = z_0 + q\,\mathrm{tg}\,\delta$ . Кровля пласта — прямая $z = a + g\,q$ , где $g$ — её уклон вдоль $q$ : $g = \mathrm{tg}\,\delta_b$ , если пласт погружается туда же, куда падает сместитель, и $g = -\mathrm{tg}\,\delta_b$ , если навстречу. Подошва — та же прямая ниже на $h_\text{в}$ .

Кровля встречает сместитель при $a + g\,q_\text{к} = z_0 + q_\text{к}\,\mathrm{tg}\,\delta$ , подошва — при $a + h_\text{в} + g\,q_\text{п} = z_0 + q_\text{п}\,\mathrm{tg}\,\delta$ . Вычитая, получаем $q_\text{п} - q_\text{к} = h_\text{в}/(\mathrm{tg}\,\delta - g)$ , то есть $\Delta q = h_\text{в}/(\mathrm{tg}\,\delta \pm \mathrm{tg}\,\delta_b)$ с «+» для пластов, падающих навстречу сместителю. Висячее крыло — тот же пласт, сдвинутый на $(w, t)$ , поэтому сдвиг у него такой же. Когда пласт падает в ту же сторону, что и сместитель, и почти так же круто, знаменатель стремится к нулю: пласт идёт вдоль сместителя, и линии пересечения расходятся далеко; если пласт круче сместителя, порядок линий меняется — как и правило выпадения разреза в теме Разломы.

Басқа тақырыптармен байланыс

Структурные карты: данные и построение изолиний — данные структурных карт, построение изолиний и сетки, виды карт.
Разломы — типы разломов, амплитуды, выпавший интервал в скважине, сопоставление пластов и экранирование.
Напряжения, деформации и методы структурного анализа — кажущийся угол падения, разрез с искажённым масштабом, задача трёх точек.
Корреляция скважин — согласованные отбивки и толщины в наклонных скважинах.
Общий объём пород по картам — объём пород по картам кровли и подошвы, контуры нефтеносности.
Ловушки и время их формирования — ловушки у разломов, замыкание и наклонные контакты.
Интерпретация сейсмических разрезов — прослеживание горизонтов и разломов на сейсмических разрезах и их пересчёт в глубины.
Практическая структурная геология — распознавание структур и балансировка разрезов.

Өзіңізді тексеріңіз

1
На разрезе вкрест простирания разлома, построенном с вертикальным масштабом, увеличенным в 4 раза, сместитель нарисован под углом 78°. Каков его истинный угол падения?
1. А.78°
2. Б.около 85°
3. В.около 50°
4. Г.около 20°
Жауабын көрсету
Дұрыс жауап: В. около 50°
Тангенс нарисованного угла в $V$ раз больше истинного: $\mathrm{tg}\,\delta = \mathrm{tg}\,78°/4 = 4{,}705/4 \approx 1{,}18$ , откуда $\delta \approx 49{,}6°$ . Делить надо тангенсы, а не углы: 78°/4 = 19,5° — грубая ошибка.
2
Многоугольник сброса на структурной карте имеет ширину по нормали к разлому 40 м; кровля на его краях напротив друг друга — на глубинах 2236 и 2296 м. Найдите амплитуды и угол падения сместителя. Какое крыло опущено?
Жауабын көрсету
Горизонтальная амплитуда — ширина полосы, $w = 40$ м; вертикальная — разность глубин краёв, $t = 2296 - 2236 = 60$ м; $\mathrm{tg}\,\delta = 60/40 = 1{,}5$ , $\delta \approx 56{,}3°$ . Край с глубиной 2296 м принадлежит висячему крылу — оно опущено, это сброс. Наклон пластов на ответ не влияет.
3
Кровля пласта надёжно закартирована по сейсмике, подошва — нет. Как получить карту подошвы?
1. А.Прибавить к карте кровли карту изопахит
2. Б.Прибавить к карте кровли карту изохор, построенную по толщинам по вертикали в скважинах
3. В.Прибавить разности глубин по вертикали из всех скважин, включая наклонные, без пересчёта
4. Г.Сдвинуть карту кровли на среднюю толщину пласта
Жауабын көрсету
Дұрыс жауап: Б. Прибавить к карте кровли карту изохор, построенную по толщинам по вертикали в скважинах
Подошва лежит ниже кровли на толщину по вертикали — изохору. Изопахиты меньше в $1/\cos\delta_b$ раз; разности глубин в наклонных скважинах искажены направлением ствола; постоянный сдвиг не учитывает изменения толщины — в примере урока рельеф подошвы на несколько метров больше рельефа кровли.
4
Сброс падает под 60°, толщина пласта по вертикали 40 м, пласт почти горизонтален. На сколько и в какую сторону многоугольник подошвы сдвинут относительно многоугольника кровли?
Жауабын көрсету
$\Delta q = h_\text{в}/\mathrm{tg}\,\delta = 40/\mathrm{tg}\,60° = 40/1{,}732 \approx 23$ м — по горизонтали в сторону падения сместителя, то есть к висячему крылу. Между линиями пересечения кровли и подошвы пласт по вертикали неполный.
5
Два сброса сливаются в один; у места слияния их амплитуды 25 и 40 м. Какой амплитуды ожидать у общего разлома сразу за местом слияния?
1. А.40 м
2. Б.около 65 м
3. В.32,5 м
4. Г.около 15 м
Жауабын көрсету
Дұрыс жауап: Б. около 65 м
Смещения ветвей складываются: общий разлом переносит то, что раньше делили две ветви, — около 25 + 40 = 65 м. Если карта показывает заметно другое, ошибка в построении одной из ветвей или в месте слияния.
6
В скважине у разлома пласт вскрыт толщиной 19 м, в соседних скважинах — 44–46 м. Над кровлей пласта не хватает около 50 м разреза. Как поступить с этой толщиной при построении карты изохор?
Жауабын көрсету
Это срез разломом: скважина вошла в пласт прямо из разлома, и верхняя часть пласта осталась по другую сторону сместителя. Толщину 19 м на карту изохор не наносят (иначе появится ложная «мишень»), а берут изохору блока по соседям; глубину разлома сверяют с картой сместителя, выпавший интервал — с вертикальным смещением пласта по картам. Для подсчёта объёма полосу неполного пласта вдоль разлома учитывают отдельно.

Жаңартылған: 16 октября 2026 г.