如何提高测井曲线解释断层的可靠性

■高宇

（核工业二〇三研究所 陕西咸阳712000）

如何提高测井曲线解释断层的可靠性

■高宇

（核工业二〇三研究所 陕西咸阳712000）

随着我国经济的快速发展，能源的需求越来越多。煤矿、油田等的开采工作变得特别重要，这些工作都离不开地质勘探。断层位于地质剖面上，它能够使地层的厚度增加并改变相邻两个地层之间的距离，一般来说断层分为正断层和逆断层两类。正断层可以使地层发生缺失现象且容易导致地层间的距离和地层厚度减少，逆断层的作用与正断层的相反，它能够重复增加地层的厚度会进一步的增加层间的距离。因此，在进行勘探作业时所选择相邻两个孔间测井曲线的研究是十分有必要的，这种方式为断层的确定奠定了基础一方面能准确的测量出地层缺少的情况，另一方面可分析出断层间的间距和方位。标志层的选择对整个断层的分析至关重要，提高测井曲线预测断层的可靠性的基础就是基于这一原则。经过大量的实际工程表明应用一般的测井曲线方法如视电阻率、伽玛曲线等可以对岩石层区的沉积规律和有关断层方面的信息有积极的作用。本文通过测井曲线对正断层和逆断层进行分析得出了很多结论，希望本文的研究能够为从事相关职业的人员提供一定的指导和帮助。

正断层逆断层测井曲线地质勘探

0　前言

目前，矿区的勘探工作主要是对当地区域地质状况的全面认识，勘探的方法有很多，文中介绍的测井曲线就是研究地质情况的一种最常用的方法。在实际工程中，钻井的深度不同地质的各项参数也随着发生变化，测井曲线就是反映这种变化的方法。该方法与从钻探地质剖面的方式相比有明显的优势，首先它不因人为因素发生改变并以完整的图像呈现在工程人员面前，不仅地层的所有信息不会发生变化，而且十分直观清晰。这有利于为其它的研究工作，还为施工方案和技术的调整提供了可靠的数据支撑，因此在地质或其它勘探中尤其是煤炭层研究时是最常用的一种方式。钻孔之间测井曲线不同的变化规律的研究和对标志层、缺失情况的详细分析会准确的认识断层的类别性质、相邻层之间的间距等许多复杂的问题。断层确定的重要点就是标志层的选择，标志层的准确度与断层研究的精准度息息相关，这种技术能够精准的测量处煤矿层的位置并能有效降低钻孔断层的影响，因此在大多数的煤矿报告中都包含这种方法测试的结果。下表是测井曲线的分类:

序号 测井曲线名称 测井曲线的应用范围1 　　自然电位测井①划分渗透性地层②判断岩性，进行地层对比③估计泥质含量④确定地层水电阻率⑤判断水淹层⑥沉积相研究2普通视电阻率测井①划分岩性剖面②求岩层的真电阻率③求岩层孔隙度④深度校正⑤地层对比3 　　微电极测井①划分岩性剖面②确定岩层界面③确定含油砂岩的有效厚度④确定大井径井段4 　　双感应测井①划分渗透层。②确定岩层真电阻率③快速、直观地判断油、水层5 　　双侧向测井①确定地层的真电阻率。②划分岩性剖面③快速、直观地判断油、水层

1　断层的分类

1.1断层的形成综述

断层形成的原因是由于地层构造的变化，从剖面图上看断层的存在会影响地层的厚度，根据断层的特征判断是正断层或逆断层。破裂表面处的两侧岩石发生明显的位移断裂构造。规模有大有小，大规模是根据裂痕走向延伸数百千米，由许多断层，这可被称做断裂带。断层面和断盘构成了断层的几何要素。所谓的断层面就是岩块之间发生位移的破裂表面。断盘指的是位于断层面两侧的岩块，断层面之上的部分称为上盘，其相反位置就称为下盘，若断层面是直立的，就可以按照岩块相对于断层走向的位移来准确描述。位移是指断层两侧错开的间隔。根据测量位移参考值的不同，可分为两类：第一类是真位移，第二类是视位移。真位移是指两侧相当点错开的实际距离，即断层面上错断前的一点和错断后的一点之间的距离。视位移则是指断层两侧层错开的实际位移，也就是错动前的某一岩层和错开后的岩层之间的断距。

1.2逆断层形成的原因及分类

上盘的上升，下盘就相对的会发生下降，产生的原因主要是受水平力的挤压。而断层的定义是地下岩层受外界力的作用而发生破裂，并沿着破裂面有明显相对移动，这种方式是引起地震的主要原因。逆断层主要由水平挤压而形成，按断面的根据倾角的不同可分为：冲断层（倾角＞45°），逆掩断层（断面倾角在25°—45°），辗掩断层（断面倾角＜25°）。而依据断层倾角的大小，可以分为高角度和低角度断层。高角度逆断层面十分倾斜，倾斜的角度不小于45°，通常是在正断层区逐渐形成，所以很多学者将高角度逆断层与正断层统一归属于高角度断层。倾角不大于45，大致在30度左右的逆断层称为低角度断层。另外位移距离特别大的低角度逆断层通常称为为逆冲断层。

1.3正断层形成的原因及分类

正断层是地质构造中断层中最常见的一种。划分的方式是依据断层的两盘相对位移。一旦断层形成，上盘相对于参考点下降，下盘呈现上升的断层类别称做正断层。这种断层主要是受到拉力、重力两种力共同作用产生的。正断层产状较陡，一般会在在45°以上，当然最容易见到的是60°左右的正断层。正断层在地形上表现显著，大多会形成河谷、冲沟与湖泊等。产生正断层的位置大致位于板块的边缘部分，值得一提的是板块的性质一般呈现张裂性。

2　根据测井曲线解释正断层

前面已经叙述了正断层对地层的厚度有一定的影响，在测量过程中若突然间地层的厚度发生明显变薄就需要考虑是否有正断层的存在。通过对相邻钻孔的详细研究就可以对之前的加设做出正确的判断，当一个钻孔的标志特点都存在，而另外一个钻孔却不存在就可以判断出该钻孔是正断层，这种方法还能够判断处断层的位置。其次，若通过详细对照发现两个钻孔的标志层并没有什么变化，但是在两孔之间的地区却出现了层间距的增加或减少，这种情况也能够判定出有正断层的存在。

3　根据测井曲线解释逆断层

逆断层的判定方法与正断层的相反，若地层的厚度突然间发生变化且厚度也有所增加，此时就应该考虑是否有逆断层，按照这种方法能找出逆断层存在的根据即标志层的特点。首先应该对测井曲线图进行仔细的分析，若钻孔标志的间距明显大于其它地方的间隔距离，产生这种问题的原因是视电阻率曲线的反复出现。其次，可以对两钻孔的孔相做对比，在测量中如果发现两侧钻孔中的煤层数目比较少，而位于中间处的钻孔的煤层数目却特别多，结合测井曲线就可以判定这个地方的钻孔中存在逆断层。最后运用测井曲线进行分析，当钻孔处地层的厚度与相邻孔的厚度相比较有明显的增加，就需结合多种曲线的形状变化。厚度比较大的钻孔的加玛曲线形态会有多种重复特点，这是逆断层存在最有力的证据，因为只有逆断层的存在才导致了地层的厚度发生明显的变化。另外，还有一种情况需要给予特别关注，在对断层用测井曲线解释之前，有些钻孔会出现与其它孔厚度差别巨大的问题，并且与整个矿区勘探到的地层沉积厚度完全不一样。从视电阻率、散射加玛、自然加玛三种曲线上都可以找到煤层反复出现的特点，曲线上的形态大同小异，而曲线上异常点处的幅度值、间距上表现的也基本相同，这些都可以表明地层存在重复。实际的工程作业中还会存在很多种情况，当正断层存在时会使测井曲线上的标志特征重复，重复段的形态特征与地层间距都几乎相同。

4　结束语

通过本文的研究表明运用测井曲线来解释断层类别的最重要的方面是必须对测井曲线形态和变化规律做详细的分析和研究，并能够根据曲线反映的特征来准确判断处断层的位置和特点。断层的解释问题与煤层、岩层的研究的侧重点不同，在解释断层性质的时候是对能够反映区域地段地层变化规律的标志层进行研究，虽然它并不具备代表性与普遍特征。煤层与岩层的对比过程中就是发现断层的过程，因此在进行对比时应该从微观、宏观全方位的进行分类对比，只有这样才能够真正做到煤层、岩层之间的划分，另外也需要在这种基础之上对勘探区地质结构进行全方位的分析，这样才能够提升断井曲线描述断层的可靠性。

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P631.8+14[文献码]B

1000-405X（2016）-2-171-2

高宇（1984～），男，毕业于吉林化工学院，工程师，研究方向为放射性铀矿勘探。