Question

利用测井资料识别断层

Answer 1

断层面与井轴线的交点称为断点。断层活动将引起一系列地层及其产状变化，因此可以利用测井资料进行地层对比和倾角测井资料解释确定断点的性质、深度及断距。落实井中的断点后，通过断点组合恢复断层产状及平面分布。

1. 地层对比——地层的重复与缺失

油气田地层对比是通过建立油气田地层划分的标准剖面或标准井，利用地层旋回和标志层 （标准层） 等方法，采用单井标准电测曲线或组合测井线与标准井的曲线进行对比，确定油气田内所钻井的地层分布状况。在地层对比过程中会发现有的井钻遇的地层发生重复或缺失，以及同层厚度的急剧增厚或减薄现象。这些井上地层变化现象有可能与该井钻遇断层有关。

在地层倾角小于断层面倾角且断面倾向与地层倾向相反的情况下，钻遇正断层地层缺失，钻遇逆断层地层重复。反之，当断面倾角小于地层倾角且断面倾向与地层倾向一致时，穿过正断层地层重复，穿过逆断层则地层缺失。在我国大多数油田，特别是东部油田，地层倾角较小，断面的倾角较大，因此断面倾角小于地层倾角的情况一般不会出现。图4-1讨论的是2号井钻遇全部1～8层的正常地层剖面，如果1号井与2号井进行地层对比，发现1号井缺失5层下部、4层及3层上部，1号井钻遇了正断层；3号井与2号井进行地层对比，发现3号井从5层下部开始重复5、4、3各层，3号井钻遇了逆断层。

利用邻井的标准电测曲线 （比例尺1：500）进行地层划分和对比，就能确定井上地层的重复或缺失，进而确定断点井深、断距大小及断层性质。图4-2A中乙井是正常剖面，甲井剖面中的D₁、D₂、E、F地层重复，表明它钻遇了逆断层，断点在第一次出现的F层底界，井深为851m。两次出现的F层底界之差 （851～876m），是重复地层的厚度，为25m （如果是铅直井，此厚度就是铅直断距）。图4-2B中F57-2井是地层齐全的剖面，F57-5井与之对比，发现缺失地层为D₂、E、F，缺失厚度50m （对于铅直井，缺失层段的厚度为垂直断距，亦称断层落差），表明F57-5井钻遇了正断层，断点深度为1950m。

图4-1 断层产生的地层重复与缺失示意图

图4-2 断点的确定

图4-3 地层倒转在井剖面上的地层重复

值得注意的是，要区分倒转背斜造成的地层重复。如图4-3所示，钻遇倒转背斜，地层层序是由新到老，再由老到新，反序重复。而钻遇逆断层则是由新到老，再由新到老，正序重复。据此，二者是不难区别的。

此外，还必须注意区分不整合面上地层超覆造成的地层缺失。在新探区，仅凭一口井剖面的地层缺失来判断是正断层还是不整合面是困难的，但在研究了区域地层剖面后是不难区分。断层仅在钻遇它的部分井中出现地层缺失；而不整合面具有区域性，更多的井中都出现地层缺失，并且它们缺失地层的层序是不同的，正断层造成的地层缺失，具有一定的方向性，缺失地层由老到新逐渐发展；而不整合面造成的地层缺失的多少与新老，由剥蚀程度决定，是按平面分布的。比如，钻遇同一正断层各井地层层序见表4-1。

表4-1 钻遇同一正断层各井地层层序

显然，1号井地层正常，2～4号井分别缺失A₂、B₁、B₂的地层，缺失层位逐渐变新；钻遇缺失地层的井深也是逐渐变浅的，这表明是正断层造成的结果。这里应注意，若沿断层面的走向打井，各井缺失的地层会是相同的。

与此相反，当钻井过程中各井钻遇地层层序时，表4-2所示，可以判断井下有不整合存在。

表4-2 据钻遇地层的不同判断井下不整合

表4-2中，各井中都存在E、D层，1号井地层正常，2号井缺失C层，3号井缺失B层和C层，4号井缺失C层。可见各井缺失地层除C层外，还有更老的B层，这是强烈剥蚀所致，而D层分别覆盖于剥蚀面之上，即在一定范围内，剥蚀面上沉积同一岩层，这是钻遇不整合的可靠依据。

另外，断层往往伴有牵引、摩擦、挤压等现象及破裂作用造成的岩石破碎带，而不整合面上常有砾岩、粗砂岩及风化产物，地质录井中应细心观察，注意区分。

2. 地层倾角测井矢量图——地层产状变化

断裂作用使断层上下盘地层产状变化，在倾角矢量图上表现出明显的差异。构造应力使岩石破裂，在断层面附近形成破碎带，在倾角矢量图上呈现杂乱模式或空白带。由于构造应力的作用，通常在断层附近发生牵引现象，使局部地层变陡或变缓，这种畸变带在倾角矢量图上表现为红模式或蓝模式。根据倾角矢量图的变化特征，可以比较准确地确定断点位置、断层走向及断面产状 （图4-4）。值得指出的是，通常总是把断层走向看成与被牵引部分地层倾向相垂直。断层倾向可根据地质特点予以推断。一般同生断层按逆牵引解释，非同生断层作正牵引处理。一般正牵引的地层倾向与断层面倾向一致，牵引处的最大倾角接近于断层面的倾角。

图4-4 不同类型断层的倾斜矢量特征图

利用地层倾角矢量图判断断层的最大优点是直观，仅一口井资料便可以作断层产状预测。然而地层倾角测井资料判断断层具多解性，应结合其他测井曲线和地质资料进行综合分析。