第二章各種地質現(xiàn)象的解釋

第二章各種地質現(xiàn)象的解釋第一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

實際中地質構造比較復雜(存在皺褶、斷裂、古潛山等許多地質現(xiàn)象），需了解各種地質現(xiàn)象在水平時間剖面上的特征，才能對時間剖面作正確的解釋?！?背斜和向斜在水平時間剖面上的特征和解釋方法一、背斜

背斜是指老地層向上彎曲并被新地層包圍的地質現(xiàn)象。是油氣勘探的主要對象。背斜構造有多種：長軸背斜、短軸背斜、穹窿和鼻狀構造等。在垂直走向的剖面上，都表現(xiàn)為凸界面的反射，以隆起的形式映現(xiàn)出來。第四章各種地質現(xiàn)象在時間剖面上的特征第二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

1．背斜在水平疊加剖面上的幾何形態(tài)特征。

①平緩背斜，深度剖面與水平疊加時間剖面上相似，范圍稍寬，背斜頂部位置一致（如圖a）。②曲率大的背斜，水平疊加時間剖面比實際范圍寬得多(如圖b）。③對寬度與曲率相同但深度不同的平行背斜，水平疊加剖面上，隨深度加大，隆起范圍加大（如圖c）?！?背斜和向斜在時間剖面上的特征第三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

④背斜模型（上寬、下窄，隆起幅度上小，下大）：經(jīng)過二維模擬得到的水平疊加時間剖面，背斜形態(tài)與實際剛好相反：上窄、下寬，越深背斜范圍越寬，并在兩翼有迥轉波（如圖d-c、c′-c″）§1背斜和向斜在時間剖面上的特征背斜凸起的曲率大，在水平疊加剖面上表現(xiàn)明顯；同樣曲率的背斜，埋藏越深，在水平疊加剖面上表現(xiàn)得越寬闊。第四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

§1背斜和向斜在時間剖面上的特征2．振幅特征背斜頂界面反射存在波的發(fā)散現(xiàn)象。分配到單位面積上波的能量會減弱（如圖2-3）界面埋藏越深，凸度越大，射線發(fā)散越嚴重，地震波的振幅也越小。第五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

3．背斜在偏移剖面上的特征①偏移后的時間剖面幾何形態(tài)與實際形態(tài)吻合,兩翼撓曲部位的回轉現(xiàn)象得到消除，各波歸位（如圖2-4）?！?背斜和向斜在時間剖面上的特征第六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

②測線方向不垂直構造走向時，二維偏移無法實現(xiàn)真正歸位（如圖2-5所示的一個穹隆構造模型）測線Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ分別相距構造中心點0，610m，1220m，剖面Ⅱ上實際反射點向上傾方向偏離，得到的時間比實際短，偏移后的剖面上，隆起幅度比測線位置下實際隆起的幅度大。存在側反射，二維偏移是無法解決的，需做三維偏移處理?！?背斜和向斜在時間剖面上的特征第七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

二、向斜褶皺構造中新地層向下彎曲部分，其周圍是老地層。向斜可分對稱與不對稱，一般，背斜、向斜是相間出現(xiàn)的。解釋好向斜有利于確定背斜的閉合面積和幅度。1．幾何形態(tài)（相當于凹界面的反射）1o、曲率中心在地面以上，對于平緩的向斜，水平疊加剖面上，比實際向斜稍窄；曲率一樣，深度不同，隨深度加大、時間剖面寬度越窄，向斜中心不變。（圖2-6_1）。2o、凹界面的曲率中心在地面，時間剖面聚成一點。曲率界面上各點時間都相同（圖2-6_2）。3o、曲率中心在地下，射線將會交叉，同相軸形成迥轉波（圖2-6_3）?！?背斜和向斜在時間剖面上的特征第八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

對于曲率相同，深度不同的凹界面，隨著深度的加大將出現(xiàn)不同的反射特征：淺層為平緩收縮型；中層為聚焦型；深層為廻轉型；如圖2-8§1背斜和向斜在時間剖面上的特征第九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

2．振幅特征①凹界面對射線的聚焦作用，使反射波振幅加強，出現(xiàn)非巖性的“亮點”異常，(如圖2-6_2所示)。②向斜兩邊凸界面的發(fā)散效應，使反射波振幅減弱，深層由廻轉波形成的假背斜能量會更加突出（如圖2-7a）§1背斜和向斜在時間剖面上的特征第十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一3、向斜在不同方向上的剖面特征當剖面線與構造走向垂直時，只有一個射線平面，其時間剖面有如上特征；當剖面線與構造走向不垂直，與向斜走向平行時，通過剖面可能有兩個以上的射線平面（如圖2-9所示），則在時間剖面上將出現(xiàn)側面反射，形成波的重疊或干涉。當剖面處于向斜的寬緩部位時，側反射會減弱?！?背斜和向斜在時間剖面上的特征第十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一§2斷層在時間剖面上的特征及解釋斷層對油氣運移和聚集起重要的控制作用，斷層是普遍存在的較復雜的地質現(xiàn)象，是剖面解釋的關鍵。一.斷層模型理論時間剖面特征1．水平地層中的斷層①直立斷層:水平疊加剖面與實際模型一致（形態(tài)），斷棱、斷點處有繞射。②傾斜斷層:斷面向下傾移動。斷面變緩，斷棱、斷點處有繞射（如圖2-10的直立斷層，正斷層，逆斷層）第十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

§2斷層在時間剖面上的特征及解釋第十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

2．傾斜地層中的斷層（圖2-11）（1）正向斷層和反向斷層：

正向斷層：上下盤傾向與斷面傾向一致（a）反向斷層：上下盤傾向一致，但與斷面傾向相反（b）①正向斷層斷面波及斷盤向下傾方向偏離；②反向斷層斷面波與斷盤反射偏移方向相反；③關系現(xiàn)象：

繞射波極小點位置就是斷點；

斷盤反射波在中斷點與繞射波相切，斷盤、斷面相對于真實的地層斷點、斷面向下傾偏離。

斷面反射波是各斷點繞射包絡線?！?斷層在時間剖面上的特征及解釋第十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一（2）屋脊斷層，反屋脊斷層(如圖2-11）屋脊斷層：上下斷盤地層傾向相反，形成上凸的屋脊。反屋脊斷層：上下斷盤地層傾向相反，形成下凹狀的反屋脊；屋脊斷層在水平疊加時間剖面上，上下盤斷點水平距離比實際地層斷點大；反屋脊斷層則相反，上下盤斷點甚至會疊掩，與實際地層斷點相比，左右位置發(fā)生顛倒，如用反射中斷點連接會錯誤定出斷層性質?！?斷層在時間剖面上的特征及解釋第十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

§2斷層在時間剖面上的特征及解釋第十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一（3）幾種斷層模型的理論剖面第十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一左圖是兩條斷層形成的小地塹；其水平時間剖面特征，易與回轉波混淆；AB與EF的反射段在時間剖面上同相軸應該較平緩，若有傾角，其正常反射段與繞射尾巴之間同相軸存在明顯的不同斜率。同時，能量變化也不一樣。第十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一斷層的牽引現(xiàn)象：在斷層附近形成曲界面，易產生回轉波和反射波，往往與繞射波混在一起。甚至把回轉波當作繞射波。二者區(qū)別：回轉波的能量較強較均勻，而繞射波衰減較快；回轉波比繞射波彎曲程度大。斷面波易與上下盤反射波產生干涉現(xiàn)象，形成“繞射回轉”第十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一正斷層§2斷層在時間剖面上的特征及解釋切割背斜翼部的斷層①正斷層：圖2-12是一個正斷層的二維模擬計算結果（沒有考慮繞射波）。模型與理論水平疊加剖面存在差異：時間剖面上背斜在上下地層中形態(tài)相近，更開闊些；斷面波分段（因曲率速度不一致）出現(xiàn)在背斜頂部；上下盤反射出現(xiàn)交叉現(xiàn)象（傾向不一致）。第二十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

§2斷層在時間剖面上的特征及解釋②逆斷層：圖2-13是一個逆斷層的二維模擬計算結果（沒有考慮繞射波）模型與理論水平疊加剖面存在差異:斷面波偏向下傾方向，與上盤反射交叉；下盤受斷層牽引，曲率加大，時間剖面上出現(xiàn)迥轉波。3．斷層在偏移剖面上的特征

斷盤反射、斷面反射波、繞射波、迥轉波都已歸位。第二十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

二、與斷層有關的異常波常見的異常波有：繞射波、斷面反射波、迥轉波、反射—折射、繞—折射等，這里只討論常見的繞射波及斷面反射波。1．繞射波①繞射波的產生

地震波傳播過程中，遇到地層巖性變化點、斷點，斷棱尖滅點，不整合面的光滑處，都會產生繞射波（如圖1-2）。②繞射波的能量一個繞射體必須與地震波長相當才能觀察得到能量。幾何的點或線不足以產生一定能量的繞射波?！?斷層在時間剖面上的特征及解釋第二十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

繞射點

圖1第二十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

圖2繞射波第二十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一小于菲涅爾帶的短反射段與理論的點源繞射曲線一致；繞射波的強度同短反射段長度成正比；對稱的雙支繞射是由短反射段或小斷塊引起的，極小點處并不是斷棱點;長反射段的斷點處產生了一條單支的繞射“尾巴”，其能量可延伸500米以上。是由長反射段斷點附近很長一段內的次生繞射源共同疊加結果;利用“半幅點”可確定斷點位置。斷點處反射波的振幅約為主體反射部分的一半左右，稱“半幅點”?！?斷層在時間剖面上的特征及解釋第二十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一a剖面平行斷層走向；b繞射波等時面§2斷層在時間剖面上的特征及解釋③水平疊加剖面上繞射波特征①是雙曲線，斷棱處是極小點，Δt繞>Δt反。②測線與斷層走向相交不一樣，繞射曲線曲率不一樣。正交斷面時繞射波曲率比斜交時陡、大；測線與斷層走平行時，由斷棱引起的繞射與正常反射表現(xiàn)一致，接收的繞射波都處于測線和斷棱的剖面內，且剖面靠近斷棱時才能觀測到（圖a,b)。第二十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一§2斷層在時間剖面上的特征及解釋③

屬于一個共中心點道集的繞射，經(jīng)反射波動校后，得到的時間等于共中心點到繞射點的雙程時間，疊加后剩余時差為零，繞射波能量被加強。疊加后的繞射波仍是雙曲線。第二十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

§2斷層在時間剖面上的特征及解釋第二十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

2．斷面波①斷面波的產生斷層落差（斷距）較大，斷面兩側巖性存在差異，斷面為一個較明顯的波阻抗界面，產生斷面反射波。斷裂活動，會使斷面發(fā)生滑動，斷面就可能具有一定的光滑度。也是一個良好的反射界面。斷面波受斷面傾角、界面埋藏深度以及斷面長度等因素控制。采集時，應采用較長的排列，或在斷面下傾方向激發(fā)，上傾方向接收。第二十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一斷層落差（斷距）較小，不能形成連續(xù)的長反射段，不產生斷面波，只有微反射段，產生散射，相互干涉而抵消。第三十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

§2斷層在時間剖面上的特征及解釋②斷層面對反射波能量的屏蔽作用：斷層面下出現(xiàn)空白帶（落差大的斷層）。能量屏蔽作用與斷層兩側波阻抗有關，波阻抗差越大，能量屏蔽作用越大；還與入射角大小有關。斷層面對射線的畸變作用（CD段接收不到界面的反射）：D點右側的各觀測點所接收的反射波路徑產生畸變，使斷層面以下反射層的產狀和深度發(fā)生畸變。第三十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一③斷面波在時間剖面上的特點大傾角反射，視速度低，常與地層反射波交叉，產生干涉。斷面波可連續(xù)追蹤，在相交測線上相互閉合，可通過閉合圈對比，可作斷面深度平面圖。因斷面兩側反射系數(shù)與光滑度不同，斷面波能量強弱變化較大，常斷續(xù)出現(xiàn)；水平疊加剖面上斷面不代表斷層位置，往下傾方向偏移。同一斷層在不同方向測線上有不同的反映。主要受斷裂走向和測線的夾角有關。垂直走向的剖面上斷層傾角為真傾角。④用斷面波確定斷層位置繞射波包絡就是斷面波。繞射極小點連線是實際斷面?！?斷層在時間剖面上的特征及解釋第三十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一斷面傾角在測線上的傾角變化圖同一斷層在不同方向上的反映第三十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一1．反射標準波發(fā)生錯斷；波組、波系錯斷（圖2-22）。2．同相軸數(shù)目突然增或減，波組間隔突變。上升盤地層變薄，下降盤地層加厚（大斷層）。3．同相軸形狀和產狀突變，下盤同相軸零亂或出現(xiàn)空白帶（斷層的屏蔽和畸變作用）圖2-23。4．同相軸分叉、合并、扭曲，強相位轉換（小斷層的標志）5．斷面波、繞射波，異常波是識別斷層的主要標志。三、斷層在時間剖面上的特征§2斷層在時間剖面上的特征及解釋第三十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

圖2-23圖2-24第三十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一第三十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一四、斷層要素在時間剖面上的確定1．斷面確定

①淺、中、深層同相軸斷棱處中斷點連線，即斷面的位置；注意：水平疊加剖面上與實際斷面有偏移，傾角也會有變化。要與回轉波，斷面波造成的假斷點區(qū)別。此外，要借助于“半幅點”等識別真斷點。

②利用與斷層有關的特殊波（斷面波、繞射波）來確定斷面；偏移剖面上，歸位后斷面波就是斷層面。時間剖面上存在明顯的繞射波，可用繞射圖板法，繞射極小點連線確定斷面的位置。③根據(jù)區(qū)域地質規(guī)律，結合敵區(qū)物理綜合剖面特征及鉆井等資料；§2斷層在時間剖面上的特征及解釋第三十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

④

注意事項（確定斷面時注意點）

a、斷面不能穿過可靠反射波同相軸

b、下盤斷點不可靠，以上盤斷點確定斷層。

c、牽引現(xiàn)象要與繞射“尾巴”的彎曲及沒有斷層的地層繞曲區(qū)分。

d、相鄰平行剖面上，同一斷面的形態(tài)，傾角及斷開層位應基本一致。在不同方向的測線上，同一斷面的傾角不一樣；垂直斷層走向的剖面上，傾角最大。曲線斜率越大，斷層傾角越陡?！?斷層在時間剖面上的特征及解釋第三十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

2．斷層升降盤和落差的確定根據(jù)標準反射層在斷面兩旁斷點上的時間（或深度大小），判斷升、降盤；時間較大或深度較深的一側為下降盤。上下降盤斷點垂直時差或深度差，即斷層的時間落差dt或深度落差。（如圖2-26）3．斷層走向、延伸方向長度等；通過斷點的平面組合后確定(圖2-25）。4.

斷面傾角、斷距要用垂直斷層走向的深度剖面決定（主測線）?！?斷層在時間剖面上的特征及解釋第三十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

dt§2斷層在時間剖面上的特征及解釋第四十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一§3特殊地質現(xiàn)象在時間剖面上的特征與解釋一、不整合

分平行不整合與角度不整合，是地殼運動引起的沉積間斷，對油氣的聚集有密切關系。

1．平行不整合老地層受上升運動，呈水平狀態(tài)出露地表，受外力長期作用破壞，又受下降運動影響而沉降，繼續(xù)接受新的沉積；上、下構造地層之間存在沉積間斷（有侵蝕面），但產狀一致，這種不整合叫平行不整合。侵蝕面長期受剝蝕，不光滑，易產生繞射，并由于波阻抗差變化大，使不整合面上的反射波振幅和波形變化也較大（圖2-29）第四十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一2．角度不整合老地層受水平運動和垂直運動，產生傾斜或褶皺，風化剝蝕后再下降、繼續(xù)接受沉積。新地層與老地層以一定角度接觸。時間剖面上，上下地層反射波同相軸出現(xiàn)一定交角，并沿水平方向靠攏合并。不整合面以下的反射波相位依次被不整合面以上面反射波代替，直至形成不整合面下的地層尖滅。不整合面以上的反射波較連續(xù)，可長距離追蹤；不整合面上的反射波振幅和波形不穩(wěn)定；不整合面上波的能量強，但波形變化大，也會出現(xiàn)繞射波的干涉（圖2-30）。第四十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

第四十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一第四十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

二、超復，退復屬不整合，發(fā)生在盆地邊緣和斜坡地帶。

1．超復（底超）海侵發(fā)生時新地層依次超越下面老地層，沉積范圍不斷擴大而形成的。不整合面上地層反射波相位依次被不整合面的反射波相位所代替；2．退復海退時新地層的沉積物分布范圍依次減小，向中心退縮而形成的；不整合面以上的上覆地層內部，較新地層反射波依次被下伏老地層反射波代替。超復、退復是角度不整合的一種特殊形式，時間剖面上它們的基本特點相同，都是幾組互不平行的反射波逐漸靠攏合并。第四十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

三、尖滅

巖層厚度逐漸變薄直至缺失，形成楔形地質體。尖滅可分：①巖性尖滅②不整合尖滅③超復尖滅④退復尖滅⑤斷層尖滅尖滅可形成地層圈閉油氣藏。尖滅在時間剖面上的總表現(xiàn)形式也是同相軸逐漸靠攏合并，相位減少消失，出現(xiàn)尖滅點（圖2-31）。第四十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

第四十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

四、古潛山1．什么是古潛山

是指不整合面以下被新沉積巖所復蓋的古地形高。

古潛山與潛伏背斜的區(qū)分：

①潛伏背斜：地層平行。②古潛山：不整合面，有超復現(xiàn)象。古潛山可形成各種構造圈閉和地層圈閉油氣藏。由于古地形長期經(jīng)受風化、剝蝕和地下水的溶濾作用，下伏巖層尤其是碳酸巖的孔隙度和滲透率大大增加，可形成大的裂隙或溶洞，此外，不整合面是油氣運移的通道。第四十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一第四十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一2．古潛山的識別①古潛山頂面是不整合面，波阻抗差大，反射波能量強，具有不整合面反射波的特點；頻率低，相位較多；②古潛山兩翼傾角較陡，相鄰道反射波同相軸時差大，與兩側凹陷呢的反射同相軸相交叉。③古潛山表面起伏大，凸凹不平，常伴有繞射波、側面波、回轉波、斷面波等異常波出現(xiàn)，剖面較復雜，但基本反射波特征較明顯。④利用速度資料確定古潛山表面。例如，當潛山為灰?guī)r時，明顯的高速。⑤如果古潛山內部地層穩(wěn)定，分布較廣，其反射波特征也較明顯，可有標準層出現(xiàn)，但大部分地區(qū)的古潛山內部難得到較好的反射同相軸；⑥古潛山在地質上也有斷塊山、褶皺山、坡上山等多種類型第五十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

五、底辟構造1．概念：地下可塑性物質在外力作用下上拱，使上覆地層出現(xiàn)褶皺、斷裂，甚至穿刺入上覆地層中，形成底辟構造（圖2-33）?？伤苄晕镔|有鹽膏類、泥巖等，相應形成鹽丘和泥丘。底辟構造與油氣聚集有關，可與圍巖形成良好的油氣圈閉。第五十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

2．地震特征及識別標志①泥巖底辟體內幾乎沒有物性差異，無波阻抗差，不產生反射。②鹽巖底辟體內可能有一些其它巖性，如硬石膏、白云巖和黑色頁巖等，有波阻抗差，會產生反射，但比較雜亂（圖2-34）。③地震波進入底辟體內，波速出現(xiàn)異常。泥丘的波速低于圍巖，鹽丘波速高于圍巖，使底辟構造的反射波出現(xiàn)畸變。④底辟構造使上覆地層上拱成為背斜或穹隆。底辟體頂面受風化或溶蝕作用，使反射波不連續(xù)或雜亂。⑤底辟體的側面很陡，圍巖受牽引會形成撓曲，產生聚焦型和回轉型反射。第五十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一

可塑性物質第五十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期一六、復雜構造、斷塊的解釋測井、地質、地震、鉆井及各種資料相結合。由鉆井資料得到地質橫剖