Структурные карты и разрезы

Глубинная тектоническая структура может быть закартирована по любой границе между формациями, поверхности несогласия или продуктивному горизонту, которые удается выделить и скоррелировать по данным бурения. Структуру можно показать на карте в изолиниях абсолютной высоты залегания опорного горизонта или на профильном разрезе. Поскольку большинство формаций в нефтеносных регионах залегает ниже уровня моря, цифры на изолиниях высоты обычно имеют знак минус; сама же цифра показывает глубину относительно этого уровня. Подобные глубинные структурные карты иногда называются «subsea maps». Хотя структурные соотношения, как правило, показывают в глубинах относительно уровня моря, во многих случаях для этой цели с таким же успехом подходит любой произвольно выбранный уровень. Важно лишь показать залегание пластов, разрывные нарушения, складки и т.д. в их современном положении. Таким образом, структурные профильные разрезы представляют собой вертикальные разрезы, показывающие современное положение слоев горных пород по отношению к уровню моря. Выше было уже приведено много структурных разрезов, например на фиг. 7-12, 7-16 и 8-12. Стратиграфический профильный разрез отличается от структурного тем, что за горизонтальный уровень, к которому приводятся все остальные поверхности, в нем принимается какая-либо стратиграфическая граница или поверхность несогласия (см. фиг. 7-3 и 7-45). При этом подразумевается, что во время формирования горизонта, принятого за нулевую поверхность, его кровля в существенной мере представляла собой ровную, вероятно горизонтальную, плоскость и что показанное на разрезе положение всех слоев ниже этой поверхности отражает их положение во время образования последней. Стратиграфические профильные разрезы являются, следовательно, палеоструктурными разрезами того времени, когда нулевая поверхность действительно представляла собой горизонтальную плоскость (см. фиг. 12-1). И структурный, и стратиграфический разрезы могут быть построены в изометрической проекции; в таком виде они известны под названием панельных профилей или блок-диаграмм. Пример блок-диаграммы приведен на фиг. 13-1.

Изолинии равных глубин (изогипсы) должны проводиться через интервалы, выбранные в соответствии с точностью и детальностью имеющихся данных по буровым скважинам. Интервалы между изогипсами меньше 10 футов обычно находятся в границах допустимых ошибок. Поэтому карты, построенные со столь малым интервалом, могут помочь обнаружить аномалии, которые обусловлены не самой структурой, а неточностями при измерениях глубин или при отбивке границ формаций, допущенными в процессе отбора образцов или обработки кривых электрокаротажа. Практически минимальные интервалы между изогипсами, принимаемые даже в регионах с преобладающим пологим падением слоев, составляют 20-25 футов¹.

¹При выборе сечения изогипс необходимо также учитывать глубину залегания опорного горизонта. Так, например, для горизонтов, залегающих на глубине свыше 3000 м, нельзя выбирать сечения в 5 м, поскольку при этом возможна ошибка. Однако для горизонтов, залегающих на глубин 300 м, такое сечение изогипс вполне подходит. - Прим. ред.

Большинство локальных складок характеризуется развитием разрывных нарушений, с которыми часто связаны ловушки для нефти и газа. При глубинном картировании часто возникает вопрос, являются ли отсутствие какой-либо формации и перерыв в нормальной последовательности палеонтологических комплексов, наблюдаемые в разрезе скважины, следствием разрывного нарушения или они связаны с несогласием. Обычно на этот вопрос невозможно ответить, основываясь лишь на материалах одной скважины. Доказательства существования несогласия скорее всего могут предоставить данные изучения геологической истории рассматриваемого района, в то время как на разрывные нарушения указывают следы дробления в образцах, взятых из буровых скважин. Несогласия и разрывные нарушения, как правило, устанавливаются по материалам бурения нескольких скважин [3].

Фиг. 13-2. Примеры стратиграфических аномалий в разрезах скважин, пересекающих плоскость разрывного нарушения.

А и Б - скважина пересекает нормальный сброс; В и Г - скважина пересекает взброс, Д и Е - искривленный ствол скважины пересекает вертикальную плоскость нарушения. Следует обратить внимание на подобие разрезов, вскрытых скважинами в случае В и Д, а также в случае Г и Е. Знаком W обозначен ствол скважины.

Особенно это касается несогласия, в наличии которого в разрезах можно быть уверенным только тогда, когда оно подтверждается самыми разнообразными данными - седиментологическими, стратиграфическими, палеонтологическими и структурными. Примеры наиболее обычных стратиграфических аномалий, отмечаемых в скважинах, которые пересекли плоскость разрывного нарушения, показаны на фиг. 13-2. В случае А и Б видно пересечение скважиной нормального сброса, в В и Г - взброса. В случае Д и Е стволы скважин искривлены и отклоняются от вертикали. Если не знать об этом отклонении, интерпретация структуры может быть здесь такой же, как и в случае действительно существующего взброса. На заре развития вращательного бурения многие скважины имели значительную кривизну и отклонялись от вертикали, иногда на 40-50°. В одних случаях об этом отклонении ничего не было известно, в других - кривизна скважин была замерена. Стволы всех скважин, не преднамеренно отклоненные от вертикали, называются искривленными. Позже многие скважины бурились с умышленно искривленными стволами, по мере бурения в них проводились специальные исследования для контроля отклонения их ствола, так чтобы на любом уровне они имели строго определенное, заранее заданное положение. Прекрасным примером направленного бурения, показывающим технические достижения в этой области, служит скважина в Калифорнии, которая бурилась под дно Тихого океана. При общей длине ствола скважины 11 440 футов (3432 м) она достигла абсолютной глубины всего 4240 футов. Забой скважины располагался от ее устья на расстоянии 10 244 фута по горизонтали,

Фиг. 13-3. Разрез залежи Тайдленд аа месторождении Хантингтон-Бич в округе Орандж, бассейн Лос-Анджелес, Калифорния (Weaver, Wilhelm, Bull. 118, Calif. Div. Mines, p. 330, Fig. 138, 1943).

Видна разбитая разрывным нарушением куполовидная структура. Залежь нефти в своде складки вскрыта скважинами, заложенными [на суше и искривленными в сторону океана. Продуктивна формация Репетто плиоценового возраста.

Фиг. 13-4. Карта участка нефтяного месторождения Уилмингтон, Калифорния (Stогmant, О. and G. Journ., p. 42, 1954).

Показаны проекции на поверхность земли скважин, пробуренных под дно океана с мола.

а максимальный угол отклонения ствола от вертикали достигал 75° [4]. Одним из месторождений, на котором широко применялось бурение скважин со специально искривленными стволами, является месторождение Хантингтон-Бич в бассейне Лос-Анджелес, Калифорния¹. Здесь скважины, устья которых расположены на суше, задавались с таким искривлением, чтобы они вскрыли залежь Тайдленд, приуроченную к куполовидной складке, находящейся под дном океана. Разрез залежи Тайдленд показан на фиг. 13-3, а на фиг. 13-4 приведена карта участка месторождения Уилмингтон в Калифорнии. Наклонные скважины с искривленным стволом бурят также с надводных платформ, расположенных в открытом море, как, например, на месторождении Креол в Мексиканском заливе у побережья Луизианы (фиг. 6-33).

Если ничего не знать об искривлении ствола скважины и не учитывать его при интерпретации данных бурения, мощности пройденных скважиной формаций окажутся завышенными, а в структурном плане будут наблюдаться отсутствующие в действительности аномалии. Например, на месте сброса можно определить наличие надвига (фиг. 13-2, Д и Е). Если скважина должна быть пробурена вертикально, допустимый угол ее отклонения обычно составляет 2-3°. Такой угол, как правило, не может вызвать значительные искажения при геологической интерпретации материалов, и любая аномалия, отмечаемая в данных какой-либо скважины, сразу возбуждает подозрение, что ствол скважины искривлен.