Методы построения структурных карт

Методы построения структурных  карт

Методы построения структурных  карт

Содержание:

 

Построение карт в изолиниях (структурных)……………………-2-4-

Построение структурных карт методом  инвариантных ………..-4-5

линий и скатов

Построение карт методом треугольников………………………..-5-7-

Построение карт методом схождения……………………………-7-10-

Построение карт методом профилей……………………………-10-11-

Построение карт методом количественного  фона………………-11-12-

Построение карт методом  качественного фона ………………… -12-

Построение карт по геологическим  описаниям………………….-12-13-

Использованная литература………………………………………..-14-

Кто не строит карту, тот не геолог.

Леопольд фон Бух

 

В зависимости от условий составления, содержания, масштаба, степени теоретического обобщения и других условий методики составления различных карт значительно отличаются друг от друга. Карта может составляться большим коллективом в течение многих лет - например, целая армия геологов и помогавших им инженеров и рабочих других специальностей (от буровиков до авиаторов) в течение нескольких десятилетий составляла Государственную геологическую карту СССР масштаба 1:200 ООО. А может - одним автором за 1-2 дня (например, демонстрационная карта к научному докладу). Созданная карта может быть отправлена в фонды, а может готовиться к типографскому тиражированию. Дело геолога — создать рукописный (или компьютерный) оригинал карты. Технология создания оригинала новой карты называется авторскими работами.

 

Построение карт в изолиниях (структурных). 

Из всех видов карт в геологии нефти и газа чаще всего используются карты в изолиниях. В изолиниях изображаются нефтенасыщенность, коллекторские свойства пластов, их эффективные мощности, пластовые давления и многие другие параметры. Но самыми распространенными в нефтегазовой геологии являются структурные карты — одна из разновидностей геологических карт в изолиниях. Они отображают в стратоизогипсах положение геологической граничной поверхности (кровли или подошвы пласта) относительно уровня моря. Стратоизогипсы - это линии, соединяющие на плане точки с одинаковыми абсолютными отметками геологической граничной поверхности, проведенные через равные высотные интервалы.     

 Другими словами, структурная  карта - это карта подземного  рельефа геологической граничной поверхности. Структурные карты хорошо поддаются алгоритмизации и последующему построению на ЭВМ. Методы построения структурных карт применима для любых карт в изолиниях. Структурные карты позволяют оценивать и анализировать условия залегания граничных поверхностей как в пределах крупных регионов, так и на отдельных разведочных площадях и месторождениях нефти и газа. Две структурные карты - кровли и подошвы позволяют охарактеризовать строение и условия залегания одного слоя, прогнозировать наличие или отсутствие ловушек для залежей нефти и газа. Несколько структурных карт позволяют установить взаимное расположение различных геологических граничных поверхностей, например, совпадение или смешение сводов локальных поднятий. При наличии разрывных дислокаций на структурной карте показываются линии пересечения структурной поверхности с ними.  

Структурная карта дает представление  о строении недр и возможность правильно и целенаправленно планировать проведение поисковых и разведочных работ, определять контуры открытых скоплений, нефти и газа, оценивать их запасы и проектировать разработку месторождений. Структурные карты строятся по данным бурения, или по геофизическим профилям.

В зависимости от качества и количества исходных данных, а также геологического строения района чаще всего пользуются следующими методами построения структурных карт инвариант, способом треугольников, схождения и профилей. При применении любого из методов сначала необходимо определить масштаб будущей карты и величину сечения изолиний.

В геологической практике масштаб  структурной карты обычно обусловлен геологическими задачами и обоснованностью  фактическим материалом. Наиболее распространенные масштабы: 1:5000, 1:10000, 1:25000  , 1:50000 и 1:100 000. Затем на топооснову наносят расположение скважин. На практике количество точек (скважин), необходимых для построения структурной карты, варьируется от 0,6-0,3 на 1 км2 для масштаба 1:200 000 до 6-12 для масштаба 1:10 000

При выборе сечения изогипс, основным правилом является достаточная детальность карты и неперегруженность ее лишними линиями. При пологом залегании геологической граничной поверхности оно обычно берется равным 5 или 10 м, для крутопадающих поверхностей - 25, 50 и 100 м. Сечение определяется также и масштабом карты: чем крупней масштаб карты, тем меньше сечение изогипс, а также количеством скважин, по данным которых построена данная карта. Существуют различные подходы к выбору сечения стратоизогипс, но, в общем, необходимо, чтобы в зонах самого большого сгущения изогипс просвет между ними был бы не менее 2 мм, иначе они сольются. В тех случаях, когда стратоизогипсы оказываются слишком редкими, между ним на отдельных участках можно проводить дополнительные, с половинным сечением. Как правило, для построения учебных структурных карт бывает достаточно 10 стратоизогипс. Тогда для определения их сечения необходимо вычислить разность между максимальной и минимальной абсолютными отметками структуры (с учетом знаков), полученное число разделить на 10 и округлить.

Обычно сечение изогипс округляется  до 5, 10, 25, 20, 100 и т.д.

Затем следует, проанализировав фактический  материал, установить примерную форму структуры, наметить ее ось, линии максимальных и минимальных отметок. Для простейших оценок руководствуются обычно следующими признаками:

·        если в центральной части площади абсолютные отметки геологической опорной поверхности больше, чем на ее периферии - перед нами антиклиналь;

·        если в центральной части площади абсолютные отметки меньше — синклиналь;

·        если значения абсолютных отметок имеют тенденцию уменьшаться в каком-либо направлении - перед нами моноклиналь.

Построение структурных  карт методом инвариантных линий  и скатов.

Это самый простой метод построения структурных карт. Он наиболее успешно применяется в тех случаях, когда изображаемая структурная поверхность имеет облик горного хребта или долины. После определения сечения стратоизогипс и выбора высотных отметок последовательность работы следующая.

1. Анализируют высотные отметки  и выделяют инвариантные линии  — как скелет изображаемой  поверхности. Эти инвариантные  линии соответствуют линиям «водоразделов», или «тальвегов», на поверхности  структуры (рис. 1а,б).   

2.  Намечают линии скатов (склонов) будущей поверхности, в основном перпендикулярно линиям инвариант (рис. 1в). Удобно, если линии скатов проходят через скважины.    

3.  На линиях инвариант и скатов путем линейной интерполяции отмечают точки, соответствующие выбранным для данной карты абсолютным отметкам стратоизогипс.

4. Соединяют одноименные отметки  плавными линиями, начиная от  самой высокой или самой глубокой, следя за тем, чтобы стратоизогипсы не пересекались.   

5.  Надписывают стратоизогипсы в их разрывах (рис.1 г)  

 

 
 

            

 
 
 

 
 

Рис.1 . Последовательность построения   на плане изолиний топографической поверхности методом инвариантных  изолиний ( по В.А. Букринскому)

 

Построение структурных  карт методом треугольников.

Метод треугольников - один из наиболее распространенных способов построения структурных карт в геологической  практике. Чаше всего он применяется, если территория разбурена равномерной сетью скважин, а картируемые структурные формы предполагаются изометричными или брахиморфными. Этот метод заключается в том, что структурная форма представляется в виде системы плоскостей, каждая из которых строится по трем точкам. На рис.2 показано такое представление поверхности   Р по пяти скважинам. Эта поверхность представлена четырьмя треугольниками ABC, ВСД, ДСЕ, ЕСА.

 

Рис.2. Представление произвольной поверхности, вскрытой пятью скважинами, системой треугольников.       

 При применении метода треугольников  после нанесения скважин, определения сечения стратоизогипс и общего анализа структуры приступают собственно к построению структурной карты. Работа проводится в следующей последовательности:

Разбивка на треугольники. Для этого  соединяют между собой точки  расположения смежных скважин, в  результате чего получается система треугольников. При этом можно соединять только те скважины, между которыми поверхность залегает моноклинально. Стороны треугольников не должны пересекаться друг с другом и не должны пересекать ось структуры, а треугольники должны быть как можно более равносторонними. Вдоль каждой стороны треугольника предполагается равномерное изменение абсолютной отметки пласта. На рисунке 3 приведен вариант возможной разбивки площади на треугольники. 

 

Линейная интерполяция - пропорциональное деление расстояния между скважинами согласно выбранному сечению стратоизогипс (рис.3). Для этого нужно найти те места на отрезках между скважинами, где должны проходить изогипсы (при выбранном сечении).  

 

 

Рис.3. Разбивка площади на треугольники и интерполяция: 1- скважина, 2-номера скважин и абсолютная отметка  маркирующего горизонта, 3- предполагаемая ось складки.

Построение стратоизогипс. Полученные на сторонах треугольников значения изогипс для удобства построения карты надписываются, и одноименные значения соединяются плавными линиями, начиная от максимальных или минимальных значений стратоизогипс. Значения приведенных глубин изогипс подписываются в  их «разрыве», причем основание цифр должно быть направлено вниз по наклону структурной формы (рис.4). При одинаковой крутизне геологической поверхности (одинаковом угле падения) изогипсы пройдут на одинаковом расстоянии друг от друга. При уменьшении углов паления расстояния между изогипсами увеличиваются (они как бы расходятся), а при увеличении - уменьшаются (наблюдается их сгущение) точно так же, как это происходит с заложением пласта или горизонталями рельефа.

 

 

Рис.4. Построение стратоизогипс.          

 
 

Построение структурных  карт методом схождения.

Метод схождения применяется в  тех случаях, когда для построения структурной карты недостаточно данных по скважинам.

При поисково-разведочных работах  верхние горизонты, как правило, изучены бурением гораздо лучше, чем нижние, глубоко залегающие пласты. Поэтому на практике при построении структурных карт более глубокозалегающего горизонта по единичным скважинам, используют, кроме этих данных, и структурную карту вышележащего горизонта. Этот метод получил название метода схождения. Применение этого метола возможно в том случае, если исследуемый  горизонт вскрыт ограниченным числом глубоких скважин (не менее чем 3—4), равномерно расположенных по площади, а по одному из горизонтов верхней части осадочного чехла имеется структурная карта, точность которой обоснована большим количеством фактического материала. Метод схождения применим в районах с простым тектоническим строением. Он особенно важен в районах с несоответствием структурных планов по различным граничным геологическим поверхностям. Метод схождения нельзя применять в районах развития рифовых массивов, а также в зонах выклинивания отдельных комплексов пород, при некомпенсированном осадконакоплении и перерывах в осадконакоплении и размывах. Этот метод находит обязательное применение на первых этапах поисково-разведочных работ.

Сущность метода заключается в  изучении характера изменения вертикальных мощностей между двумя геологическими поверхностями - первой (опорной), по которой имеется подробная структурная карта, и второй (картируемой), по которой ее следует построить. Следовательно, предварительным этапом в построении структурной карты методом схождения является построение карты равных вертикальных мощностей (карты изохор). Точность построения структурной карты по нижней поверхности зависит от достоверности карты вертикальных мощностей. Однако, в любом случае, она позволяет судить о соответствии или смешении свода структуры, а также наметить места расположения новых поисковых и разведочных скважин на изучаемой площади.

Для построения структурной карты  по более глубоко залегающей геологической  поверхности Б, вскрытой малым количеством скважин, необходимо сначала построить структурную карту по верхней граничной поверхности А, которая в достаточной степени изучена бурением методом инвариант или методом треугольников, так как мощность менее подвержена изменениям, чем структурная поверхность.

В скважинах, вскрывших обе геологические  поверхности, определяют вертикальные толщины комплекса пород, заключенного между поверхностями А и Б. Для этого в каждой из этих скважин из альтитуды верхней поверхности А  нужно вычесть альтитуду нижней поверхности Б. Полученные значения мощностей отложений подписать у соответствующих скважин.

1. Разбить отрезки между скважинами  на треугольники аналогично тому, как это делалось в предыдущей работе.      

2. Провести интерполяцию между  скважинами и соединить точки с одинаковыми значениями толщин плавными линиями, получая карту (изохор), отражающую закономерности изменения вертикальных расстояний между указанными поверхностями. Сечение изохор по возможности должно соответствовать сечению изогипс карты верхней поверхности (рис.5).

 

Рис.5. Карта вертикальных мощностей (карта изохор): 1- скважины; 2- номера скважин и вертикальные мощности толщи, заключенной между поверхностями А и Б; 3- изохоры- линии равных вертикальных мощностей.

 

Если градиенты изменения толщин между скважинами значительны или, наоборот, слишком малы, можно изменить сечение изохор, но это несколько  усложнит построение структурной карты  по нижней граничной геологической  поверхности.

3. Совместить структурную карту  верхней граничной геологической поверхности А (рис. 16.4) с картой изохор. В точках пересечения изохор со стратоизогипсами поверхности А путем вычитания находят значения абсолютных отметок поверхности Б. В зависимости от положения граничных геологических поверхностей относительно нулевой поверхности (уровня моря) могут получиться положительные или отрицательные значения приведенных глубин поверхности Б (рис. 6).