Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199

Рис. 1.12. Пример сбросообразования.

а - растяжение и нормальный сброс; б - сжатие и обратный сброс

Рис. 1.13. Сжатие и образование трещин скалывания

Случай 1. Если главное напряжение 0i действует в вертикальном направлении, а 02 и 03-в горизонтальном (рис. 1.12, а), то образуются вертикальные сбросы, причем угол между двумя сопряженными плоскостями разрыва будет составлять 60°. Этот пример иллюстрирует развитие вертикальных сбросов в результате растяжения. Поэтому, исходя из положений, обсужденных ранее, наибольшее напряжение 01 должно быть почти вертикальным и равным давлению вышележащих порлд, в то время как наименьшее напряжение 03 должно быть горизонтальным. Таким образом, зависимость между 01 и 03 в течение процесса трещинообразования варьирует в пределах

Случай 2. В течение геологической истории, когда пласт сокращался по длине под воздействием складкообразования или образования взброса, наименьшее напряжение 03 было вертикальным, в то время как наибольшее напряжение 01 - горизонтальным (рис. 1.12,6). В этом случае 01 изменяется в пределах

о, « 2аз -+ Зоз.

При совместном действии сжатия 01 и нагрузки вышележащих пород 03 образуется обратный сброс (рис. 1.12,6).

Случай 3. Если наибольшее и наименьшее главные напряжения (01 и 0з) действуют в горизонтальной плоскости, а 02 -в вертикальной, могут создаваться различные ситуации. Трещинообразо-вание скалывающего типа при продолжающемся действии бокового сжатия приводит к появлению систем трещин, показанных на рис. 1.13. В данном случае при наибольшем и наименьшем напряжениях 01 и 03, действующих в горизонтальном направлении, и промежуточном напряжении 02, действующем в вертикальном на-

правлении, произошло образование поперечных сбросов. Причем плоскости разрывов располагаются под углом 60° друг к другу (рис. 1.13).

Ниже приводятся примеры характера трещиноватости и вида нарушений пластов, описанных различными исследователями и известных по литературным данным.

1. В течение третичного периода на побережье Мексиканского залива в Луизиане и Техасе происходило образование нормальных сбросов. Напряжения в процессе образования нормальных сбросов изменяются циклично, поскольку напряжения возрастают до тех пор, пока не достигнут предела прочности на разрыв, за которым следуют период релаксации и снова период возрастания напряжений. Поскольку сбросы почти всегда параллельны простиранию, направление действия наименьшего напряжения должно быть ориентировано параллельно падению пласта и величина его должна составлять примерно /г-7з от величины эффективного давления вышележащих пластов.

2. В Калифорнии, где тектонические деформации происходили сравнительно недавно и еще продолжаются в настоящее время, наоборот, наблюдаются скольжения пород по плоскостям и движение воздымания под воздействием глобальной надвиговой деформации. Сжатие все еще продолжается, и наибольшее главное напряжение Oi продолжает действовать в горизонтальном направлении, в то время как наименьшее напряжение Оз, обусловленное весом вышележащих пород, оказалось вертикальным (рис. 1.14).

Из приведенных примеров, иллюстрирующих связь между трещинами и разломами, можно сделать следующие выводы [1]:

а) трещины, связанные с разломами, обязаны своим появлением специфике общей картины напряжений;

б) ориентацию трещин (по падению и простиранию) можно предсказать, если известно направление разлома, и, наоборот, по ориентации обнаруженных трещин можно определить положение разлома;

в) густоту трещин нельзя оценить по данным о разломе;

г) можно предсказать простирание всех трех возможных систем трещин и вероятность их пересечения;

д) для нормальных сбросов необходимо знать относительное развитие двух плоскостей скалывания;

е) если трещины сопряжены со сбросом, то возможно, что скважина, пересекающая два блока, пересечет и большее количество трещин.

Понимание связи между трещиноватостью и сбросообразова-нием усложняется, если появление сбросов происходило в процессе образования складок.

1.2.2.2. Трещины при складкообразовании

В случае складкообразования появление трещин обусловливается не каким-то одним распределением напряжений, как при образо-

Рис. 1.14. Сжатие, обусловливающее Рис. 1.15. Схема развития складчато-складкообразоваиие (распределение сти при прогрессироваиии соляного главных напряжений) купола

вании сбросов. Наоборот, в период складкообразования может наблюдаться несколько вариантов распределения напряжений.

Примеры образования складок на рис. 1.14 и 1.15 показывают два случая, когда наибольшее главное напряжение действует параллельно напластованию и перпендикулярно к нему.

На рис. 1.14 боковое напряжение ai эффективно проявляется главным образом на одной стороне пласта (У) и слабо действует на другой стороне (У). В результате такого процесса складкообразования появляется серия систем трещин под воздействием как сжимающих, так и растягивающих усилий.

На рис. 1.15 представлен случай, когда ai в результате подъема соляного купола действует в вертикальном направлении. При этом высота структуры увеличивается, и пласты этой пачки также испытывают действие сжимающих и растягивающих усилий.

В течение такого процесса складкообразования появляется серия систем трещин, образовавшихся при различном распределении главных напряжений. Две из этих систем выделены как наиболее важные и описываются ниже.

а. Система треи{ин 1 (рис. 1.16)

В этом случае главные напряжения ai и Оз действуют в плоскости пласта, а az - перпендикулярно к его простиранию. При направлении наибольшего главного напряжения ai по падению структуры образуется серия систем поперечных и сопряженных трещин. Эти наблюдения представляются очень интересными при изучении пород на обнажениях складчатой структуры. Основываясь на наличии сопряженных трещин, можно установить направление ai в течение процесса складообразования, а также определить в том же

ориентации систем

Рис. 1.16. Схема 1 трещин.

cl, Оз - напряжения, действующие в плоскости пласта (ci - по падению пласта, Оз - по простиранию); сг - напряжение, перпендикулярное к напластованню [2]