Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Методика анализа изменения интенсивности структуроформирующих движений

Методика анализа изменения интенсивности структуроформирующих движений

20.10.2017

При решении таких основополагающих вопросов геологии нефти, как время формирования структурных, стратиграфических, тектонически экранированных (приразломных, придиапировых) и других видов ловушек, равно как и залежей углеводородов, весьма важным является выявление этапов, фаз как активизации структуроформирующих движений, так и относительного тектонического покоя.
Нa время активизации тектонических процессов приходятся максимальный прирост амплитуды поднятий («структур»), перерывы в осадконакоплении, размывы ранее сформировавшихся толщ, дизъюнктивные нарушения, диапиризм (магматический, глиняный, соляной) и другие явления. Углеводороды, будучи самыми мобильными полезными ископаемыми, чутко реагируют на перепады давлений в горных породах. Пликативные и дизъюнктивные поднятия, разуплотнения, вызванные этими поднятиями и неравномерностью тангенциальных напряжений, и другие процессы приводят в движение флюиды, в том числе и углеводородные, т. е. к активной миграции углеводородов, следствием которой является формирование (и переформирование, расформирование) залежей. Именно этим в первую очередь определяется важность выявления изменения активности структуроформирующих во времени и пространстве движений и ее количественной оценки.
Рассмотрим два вопроса: 1) методика количественной оценки изменения интенсивности структуроформирующих движений (ИСФД) в комплексном системно-литмологическом анализе и 2) связь ИСФД с седиментационной цикличностью.
Как известно, существует много методов выявления фаз, периодов проявления интенсивных тектонических движений, в том числе структуроформирующих. Применительно к нефтегазоносным бассейнам чаще всего используют различные методики анализа изменения мощностей пачек, свит, ярусов и т. д. Специфика системно-литмологического анализа определения ИСФД заключается в том, что в расчет берутся мощности тел-систем, т.е. циклитов (стратомов) различного ранга и их частей (гемистратомов). Следовательно, основой, базой данного анализа являются литмостратиграфические исследования, составленные на их основе корреляционные схемы и таблицы литмостратиграфических разбивок скважин (обнажений, сейсмопрофилей).

Для количественной оценки ИСФД. на наш взгляд, вполне приемлем весьма простой по своей реализации подход, предложенный В.И. Дербиковым и Е.И. Бенько и названный «вариационным методом анализа тектоники».
Суть его заключается в использовании закона нормального распределения и двух его характеристик — среднего значения (мощностей) и сред-неквадратического отклонения. Последнее отражает «разброс наблюдений» относительно среднего значения выборки и определяет компактность функции нормального распределения (рис. 54). Чем меньше разность между частными значениями выборки (мощностями одних и тех же циклитов и их частей в отдельных разрезах), тем меньше и величина среднеквадратического отклонения (рис. 55). Таким образом, в качестве аксиомы принимается зависимость величины колебания мощностей породно-слоевых тел-систем (циклитов) от интенсивности тектонических, структуроформирующих движений. Конечно, в этом есть определенные допущения, но на выявление принципиальной картины изменения ИСФД во времени они не должны оказать сколько-нибудь существенного влияния, искажающего действительную картину.
Для получения статистически достоверной количественной оценки ИСФД необходимо порядка 30 наблюдений (замеров мощностей одного и того же циклита или его частей).
Среднеквадратическое отклонение рассчитывается по формуле
Методика анализа изменения интенсивности структуроформирующих движений

где n — число наблюдений (замеров, циклитов); Xi — единичное наблюдение (мощность конкретного циклита или его части); X — среднее значение выборки (мощности циклита или его части). Полученное по этой простой формуле значение стандарта мощностей (среднеквадратическое отклонение) и принимается за количественное выражение интенсивности структуроформирующих движений во время формирования того или иного циклита (или его части).
Порядок процедур определения ИСФД следующий.
По таблицам литмостратиграфических разбивок скважин составляется таблица мощностей циклитов (стратомов) и их частей.
Рассчитывается среднее значение циклита (или его части):

Вычисляется дисперсия ряда:

И наконец, рассчитывается среднеквадратическое отклонение, т. е. стандарт мощности:

Эта последовательность вычислительных операций выполняется для каждого исследуемого циклита (стратома). Если данных не очень много, то расчеты проводятся вручную. В случае большого количества данных целесообразно использовать ЭВМ.
Ниже достаточно подробно дается описание последовательности операций расчета ИСФД с использованием ЭВМ.
Автоматизированное вычисление имеет ряд преимуществ. Затратив один раз время на составление и отладку программы, впоследствии ею можно пользоваться постоянно. При этом время будет необходимо в основном на перфорацию исходных данных (оно сравнимо со временем, затраченным на печатание его на пишущей машинке, так как это аналогичные операции), расчеты выполняются за считанные секунды.
Среднее квадратическое отклонение рассчитывается одним из двух способов:
1) с помощью какой-либо стандартной подпрограммы, оценивающей статистические характеристики исходных данных и присутствующей в пакетах научных подпрограмм (язык ПЛ/1 или Фортран), входящих в математическое обеспечение ЕС ЭВМ;
2) с помощью программы пользователя, в которой запрограммирована последовательность операций ручного счета.
В том и другом случае исследователю придется составить небольшую программу. Результаты анализа изображаются в виде графика ИСФД.
Г.Ф. Букреевой (или с ее участием) подобные графики построены по большинству разбуренных площадей Лено-Тунгусской НГП, отдельным ее нефтегазоносным областям (Непско-Ботуобинской, Байкитской и др.) и усредненный по всей провинции. При этом использованы стратиграфические разбивки и таблицы мощностей, составленные сотрудниками лаборатории геологии нефтегазоносных бассейнов ИГпГ CO AН СССР и студентами-дипломниками ИГУ Т. Неделько, Д. Кожемякиным (табл. 8). Кроме того, построен график ИСФД в палеогене Нижнекамчийского прогиба по разбивкам Е. А. Гайдебуровой.

Из анализа этих графиков и сравнения их с седиментационными циклами трех рангов — зональными (рис. 56), региональными (рис. 57) и нексоцпклами (рис. 58, 59) — следует несколько важных, на наш взгляд, выводов.

Независимо от ранга седиментационного цикла обнаруживается устойчивая связь усиления и ослабления ИСФД с определенными их фазами: усиление ИСФД в регрессивные фазы и ослабление, снижение ее в прогрессивные фазы.
Эта зависимость хорошо видна как на графике ИСФД в палеогене Нижнекамчийского прогиба (на примере зональных и региональных циклов), так и на всех графиках Лено-Тунгусской провинции (на примере региональных и нексоциклов венд-кембрия). Поскольку эта зависимость проявляется на графиках для самых различных отрезков геологической истории (венда, палеозоя, мезозоя и кайнозоя) и разобщенных в пространстве бассейнов, то можно сделать следующий вывод.
Выявленная связь ИСФД с фазами седиментационных циклов, вероятно, является универсальной и не зависит от геологического времени и типа седиментацнонного бассейна.

Впервые цикличность в изменении ИСФД была отмечена при анализе материалов по мезозою Западной Сибири. Время между седиментационными циклами разного ранга является временем максимума интенсивности структуроформирующих движений. Именно в эти субфазы циклов происходят перерывы в осадконакоплении, размывы ранее сформировавшихся отложений, перестройки структурных планов и другие важные процессы тектоноседиментационного характера.
Все это подтверждает некогда высказанную А.М. Страховым мысль о том, что породы и породные тела являются индикаторами не только климатических и палеогеографических условий прошлого, но и тектонической обстановки седиментационного процесса.
Тектогенез и литогенез, по его мнению, в сущности две стороны одного историко-геологическо го процесса. Из анализа графиков ИСФД по различным площадям и бассейнам напрашивается также вывод о том, что этот показатель меняется не только во времени, но и в пространстве — от площади к площади, от бассейна к бассейну. Так, для Лено-Тунгусской провинции среднее изменение стандарта мощностей редко превышает 80 м (табл. 9, см. рис. 58). Из графика Нижнекамчийского прогиба видно, что эти значения достигают 2(10 м и более. В первом случае мы имеем дело с платформенным бассейном, а во втором — с передовым прогибом.


Следовательно, количественные значения ИСФД могут бытье успехом использованы для внутрибассейнового районирования и классификации бассейна поданному признаку. Интересной представляется задача выявления наличия (или отсутствия) связи между пространственной и временной ИСФД и нефтегазоносностью, продуктивностью структур, зон. районов нефтегазоносных бассейнов.
И наконец, еще один вывод, напрашивающийся из анализа графиков и таблиц мощностей. Мощности нижней и верхней частей одного в того же циклита (стратома) связаны между собой отрицательной корреляционной связью. Интенсивность связи различна: минимальная у
урикских гемистратомов (r = -0,31, почти неpначbма), максимальная у иркутских (r = -0,78) и значительная у шаманских (r = -0,(58). А вот иркутский верхний гемистратом с верхним шаманским имеют прямую корреляционную зависимость, т. е. чем больше мощность одного, тем больше ожидается мощность другого (табл. 10).


Остановимся на рассмотрении максимального коэффициента корреляции. Как видим, его значение (r = -0,78) существенно, превышает уровень значимости (|r| 0,4(5), выбранный для 99 %-й вероятности того, что это не ошибочное утверждение. Кроме того, его величина близка к единице. Все сказанное позволяет построить линейные регрессивные зависимости, отражающие соотношение мощности верхней и нижней частей иркутского цикла между собой, и рассматривать их в качестве закономерностей.
Модель I. которая выражает зависимость мощности нижней части от мощности верхней част иркутского стратома:

характеризуется следующими статистическими показателями, рассчитанными на исходном материале: средняя ошибка прогноза составила 8 %, а стандартная ошибка — 1,7 м. В табл. 11 представлены вычисленные мощности нижней части иркутского стратома по каждой из 36 скважин, исходя из замеренной мощности в ней верхней части этого же стратома.
Таким образом, контрольный расчет по найденной модели показал, что по известной мощности верхней части иркутского стратома на Дулисминской и Междуречонской площадях можно с высокой степенью точности рассчитать ожидаемую мощность нижней части этого стратома.
Теперь рассмотрим, возможно ли решение обратной задачи и какая при этом будет погрешность. Линейная регрессивная зависимость мощности верхней части иркутского стратома от мощности его нижней части выражается формулой

Для нее оценка стандартной ошибки составила 1,9 м, а усредненная ошибка — 2 %.
Результаты прогнозных расчетов по этой модели (модель II) помещены в табл. 12. Данная модель, если судить по ошибке в процентах, дает еще более точный прогноз.
Возможность прогноза мощности верхней части стратома по известной мощности его нижней части может быть использована для оценки размытой мощности вышележащего гемистратома, т. е. оценки масштаба перерыва в осадконакоплении.
Ya основании изложенного выше можно предположить единство (общность) первопричины седиментационной и тектонической цикличности, ее глобальный, вероятно, общепланетарный характер. Именно поэтому данную методику целесообразно включить в общий комплекс исследований нефтегазоносных территорий.