2.5 Структуры напряжения

Как отмечено выше, трещины - одно из выражений напряжения. Имеются другие механизмы, посредством которых гоные породы могут изменять свою форму (см. Приложение), и они создают структуры в горных породах. К «структурам» относятся плоское или линейное расположение минералов или разрывов сплошности (так что трещины – тоже «структуры напряжения»). Безразломные (пластичные) структуры напряжения, интересные для нас, как инженеров-нефтяников, обычно встречаются в глинистых и сланцеватых горных породах. Поскольку эти типы горных пород способны к существенному пластическому перетеканию, имеется потенциальный возможность того, что крупносланцеватые минералы будут развернуты (по течению) и станут выровненными (сориентированными в одном направлении). Такие структуры напряжения могут дать информацию относительно тектонической истории, и особенно относительно физических условий, которые могли существовать (давление и температура). Эти структуры напряжения могут также воздействовать на бурение - прежде всего потому, что они не «ожидаются» - смещая путь долота таким же образом, каким это делают породы нормального напластования, но контрастные по литологии.

2.6 Диапиры

Гравитационное притяжение Земли - один из наиболее важных факторов в создании нагрузки, которая является причиной деформации. Масса горных пород, которые составляют осадочные бассейны, создают большие силы под воздействием гравитационного ускорения. Различия в плотности могут привести к существенным аномалиям в силах, и они, в свою очередь, могут давать на это отклик в виде деформаций горных пород.

О

Рисунок 31

Диапир, который прорывает нижележащие слои и изгибает вышележащие

дним из важных видов структурных элементов являются диапиры (рис. 31). Диапир – это тело способных к пластичному перетеканию горных пород, которое образовалось при их миграции вверх из-за их более низкой плотности (по сравнению с окружающими горными породами). Каменная соль обычно формирует диапиры, но еще не консолидированные (неокаменелые) глинистые породы также могут образовывать диапиры. (Крупные гранитные интрузии, которые проникают в среднюю часть земной коры, также представляют собой диапиры – пока граниты находятся в расплавленном состоянии, их плотность меньше, чем плотность периферийных горных пород вокруг них).

Соляные и глинистые диапиры обычно рассматриваются как «замкнутые системы», означаяющее, что мы принимаем, что в них нет никакой потери или увеличения материала. Таким образом, когда диапир растет, это оставляет возможные пустоты где-то ниже. Таких пустот, конечно, в действительности не существует. Вместо этого, окружающие горные породы проседают на место, освобожденное восходящим движением диапира. Поскольку такой процесс может быть долгоживущим (возможно, сто миллионов лет), и поскольку отложение осадков происходит в течение этого периода времени, и поскольку процесс прогибания и смещения может стать причиной серьезных нарушений в толще осадочных горных пород (включая возникновение как нормальных, так и перевернутых разломов), диапиры могут быть в структурном отношении очень сложными. Тем не менее, диапиры часто очень хороши с точки зрения создания ловушек для углеводородов. Это потому, что диапир сам часто служит экраном, так, что слои горных пород, литологически-срезанные напротив диапира, или структурно-срезанные при его движении, могут служить резервуаром.