Зоны развития разрывных нарушений характеризуются резким изменением свойств горных пород, напряжённого состояния и гидрогеологических условий. В их пределах происходят непрерывные гидродинамические процессы, причём не только в тектонически активных областях, но и на платформах. В связи со строительством нефтепроводов в сложнопостоенных районах требуется детальная характеристика инженерно-геологических условий с изучением разрывных нарушений.
При изучении погребенных вертикальных и крутопадающих нарушений применение дорогого и трудоёмкого бурения скважин оказывается малоэффективным. Для построения достоверной структурной модели их всегда оказывается недостаточно, поэтому для изучения необходимо совместное использование геологических и геофизических методов.
При использовании геофизических методов возможны два подхода к решаемой задаче. Во-первых, разрыв представляет собой границу, по которой происходит взаимное смещение пластов и других геологических тел. О наличии смещения можно судить по взаимному положению прилегающих к этой границе пластов (горизонтов), отмечающихся в физических полях.
Во-вторых, сами разрывы можно рассматривать как трёхмерные геологические тела, наделёнными специфическими физическими свойствами. Их мощность может быть мала, но, тем не менее они проявляются в физических полях и сами являются источниками таких полей. Горные породы, создающие тела, нарушены и смяты (сильно изменены) и они создают так называемые «зоны дробления». Их мощность изменяется от сантиметров до сотен метров, зависит от многих факторов, главными из которых являются амплитуда смещения блоков, положение плоскости разрыва, вещественный состав и физические свойства пород.
Основным геофизическим методом изучения разрывных нарушений является электропрофилирование, а лучше многоразносное профилирование или электрическая томография. Эти методы позволяют фиксировать положение нарушений, как по смещению горизонтов, так и по аномалиям физических свойств в зоне нарушения.
Эти аномалии имеют ряд характерных особенностей, из которых главными являются вытянутость зон пониженных сопротивлений, несовпадающая с простиранием пород; смещение геоэлектрических горизонтов в разрезе и в плане. Для изучения нарушений можно применять электрические зондирования, индукционные профилирования, сейсморазведку методами МПВ и МОВ, высокоточные гравиметрию и магнитометрию, радиоэманационную съёмку.
Над разрывными нарушениями наблюдаются пониженные значения граничных скоростей, интенсивные значения затухания и, в целом, ухудшение записи, сигнала. В поле силы тяжести отмечаются смещения класса «уступ», зона дробления характеризуется вытянутыми линейными аномалиями. Цепочки линейно вытянутых положительных и отрицательных аномалий наблюдаются и по данным остальной магнитометрии. Увеличение проницаемости и пористости пород в зоне дробления сопровождается повышением содержания радона в почвенном воздухе, а также приводит к концентрации гелия, как в подземных водах зоны разлома, так и в воздухе.
Ценную информацию о нарушениях получают в процессе бурения скважин и ГИС. На каротажных диаграммах наблюдаются пониженные сопротивления, аномальные значения естественных электрических потенциалов, повышенная интенсивность рассеянного гамма-излучения, пониженные показатели нейтронного каротажа и увеличение диаметра скважин.
Тектонически нарушенные зоны также можно выявить по данным метода акустического каротажа (АК) скважин и сейсморазведки. В основе метода АК лежит трассирование продольных и поперечных волн по разрезу, их спектральный анализ, построение зависимостей спектральных параметров от глубины, выявление глубин с определенным сочетанием экстремумов на этих кривых. Интервалы трещиноватости горных пород возникшие в следствии тектонических нарушений, характеризуются локальными минимумами амплитуд продольной и поперечной волны, локальными минимумами частоты продольной и поперечной волны, изрезанностью частотной кривой поперечной волны.
При интерпретации данных каротажа резкое различие в дебитах скважин по одному и тому же горизонту в пределах конкретного месторождения или существование скважин с аномальными дебитами также может говорить о неоднородности распространения горных пород, наличии тектонических нарушений в виде трещин или разломов.
Качественную оценку строения зон неоднородности можно получить по снимкам акустического телевидения, а их проницаемость можно оценить по поведению кривой БК. Другой применяемый для выделения сложнопостроенных зон АК-метод - глубинное АК-зондирование. Метод работает на отраженных волнах, зондируя пространство перпендикулярно скважине на глубину до 3-4 м (пересекая вертикальные трещины).
Три фактора оказывают основное влияние на форму сигнала: затухание, зависящее от частоты, дисперсия волн и условия измерения. Последний фактор в значительной степени компенсируются при использовании разностной схемы измерения, что позволяет выполнять сопоставление с данными лабораторных исследований. Регистрируемый сигнал сильнее искажается, если: а) его спектр приходится на нелинейную часть кривой; б) проходит через кавернозные и трещиноватые породы (по сравнению с мелкопористыми).
На форму сигнала также оказывает дисперсия волн, поскольку зависимость скорости от частоты искажает фазочастотный спектр сигнала. Дисперсия может быть обусловлена, например, слоистостью геологического разреза, которая в диапазоне 3-5 кГц, обычном для АК, может быть сопоставима с длиной волны. Слоистость создает дисперсию, при которой фазовая скорость уменьшается с частотой, а коэффициент затухания – растет; неровности стенок скважины приводят к обратному эффекту.
По данным сейсморазведки зоны тектонических нарушений выделяются по нескольким волновым признакам: резким смещением оси волны, изменением полярности волны, изменением амплитуды волны, дугообразной деформацией оси волны. При интерпретации сейсмических данных принято выделять в разрезе только линию общего направления тектонических нарушений. При трассировании такого нарушения по площади интерпретатор стремиться соединить полученные направления в единую плоскость и максимально упорядочить линию пересечения этой плоскости с поверхностью целевого горизонта.