刚果扇盆地上中新世深水水道充填结构及演化特征

深水水道作为深水油气勘探的主力储层,其内部结构及演化特征的研究对于深水油气田勘探和开发都具有非常重要的意义.基于钻井及3D地震资料,对刚果扇盆地上中新世深水水道的内部充填期次、结构和演化特征进行了分析.从层序地层学的角度出发,将研究区内的水道划分为多个不同级别层序格架内形成的水道单体和水道复合体,从而对切谷内部的水道期次和组成特征进行精细表述.研究表明,研究区内水道单体自下而上发育底部滞留、滑塌充填、侵蚀水道、加积水道、天然堤和废弃水道6种沉积微相类型,整体表现为流体能量逐步降低的过程;三级水道复合体形成于复杂的多期侵蚀-充填过程,受到海平面变化、坡度及重力流流变学特征的影响,纵向演化可划分为初始侵蚀、初始充填、加积充填、后期充填和水道废弃5个阶段,各阶段切谷内充填结构和水道平面展布特征呈现有规律的变化.      

浅述深水水道的形态学特征

目前深水水道的分类方案较多,本文基于深水水道的形态学特征,且聚焦于单一型深水水道,将其划分为顺直型(曲率介于1～1.25)、低弯度S型(曲率介于1.25～1.5)和高弯度S型(曲率1.5)。其中,顺直型水道侵蚀作用最强,往往不发育天然堤沉积,无侧向加积;低弯度S型水道发育天然堤,并具有侧向加积;高弯度S型天然堤及侧向加积最为发育,决口扇常与之伴生。深水水道的曲率是水道形态的直观表现,曲率大小主要受深水地貌即深水地形坡度的影响。在上陆坡区域,地形坡度较大,沉积物能量强,深水水道以顺直型为主。中陆坡区域,随着地形坡度的减缓,水道的弯曲形态也逐渐增加,形成低弯度S型,直至下陆坡,水道演变为高弯度的S型。     

白云-荔湾凹陷珠江组大型深水水道体系沉积特征及成因机制

深水水道体系是近年来在白云-荔湾凹陷东缘珠江组上段深海泥岩背景中新发现的大型深水沉积体系,但是其沉积特征、沉积过程与主控因素尚不清楚.综合利用大量二维、三维地震数据以及钻井、测井资料,揭示了白云-荔湾凹陷东缘珠江组大型深水水道体系的沉积要素构成、外部几何形态、内部充填结构及其沉积演化.在此基础上,进一步探讨了物源供给、陆架坡折带、古地貌对深水水道体系的控制作用,明确了其主控因素,提出了“源貌共控”的成因机制.研究表明珠江组大型深水水道体系由水道、天然堤和朵叶3种沉积要素构成,并以水道为主体.从北至南可依次细分为白云凹陷段、南部隆起段和荔湾凹陷段,其中白云凹陷段以侵蚀型水道为主,南部隆起段以侵蚀-加积型水道为主,荔湾凹陷段以加积型水道为主,在空间上构成了重力流流体能量逐级递减的“三级水道”充填演化特征.3个分段水道内部均可识别出两期水道事件,且充填样式各具特征.珠江组深水水道体系的发育与展布受北部珠江三角洲体系、陆架坡折带和限制性地貌3大因素共同控制.      

西非科特迪瓦盆地深水底形样式及成因分析

通过三维地震资料海底平面成像和浅层地震剖面解释、分析,识别和描述了西非科特迪瓦盆地深水底形类型。研究区发育下切水道、侵蚀冲坑、周期阶坎、小型沉积物波、大型沉积物波多种深水底形。下切水道表现为直线型,地形坡度从上斜坡5°过渡到下斜坡1.9°,水道历经多次合并,合并后水道内部起伏地貌指示侵蚀—沉积交互作用;识别出孤立状、串珠状和猫爪状三种类型侵蚀冲坑;在斜坡限制性水道内部地形坡度1.9°～3.1°之间识别出8个不同波长和波高的“周期阶坎”底形,周期阶坎具有剖面上向上游方向迁移、平面上呈新月形态的特征,从上游到下游波长有逐渐变短的趋势。小型沉积物波发育于水道内和水道外两种环境,其中限定性环境小型沉积物波发育在周期阶坎上游方向,非限定环境小型沉积物波发育地形坡度为1°左右,具有加积或轻微向下迁移的内部反射结构。大型沉积物波发育在非限定环境中,显示为长波长、低幅度浅层构造特征,分析认为早期滑塌地貌对晚期大型沉积物波的形成具有重要的控制作用。在现象描述基础上,对不同底形的成因、形成过程、控制因素和其发育的深水动力学背景与环境展开探讨,加深了对西非赤道段科特迪瓦盆地深水底形成因的认识,可对未来深水区...     

东非鲁伍马盆地深水X气藏海底扇储层构型研究:重力流—底流交互作用的指示意义*

底流在陆缘深水环境下广泛存在,可对深水沉积过程及砂体分布产生重要影响。前人对重力流与底流的交互作用机制及沉积产物开展了大量研究,但目前有关底流改造型的海底扇储层构型模式仍然研究不够深入。东非鲁伍马盆地是当前重力流—底流交互作用研究的热点地区,文中以其代表性的下始新统海底扇水道体系为例,综合岩心、测井及三维地震资料开展储层构型精细表征,建立重力流—底流交互作用下的海底扇水道体系构型模式。研究表明,目标水道体系内部发育水道、溢岸及朵叶3种构型要素,其中水道可分为水道复合体、单一水道及其内部不同级次的构型单元。底流对细粒物质的搬运可形成非对称的溢岸沉积,导致水道复合体之间呈逆底流侧向迁移叠置样式,其间泥岩隔层容易保存; 单一水道之间呈顺水道纵向迁移或逆底流侧向迁移样式,其中纵向迁移部位水道切叠连通,而侧向迁移部位容易保存泥质侧向隔挡体。受重力流沉积演化的影响,单一水道内部充填由砂泥交互型逐渐演化为富砂型,且在水道弯曲段的轴部砂体最为发育。     

西非Rio Muni盆地深水水道特征与成因

深水水道沉积构型及其演化一直是沉积学界研究的热点。基于Rio Muni盆地深水区470 km²高分辨率三维地震数据,在精细地震解释的基础上,对研究区发育的深水水道的沉积构型、演化进行探讨。主要取得4点认识：(1)深水水道的弯曲度主要受控于物源供给和海底坡度,研究区发育弯曲水道、顺直水道2类深水水道;(2)起源于陆架边缘的深水水道,物源供给相对充分,弯曲度高,其剖面往往不对称,水道壁发育滑塌或阶地,垂向演化具有侧向迁移特征,发育废弃水道;(3)而起源于中上陆坡的深水水道,其弯曲度低,剖面具有U形特征,水道壁光滑无滑塌或阶地, 主要以垂向加积为主。由于物源供给不足,顺直水道逐渐被深海泥质披覆沉积充填;(4)同一条深水水道,由上陆坡向下陆坡,随着海底坡度的降低,其弯曲度呈增大趋势。     

海底水道体系沉积构型样式及控制因素:以尼日尔三角洲盆地陆坡区为例*

作为当今油气勘探开发的重要目标,海底水道的沉积构型样式复杂多变,其控制因素目前尚无定论,这大大增加了相关油气藏的钻探风险和开发难度。以尼日尔三角洲盆地陆坡区为例,以近海底高频地震信息为原型,揭示了海底水道体系的外部形态样式和内部结构样式,探究了水道体系与复合水道形态特征参数间的相互关系,分析了海底水道体系沉积构型控制因素。研究认为: (1)水道体系可分为限制性、半限制性和非限制性3个大类,限制性水道体系的边界为一明显的大型下切谷界面(或峡谷),半限制性水道体系的边界也发育明显的大型下切谷,但其界面两侧发育大型天然堤沉积,非限制性水道体系则不发育大型下切谷,其中每个大类又可依据其内部复合水道的类型,细分为2个小类(下切式和包络式)。(2)水道体系内部复合水道间存在垂向和侧向2种类型的叠置,前者可细分为孤立式、叠加式和切叠式3类,后者则包括叠合式和分离式2类。(3)地形坡度与水道体系类型和规模具有一定的耦合与关联,在类似油藏规模的局部沉积体内部,陡坡段(坡度大于1°)主要发育限制性水道体系,缓坡段(坡度0.5°~1°)主要发育半限制性水道体系,平坦段(坡度小于0.5°)主要发育非限制性水道体系;随着地形坡度的增大,水道体系的宽度减小、深度增加、宽深比减小,即向“窄深型”形态发展。该项研究不仅对深水沉积学的发展具有较大的理论意义,而且对高效开发海底水道油气藏具有重要的实际意义。     

新西兰深水Taranaki盆地中新统深水水道迁移及沉积演化

深水水道砂体是深海油气的重要储集体之一,其复杂的演化规律常常影响水道砂体储层的分布,无法充分了解深水水道的演化过程是阻碍深海油气勘探开发的原因之一,增大了深海油气的勘探开发难度。以新西兰深水Taranaki盆地中新统深水水道为例,基于高分辨率三维地震数据,应用地震地貌学、地震沉积学的理论及技术手段,探究水道的沉积演化规律及相关控制因素。研究区水道体系可划分为5个发育期次,即残余部分结构的复合水道Ⅰ、侧向迁移的复合水道Ⅱ、垂向叠置的复合水道Ⅲ、富泥充填的复合水道Ⅳ及零散分布的复合水道Ⅴ。复合水道Ⅰ和Ⅳ呈相对顺直的平面形态;复合水道Ⅱ多为侧向迁移运动,表现为高弯曲的平面形态,而复合水道Ⅲ多为垂向叠置运动,其弯曲度较复合水道Ⅱ有所减小;复合水道Ⅴ包括多条零散的细小单水道,不同单水道的平面形态存在较大差异。各期次复合水道的演化过程可归纳为初期下切侵蚀、中期充填沉积及末期填平消亡等3个阶段。深水水道沉积演化过程受多种因素综合控制,早期水道结构会影响后期水道发育环境的限制程度,强限制性的复合水道Ⅰ～Ⅳ经历有序的演化过程,非限制性的复合水道Ⅴ则经历了无序的演化过程;重力流规模及能量的变化会影响各期次...     

海底水道体系沉积构型样式及控制因素:以尼日尔三角洲盆地陆坡区为例

作为当今油气勘探开发的重要目标,海底水道的沉积构型样式复杂多变,其控制因素目前尚无定论,这大大增加了相关油气藏的钻探风险和开发难度。以尼日尔三角洲盆地陆坡区为例,以近海底高频地震信息为原型,揭示了海底水道体系的外部形态样式和内部结构样式,探究了水道体系与复合水道形态特征参数间的相互关系,分析了海底水道体系沉积构型控制因素。研究认为:(1)水道体系可分为限制性、半限制性和非限制性3个大类,限制性水道体系的边界为一明显的大型下切谷界面(或峡谷),半限制性水道体系的边界也发育明显的大型下切谷,但其界面两侧发育大型天然堤沉积,非限制性水道体系则不发育大型下切谷,其中每个大类又可依据其内部复合水道的类型,细分为2个小类(下切式和包络式)。(2)水道体系内部复合水道间存在垂向和侧向2种类型的叠置,前者可细分为孤立式、叠加式和切叠式3类,后者则包括叠合式和分离式2类。(3)地形坡度与水道体系类型和规模具有一定的耦合与关联,在类似油藏规模的局部沉积体内部,陡坡段(坡度大于1°)主要发育限制性水道体系,缓坡段(坡度0.5°~1°)主要发育半限制性水道体系,平坦段(坡度小于0.5°)主要发育非限制性水道体系;随着地形坡度的增大,水道体系的宽度减小、深度增加、宽深比减小,即向"窄深型"形态发展。该项研究不仅对深水沉积学的发展具有较大的理论意义,而且对高效开发海底水道油气藏具有重要的实际意义。     

南海北部陆坡深水曲流水道的识别及成因

深水水道是深水沉积体系中重要的组成单元,其作为潜在的油气储集体也被油气行业所关注。深水水道多处于深水环境下的沉积地层中,因此对于其直接的观测和研究都比较困难。基于近年新采集的多道2 D和3 D地震资料,利用相干时间切片、RMS均方根振幅、3D振幅可视化等地球物理手段对南海北部陆坡深水水道进行了识别和研究。该水道为更新世深水曲流水道,与来自中南半岛的浊流侵蚀有关,水道呈SW—NE向展布,侧向侵蚀特征明显。3D振幅可视化图显示该水道轴部为强振幅反射,推测为富砂充填,其余部分为弱振幅反射,推测为富泥充填,这点与世界已钻水道特征一致。深水曲流水道的形成过程和内部结构复杂,其内部砂体与泥岩常互层出现,泥岩的封堵作用会阻碍流体的流动或形成超压,同时也可起到良好的盖层作用,因此对于深水曲流水道的勘探和开发要重视这个问题。      

辽河坳陷双台子构造带沙三段沉积相展布特征与沉积主控因素

辽河西部凹陷双台子构造带E₂s₃发育重力流沉积,沉积相类型为湖底扇中扇和外扇,同沉积断层和古地貌是控制沉积的主要因素。论文描述了同沉积断层和古地貌的展布特征,并以此为基础,开展了沉积相主控因素的研究工作。建立了“沟道控砂,坡度控形,物源控供给”的沉积模式:辫状沟道沉积分布在受同沉积断层和古地貌的联合控制的古沟道内。古地貌坡度小,辫状沟道沉积向盆地中心搬运的距离长,沟道弯曲度大,沉积分异作用更加明显,盆地内主要以砂岩与泥岩互层为特征（双南）。古地形坡度大,辫状沟道沉积向盆地中心搬运距离短,沟道弯曲度小,沉积分异作用差,盆地内主要以厚层砂岩和薄层泥岩组合为特征（双台子）。双台子和双南具有不同的物源,两个地区在同一层序内具有不同的砂体叠置样式。双南和双台子沉积作用机制上的不同,导致了二者在沉积相带展布、砂体叠置样式等方面的差异。对储集体而言,双台子比双南具有更有利的沉积相带。     

深水沉积层序特点及构成要素

本文在回顾当前国际上深水沉积研究热点的基础上,结合在墨西哥湾深水研究的成果系统描述了深水沉积的定义、形成机理、深水沉积层序及深水沉积构成要素的特点.深水沉积主要是在重力流作用下深水环境的沉积,主要形成于相对水平面下降和早期上升的时期,主要分布在低位体系域中.深水层序以凝缩段为边界,块状搬运沉积最早形成并直接位于层序界面上,其上被河道-天然堤沉积所覆盖.典型深水沉积的要素主要由河道、天然堤及越岸沉积、板状砂、块状搬运沉积等构成,这些沉积要素时空上有序地分布.深水河道是物源的主要通道和沉积的重要场所,从上游至下游河道弯曲度增加,能量逐渐减弱.侧向迁移明显,垂向上由富砂的顺直河道演化为相对富泥的弯曲河道.天然堤及越岸沉积以泥质为主,天然堤沿河道呈楔状分布,其近端砂岩含量高,地层厚且倾角较陡;远端砂岩含量低,地层薄且平缓,侧向连续性好但垂向连续性差.板状砂主要为深水扇前缘非限制性沉积,可分为块型和层型.块型侧向连续性好,同时垂向连通性高.层型侧向连续性好,垂向连通性差.块状搬运沉积主要是低水位期坡上沉积物失稳形成的各类滑塌体及碎屑流,其对下伏地层侵蚀明显,分布广泛,变形构造常见,可作为油气良好的封盖层.     

深水浊积水道沉积构型模式及沉积演化:以西非M油田为例

浊积水道是深水油田的重要储层类型,其构型模式制约油田的高效开发.依据岩心、露头、测井及地震资料,采用地震地层学、地震沉积学、沉积岩石学的方法对西非M油田中下陆坡区浊积水道进行了半定量-定量化构型模式研究,并分析了其沉积演化规律.结果表明:研究区3~5级构型单元为单一水道、复合水道、水道体系;单一水道弯曲度与坡度呈负相关,水道内部岩石相充填由底部到顶部、轴部到边缘粒度变细,厚度变薄;复合水道内部单一水道在平面上存在侧向和沿古流向两种迁移类型,剖面上存在水平式、斜列式和摆动式3种叠置样式.M油田O73油组主要发育半限制性和非限制性水道体系,平面上近物源端以发育半限制性水道体系为主,远物源端以发育非限制性水道体系为主;垂向演化规律以非限制性水道体系内部最为典型,从底部到顶部,单一水道下切能力逐渐减弱,侧向加积能力逐渐增强,弯曲度逐渐增大,水道砂体规模逐渐变小.综合分析表明,古地形坡度和物源供给是控制M油田浊积水道沉积类型及演化的主要因素.      

北海盆地维京地堑新近纪下切谷发育主控因素及其内部充填特征*

下切谷是陆地上一种常见的侵蚀地貌,古今均十分发育,但是不同盆地、不同时代发育的下切谷,无论是在沉积充填特征还是平面展布形态等多个方面都大相径庭。为此,作者依据曼宁公式进行理论推导,再结合分析北海盆地维京地堑发育的典型下切谷实例以及前人进行的相关水槽实验结果总结认为: 地形坡度、基准面下降速率及幅度与下切谷所侵蚀地层的岩性是影响下切谷发育模式的最主要因素。这些因素共同控制了: (1)下切谷的弯度指数及宽深比,(2)下切谷平面上发育密度及其规模,(3)与下切谷伴生的陆棚三角洲、陆棚边缘三角洲沉积厚度及展布范围。海侵过程中下切谷的沉积充填类型及岩性,受平均基准面上升速率及沉积物供应量的共同控制,根据沉积充填类型及岩性的不同可将其划分为富砂型陆棚三角洲充填及富泥型河口湾充填两类。     

Composite Sand Bodies Architecture of Deep-Water Turbidite Channels in the Niger Delta Basin

Abstract: Deep-water turbidite channels have attracted much attention as a focused issue in petroleum exploration and development. Extensive studies have been performed on the architecture of turbidite channels, and most researches have focused on their geometric shapes, sedimentary processes and controlling factors. However, little attention has been paid to the distribution patterns, distribution laws and quantitative studies of composite sand bodies of turbidite channels. Taken one slope area of the Niger Delta Basin as an example, this study conducted a semi-quantitative to quantitative analysis on architecture of composite sand bodies of turbidite channels based on cores, well logging and seismic surveys. It is shown that turbidite channel systems can be classified as confined and unconfined channel systems. For confined channel systems, the vertical evolution process involves four stages. The sinuosity of a channel system is controlled by slope, with a negative power function relationship between them. When slope gradient reaches four degrees, the channel system is nearly straight. Based on the migration direction and migration amount of single channels within channel complexes, channel composite patterns can be divided into four classes (the lateral composite, en-echelon composite, swing composite and vertical composite) and several subclasses. Various channel composite patterns show specific distribution laws spatially. For meandering channel complexes at the middle-late evolution stage of confined channel systems, the lateral migration amongst single channels shows the features of integrity and succession. The sinuosity of single channels in the late period is greater than that in the early period, and cut-offs may occur locally when the sinuosity is larger than five degrees. This study provides a better understanding for the geological theory of deep-water sedimentary, and also improves exploitation benefits of this type of reservoirs.     

不同沟床坡度堰塞坝溃口展宽历程试验研究

为了解堰塞坝在不同沟床坡度地段的溃口展宽历程,进行了沟床坡度为7°~13°,间隔为1°的7组水槽试验。对比分析7组试验观测数据,评价不同沟床坡度对堰塞坝溃口展宽历程的影响。得到如下结果及结论:(1)漫顶破坏的堰塞坝在不同沟床坡度地段的溃口展宽历程是十分相似的,根据其溃决特征,可将其展宽历程划分为溃口贯通、突变和稳定边坡形成等3个阶段。(2)在突变阶段溃口边坡沿x轴方向会发生多次失稳,溃口顶部形态在背水坡呈“S”型,在坝顶呈“U”型,在迎水坡呈“弧”型。(3)不同沟床坡度条件会影响突变阶段的溃决特征,随沟床坡度的增加突变阶段溃口边坡单次失稳规模表现出先增大后减小的特征,溃口边坡失稳次数呈现出先减少后增加的特征。(4)溃口边坡的稳定性主要取决于溃口的侧蚀宽度和下蚀深度,其与溃口顶、底部侧蚀宽度之差呈负相关关系,与溃口下蚀深度呈正相关关系。(5)不同沟床坡度堰塞坝的溃决流量随溃决时间的延长具有相同的变化趋势,但不同沟床坡度堰塞坝的溃决峰值流量和峰值流量到达时间却不尽相同,随沟床坡度的增加峰值流量逐渐减小,峰值流量到达时间先提前后推迟。     

Flow and sediment dynamics in a low sinuosity, braided river: Calamus River, Nebraska Sandhills

The interaction between channel geometry, flow, sediment transport and deposition associated with a midstream island was studied in a braided to meandering reach of the Calamus River, Nebraska Sandhills. Hydraulic and sediment transport measurements were made over a large discharge range using equipment operated from catwalk bridges. The relatively low sinuosity channel on the right-hand side of the island carries over 70% of the water discharge at high flow stages and 50–60% at low flow stages. As a result, mean velocity, depth, bed shear stress and sediment transport rate tend to be greater here than in the more strongly curved left-hand channel. The loci of maximum flow velocity, depth and bed shear stress are near the centre of the channel upstream of the island, but then split and move towards the outer banks of both channels downstream. Variations in these loci depend on the flow stage. Topographically induced across-stream flows are generally stronger than the weak, curvature-induced secondary circulations. Water surface topography is controlled mainly by centrifugal accelerations and local changes in downstream flow velocity. The averaged water surface slope of the study reach varies very little with discharge, having values between 0·00075 and 0·00090. As bed shear stress generally varies in a similar way to mean velocity, friction coefficients vary little, normally being in the range 0·07–0·13. These values are similar to those in straight channels with sandy dune-covered beds. Bedload is moved mainly as dunes at all flow stages. Grain size is mainly medium sand with coarse sand moved in thalwegs adjacent to the cut banks, and with fine sand at the downstream end of the island. These patterns of flow velocity, depth, water surface topography, bed shear stress, bedload transport rate and mean grain size can be accurately predicted using theoretical models of flow, bed topography and sediment transport rate in single river bends, applied separately to the left and right channels. During high flow stages deposition occurs persistently near the downstream end of the island, and cut banks are eroded. Otherwise, erosion and deposition occurs only locally within the channel as discharge varies. Abandonment and filling of a strongly curved channel segment may occur by migration of an upstream bar into the channel entrance at a high flow stage.