曲流河浅水三角洲沉积过程与沉积模式探讨——沉积过程数值模拟与现代沉积分析的启示

浅水曲流河三角洲是近年来沉积学研究的热点和油气勘探的重点对象,国内外学者基于地下储层、露头、现代沉积进行了大量研究,关于浅水曲流河三角洲的沉积特征与沉积模式,不同学者往往持不同观点,在缺乏沉积过程与演化特征观察、分析的现状下,很难统一认识。基于此,本文选取鄱阳湖赣江三角洲这一典型的浅水曲流河三角洲,根据其水动力、水深、沉积物供给等数据,采用基于泥沙水动力学的沉积过程数值模拟软件(Delft3D)再现浅水曲流河三角洲的生长与演化过程,并与现代浅水曲流河三角洲对比验证,建立浅水曲流河三角洲沉积模式。研究表明:(1)在浅水环境下,曲流河三角洲快速向湖生长,三角洲前缘持续向前延伸并快速平原化,具有典型的宽平原-窄前缘的特征。三角洲垂向沉积厚度较小,但底积-前积-顶积三层结构完整。(2)浅水曲流河三角洲平原发育数条同期活跃的高弯度分流河道,在平原近端,分流河道存在频繁的侧向迁移现象,可对先期三角洲前缘、前三角洲沉积侵蚀改造,形成串珠状点坝,经长期侧向迁移可形成大规模的长条宽带状分流河道复合体,分流河道对先期沉积体的长期改造使得大部分厚层砂体呈正韵律,导致先期河口坝保存程度较低;在前缘远端,由于堤岸不稳定,分流河道往往存在决口改道现象,废弃的水道缺乏砂质沉积物供给而成为高泥质充填水道,多条废弃分流河道在三角洲平原远端形成高泥质充填河网系统。(3)浅水曲流河三角洲前缘水下分流河道是平原分流河道在水体中的短程延伸,水道长约300m,由于水体较浅,河口处水流冲刷能力较强,水携沉积物多在水下分流河道侧缘堆积形成指状坝。由于分流河道建设性极强,水下分流河道往往频繁发生决口或侧向摆动,经多期复合,可形成多分叉复合体指状坝,而前缘水下分流河道在废弃后往往被泥质充填。(4)受三角洲平原远端水道决口改道的控制,前缘多分叉指状复合坝沿岸线迁移,可形成大面积近等厚砂体。     

鄂尔多斯盆地延安组河流沉积类型及演变

河流沉积是陆相沉积环境和地层记录的重要组成部分,也是陆相盆地重要的油气储层。侏罗系延安组是鄂尔多斯盆地重要的含煤和储油层系。延安组早期河流沉积发育,延安一带出露典型沉积剖面,是剖析河流构型特征的难得窗口。采用沉积学理论和构型要素分析方法,在野外露头精细解剖的基础上,分析了延安组下部辫状河、曲流河的沉积构型特征,探讨了古河道规模和河流类型转化的控制因素。研究表明,延安组延10沉积期辫状河发育,主要由河道、顺流加积体和沙质坝等单元组成,多期河道沉积叠置,呈厚层板状分布,泥质隔夹层不发育;延9早期演变为曲流河,发育河道、侧向加积体、废弃河道、泛滥平原及决口扇等构型单元,泥质隔夹层较发育,砂体连续性变差。采用经验公式估算,延10辫状河河道宽度为19.34~373.22 m,延9曲流河河道宽度16.81~99.21 m。延安组早期继承了富县组沉积期的古构造—古地理格局,随着填平补齐的发展和盆地沉积范围的扩大,古地形变缓,物源供给减弱,导致河流类型由辫状河演变为曲流河。研究结果对于深入理解同物源体系供给条件下河流沉积构型特征及类型转换,油气储层预测等具有理论和现实意义。     

山西二叠系河流沉积特征

山西西部二叠系沉积环境以河流为主,除曲流河外,还有为数不多的辫状河与交织河。曲流河以发育曲流沙坝、洪泛平原和决口扇为其特征。辫状河发育河道沙坝沉积,洪泛平原沉积不太发育。交织河以河道稳定为特征,伴有沼泽沉积,是理想的成煤环境。     

渤海湾中部南堡35-2地区新第三系河流沉积及油气勘探意义

渤海湾中部南堡35-2地区新三系河流沉积十分发育，可分为曲流河沉积和辫状河沉积两种类型。曲流河沉积以发育点砂坝、决口扇、天然堤和泛滥平原等微相单元为特征。辫状河沉积主要发育河道和心滩微相，泛滥平原微相不太发育。本重点研究了河流沉积各类微相的沉积特点，并将河流沉积的垂向层序归纳为6种类型。本还探讨了各类砂体的储集物性特征，认为点砂坝和心滩砂体是形成大油气田的优质储层，而油气藏的形成除与砂体的储集物性有关外，主要与区域构造条件密切相关。     

大庆长垣扶余油层沉积层序构成及充填响应

大庆长垣是松辽盆地北部最重要的含油气构造,扶余油层是其主要含油层位之一。根据岩心、测井和高分辨率地震等基础地质资料,将扶余油层划分为2个三级层序、7个四级层序。其储层砂体为冲积-河流环境的网状河道和曲流河道沉积,砂体厚度横向变化快,河道砂体不易预测和识别。在沉积演化上,河道发育经历了曲流河道-网状河道-分支河道的变化过程;决口扇在F2.2-F1.3时面积扩张,随着湖侵加剧,决口扇范围缩小至消亡;洪泛平原也随着基准面的上升、湖泊的发展,颜色由红色逐渐过渡到灰绿色和灰白色,分布面积也逐步缩小;湖相由早期的孤立河间湖发展到后期连片分布的稳定湖。层序构成和沉积响应过程受松辽盆地裂后热沉降构造背景控制,同时受气候和物源条件的双重影响。     

胜利油区孤岛油田馆上段沉积模式研究

根据结构单元、岩石粒度分析、河流形态参数等特征,对比Miall的 16种河流分类方案,胜利油区孤岛油田馆上段属于细粒曲流河沉积。其中洪泛平原细粒 (FF)、决口扇 (CS)和侧向加积砂坝 (LA)结构单元发育,其次是天然堤(LV)和决口水道 (CR)结构单元。河流曲率P大于 2.2,河道宽度 10 0～ 30 0m,河流曲率波长 10 0 0～ 1770m。河流可能临近河口湾,海平面的波动影响着砂体的发育。     

惠民凹陷孔店组末端扇沉积及其储层特征

惠民凹陷孔店组为末端扇沉积,中部亚相是其沉积砂体的主体.根据岩芯观察并结合地震资料,将末端扇中部亚相划分为分流河道、河道漫溢和泥滩三种沉积微相.孔店组砂岩类型主要为中细粒的长石砂岩和岩屑长石砂岩.末端扇储层中发生了多种类型的成岩作用,主要的自生矿物包括黏土矿物、碳酸盐、石英和长石等.孔店组砂岩主要受到埋藏成岩作用的影响...     

曲流河扇相模式及应用

分支河流体系的讨论有助于促进各类冲积体系的分类学研究,并可促进源—汇体系分析的定量化。博茨瓦纳的奥卡万戈（Okavango）曲流河扇是分支河流体系的典型代表,具有独特的沉积学、水文学和地貌学特征,主要特点如下：①河道形态属于单线曲流河道向下游分叉型,顺流方向产生弯度不一的分支河道网络,从顶点向下游方向,河道呈放射状,由河谷内的限制性河道变为盆地内的非限制性河道;②顺斜坡向下,河道分叉作用增强,河道的尺度和规模减小,受物源控制,无论是曲流河道还是低弯度河道,皆为砂质载荷,河道宽度、水体深度和沉积物粒度虽有系统变化但不显著,且在极低的坡度控制下,随着流量的减少,河道由曲流河逐渐变为低弯度河,河道形态转化的主要影响因素是坡度、流量、沉积物粒级和河岸强度;③根据湿地和河道分布特征,可将扇体划分为补给河谷、近源扇、中部扇和远端扇4个亚环境：补给河谷以单线曲流带和不同规模的迂回坝发育为特征,近源扇主要为泥炭限制的分支河道和河间沼泽沉积,中部扇主要为曲流河和低弯度河沉积,沼泽减少,漫滩增加,远端扇为宽浅型的非限定性河道,以沙岛林地之间的漫滩沉积为主;④沉积物主要为未固结的石英砂,主要来源于卡拉哈里盆地近代风成沉积,砂质纯净,分选和磨圆俱佳,缺乏细粒杂基,粒间细粒组分主要为生物成因的硅藻、植硅石和有机物质,亦见有方解石和二氧化硅胶结物。  对现代曲流河扇体系进行调查的重要目的就是研究地下类似沉积体系的分布。通过对我国大型含油气盆地相关“内陆三角洲”沉积特征和沉积规律的重新认识,可为油气资源的勘探开发提供预测模式。鄂尔多斯盆地山西组沉积时期,沉积作用受盆地北缘物源控制,来自北部物源的碎屑物质在宽阔的湿地平原上发育了多套分支河流沉积体系,主要为曲流河扇沉积体系。顺着沉积斜坡向下,河道的尺度和规模减小,沉积物粒度变细,煤层和暗色泥岩厚度变小,缺乏明显的三角洲前缘沉积环境及稳定的前三角洲深水相。沉积组合主要表现为分支河道砂岩、漫岸细粒沉积与湿地泥岩及薄煤层的互层,为大气田的形成奠定了沉积基础。     

曲流河扇相模式及应用

分支河流体系的讨论有助于促进各类冲积体系的分类学研究,并可促进源—汇体系分析的定量化。博茨瓦纳的奥卡万戈（Okavango）曲流河扇是分支河流体系的典型代表,具有独特的沉积学、水文学和地貌学特征,主要特点如下：①河道形态属于单线曲流河道向下游分叉型,顺流方向产生弯度不一的分支河道网络,从顶点向下游方向,河道呈放射状,由河谷内的限制性河道变为盆地内的非限制性河道;②顺斜坡向下,河道分叉作用增强,河道的尺度和规模减小,受物源控制,无论是曲流河道还是低弯度河道,皆为砂质载荷,河道宽度、水体深度和沉积物粒度虽有系统变化但不显著,且在极低的坡度控制下,随着流量的减少,河道由曲流河逐渐变为低弯度河,河道形态转化的主要影响因素是坡度、流量、沉积物粒级和河岸强度;③根据湿地和河道分布特征,可将扇体划分为补给河谷、近源扇、中部扇和远端扇4个亚环境：补给河谷以单线曲流带和不同规模的迂回坝发育为特征,近源扇主要为泥炭限制的分支河道和河间沼泽沉积,中部扇主要为曲流河和低弯度河沉积,沼泽减少,漫滩增加,远端扇为宽浅型的非限定性河道,以沙岛林地之间的漫滩沉积为主;④沉积物主要为未固结的石英砂,主要来源于卡拉哈里盆地近代风成沉积,砂质纯净,分选和磨圆俱佳,缺乏细粒杂基,粒间细粒组分主要为生物成因的硅藻、植硅石和有机物质,亦见有方解石和二氧化硅胶结物。  对现代曲流河扇体系进行调查的重要目的就是研究地下类似沉积体系的分布。通过对我国大型含油气盆地相关“内陆三角洲”沉积特征和沉积规律的重新认识,可为油气资源的勘探开发提供预测模式。鄂尔多斯盆地山西组沉积时期,沉积作用受盆地北缘物源控制,来自北部物源的碎屑物质在宽阔的湿地平原上发育了多套分支河流沉积体系,主要为曲流河扇沉积体系。顺着沉积斜坡向下,河道的尺度和规模减小,沉积物粒度变细,煤层和暗色泥岩厚度变小,缺乏明显的三角洲前缘沉积环境及稳定的前三角洲深水相。沉积组合主要表现为分支河道砂岩、漫岸细粒沉积与湿地泥岩及薄煤层的互层,为大气田的形成奠定了沉积基础。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组三角洲沉积及演化

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组广泛发育曲流河三角洲沉积,其总体沉积特征为：沉积体系及相带发育完整;成分成熟度及结构成熟度较高;发育各种沉积构造、动植物化石及生物遗迹构造。曲流河三角洲平原的分流河道具有复杂分支与决口历史,因此常呈交织状,受分流河道冲蚀作用的影响,河口坝不发育。曲流河三角洲主要形成于湖盆坳陷回返期。通过对岩相组合、骨架砂体的几何形态及盆地古地理背景的综合分析,认为延长组的环境演化反映了浅水台地型三角洲逐渐转变为陆上平原的过程。曲流河三角洲可形成良好的储层,是油气勘探的有利相带。     

川西前陆盆地上侏罗统蓬莱镇组沉积特征

经岩性、岩石组合、沉积韵律等综合分析认为川西前陆盆地上侏罗统蓬莱镇组主要为冲积扇、曲流河、三角洲和湖泊沉积.其中冲积扇发育扇中和扇端两个亚相,扇根不发育;曲流河发育河道和洪泛平原两个亚相;三角洲发育三角洲平原、三角洲前缘以及前三角洲三个亚相;而湖泊相主要发育滨浅湖和半深湖沉积,深湖在研究区内不发育.在龙门山前缘的盆地边缘发育冲积扇相带.大小不同的冲积扇体连接或叠覆构成冲积扇群.并依次出现扇中、扇端的微相分带.同时砾石由粗变细,逐渐过渡到河流的砂岩相;由河流往东则进入湖泊沉积区,并在河流入湖处形成三角洲相沉积.根据冲积扇-曲流河-三角洲一湖泊的时空展布规律,建立了本区蓬莱镇组的沉积模式.     

广东三水盆地第四纪网状河沉积特征

珠江三角洲西北部的三水盆地范围内发育典型的网状河体系。它们具有重复分叉合并、坡降低以及河道深且窄的特点，并且发育天然堤、河间湖泊和洼地等地貌单元。钻井资料显示，网状河的沉积记录以泛滥平原地区沉积的悬浮负载的细粒沉积物为主，由砂砾和砂组成的河道沉积物分布比较局限，呈较窄的带状，被包裹在细粒的泛滥平原积物之中。主干河道表现出较高侧向稳定性垂向继承性，形成了较厚的砂体。较小的分叉河道则容易发生决口改道，沉积了较薄的砂体。河间湖泊沉积主要为含植物碎片的灰黑色粉砂质淤泥，沼泽中植物遗体的堆积形成了泥炭层。晚更新世以来的构造沉降、全球海平面上升以及河流搬运物质的快速加积是珠江三角洲平原地区形成网状河体系的主要原因.     

嫩江现代河流沉积层序及沉积模式

以黑龙江省富裕县大马岗现代嫩江沉积体为例,通过深挖探槽、探坑及野外密集采样的精细解剖,详细研究了现代嫩江大马岗沉积体内部岩相、沉积微相、沉积层序及沉积模式。研究表明,大马岗河流沉积体是一个由辫状河与曲流河沉积组成的复合沉积体,其下部以辫状河砾质坝沉积为主,上部则以低能量的曲流河沉积为主。在现代嫩江大马岗沉积体内部,共识别出16种岩相,即Gm,St1,St2,Ft,Ssd,Sh,Stcb,Shcs,Sw,Sm,Fw,Fm,Fsc1,Fsc2,Mm及Mpr,发育五种亚相、六种沉积微相,即曲流河的河漫滩沉积微相、决口扇微相、天然堤微相、点坝微相、辫状河的溢岸微相及心滩微相。这些沉积微相构成了大马岗沉积体内部垂向上三套不同的沉积层序:下部层序以砾石质沉积为主,为辫状河沉积形成;中部层序为一个完整的曲流河沉积层序,以曲流河点坝沙及溢岸漫滩泥沉积构成;上部沉积层序则为曲流河泛滥及决口沉积形成。通过沉积微相及沉积层序分析,本文建立了一种新型的河流复合沉积模式,进一步丰富了河流沉积学理论。     

准噶尔盆地车排子凸起多物源复杂沉积体系中的地震沉积学

准噶尔盆地车排子凸起新近系沙湾组为湖盆缓坡多物源、复杂沉积体系沉积,其沉积体系认识争议很大,时空演化难以刻画.准确刻画其沉积体系类型、演化规律和砂体分布特征,是精细刻画单砂体及内部构型等储层的基石,对后期油气开发具有重要指导意义.在岩心、测井、测试分析及地震资料,充分利用相位转换、地层切片等地震沉积学技术方法,对其沉积体系特征进行深入研究.建立研究区精细层序地层格架,将沙湾组划分为2个三级层序、4个四级层序;识别出冲积扇、辫状河、曲流河、曲流河三角洲、扇三角洲及滨浅湖6种沉积体系类型,并确定沉积体系边界及演化规律;建立了多物源冲积扇-辫状河、扇三角洲-曲流河三角洲沉积模式及砂体分布模式.辫状河道、心滩、点坝复合体及冲积扇砂体均钻遇较好油气显示,为重要储集体.此次研究丰富了地震沉积学在湖盆缓坡多物源、多沉积体系类型中的应用.      

胜利油田孤岛油区馆陶组上段沉积结构单元

结构单元分析法(Architectural-Element Analysis)作为一种比较成熟的研究方法,已广泛应用于古代河流沉积研究.本文首次根据钻孔资料分析胜利油田孤岛油区馆陶组上段5～1+2砂层组河流沉积的结构单元.该段5～1+2砂层组岩石类型简单,可分为11个岩相类型.根据界面特征、岩相组合、内部几何形态、外部几何形态和垂向剖面特征等划分出6个结构单元:河道滞流沉积(CHL)、侧向加积砂坝(LA)、天然堤(LV)、决口扇(CS)、决口水道(CR)和洪泛平原细粒(FF).其中洪泛平原细粒(FF)、决口扇(CS)和侧向加积砂坝(LA)结构单元最为发育,其次是天然堤(LV)和决口水道(CR)结构单元,而河道滞流沉积(CHL)结构单元则不甚发育.决口扇(CS)结构单元是馆陶组上段砂体发育的主要单元之一,且富含油气资源.因此,进一步加强决口扇的研究对油气资源的勘察是十分必要的.     

沉积体系分析与河道砂岩型铀矿成矿条件讨论--以鄂尔多斯中新生代盆地东胜地区为例

本运用沉积体系理论，对东胜地区直罗组的沉积相及沉积体系归属进行系统分析，指出直罗组为河流相沉积，其河流演化经历了早期辫状河、中期低弯度曲流河和晚期高弯度曲流河3个阶段。根据气候演变特点将直罗组分为上、下两个岩性段：下段为温湿条件下的辫状河沉积和低弯度曲流河沉积，形成灰色沉积建造；上段为干旱炎热条件下的曲流河沉积，形成以红色为主的杂色沉积建造。本区铀矿化属河道砂岩型，矿化受辫状河道控制，主要赋存于辫状河沉积砂体中。同时，对河道砂岩型铀矿化的成矿条件进行了初步探讨。     

干旱环境河流扇概念与鄂尔多斯盆地延长组“满盆砂”成因新解

河流扇是陆相盆地中近年来日益受到重视的一种新沉积模式,其主要形成于干旱气候环境中。该文阐述了河流扇的概念演变与发展由来、沉积特征、鉴别标志与控砂机理等,讨论了河流扇与分支河流体系、末端扇及浅水三角洲等相关概念之间的区别与联系,认为河流扇形成主要受“分支型”河道控制,而末端扇及浅水三角洲主要受“分流型”河道控制。在对鄂尔多斯盆地晚三叠世古气候环境深入分析的基础上,运用河流扇概念对延长组“满盆砂”形成机制进行了重新解释。主要结论是:1）延长组沉积时期,古气候具有三分性——早期为干旱环境,中期为湿润环境,晚期再次转变为半干旱—半湿润环境;2）在干旱气候环境下,缺少大面积汇水区,以洪水搬运—事件沉积作用为主,形成了别具特色的河流扇体系,这可能是造成延长组“满盆砂”的主要原因之一;3）干旱环境河流扇砂体与潮湿环境水进域富含有机质泥岩相匹配,有利于形成大型岩性油气藏,从而使延长组由“满盆含砂”变为“满盆含油”。该研究改变了以往大型坳陷湖盆以“三角洲模式”为主导的传统认识,对丰富发展我国陆相盆地沉积理论认识及指导油气勘探实践均有积极意义。     

河流相沉积中准层序与短期基准面旋回对比研究——以四川中部须家河组为例

通过详细分析曲流河沉积动力学特点,在四川中部须家河组建立了河流相沉积的准层序模式。曲流河沉积中可发育粒级向上变细准层序,也可以发育粒级向上变粗的准层序。辫状河准层序表现为粒级向上变细、河道水体向上变浅的准层序,而粒级向上变粗的准层序不发育。河流相准层序界面是河道砂体底部的冲刷侵蚀面,在粒级向上变粗的泛滥平原-决口扇或决口河道沉积中,准层序界面为暴露过泥岩与上部洪水期的暗色泥岩间的界面。将河流相准层序与短期基准面旋回进行精细的分析与对比认为,二者在层序地层学级次划分中时限相当,发育时间为0.01~0.05Ma;二者的界面是相同的,均为河道砂体底部的冲刷侵蚀面或者是暴露过泛滥平原泥岩、根土岩等。河流相中准层序与短期基准面旋回其实是相同时间内沉积的一套相同的沉积体,二者的不同只是分析的角度不同,其实质内容是一致的,即在曲流河短期基准面升降变化过程中,所保留下来的沉积物总是相对河水位是向上变浅的,由位于河水面以下的河道或边滩砂体向上变浅至河水面之上的天然堤、泛滥平原泥岩,此相序特征也正与准层序向上变浅的定义相同。     

海底扇规模优质储集体的分布模式与成因分析——以上新世—更新世孟加拉扇为例

利用高品质3D地震资料搜索刻画深水水道—朵叶复合体的沉积构成并揭示油气储集体的分布模式对于深水油气勘探具有重要的指导意义。利用PaleoScan全三维智能解释手段和三色(RGB)混相分频技术识别解剖了孟加拉扇上新统—更新统深水水道—天然堤体系6种富砂沉积单元,包括补给水道、分支水道、似点坝、决口扇、漫溢扇和末端朵叶。研究认为:补给水道、决口扇、末端朵叶是潜在的规模且优质深水油气储集体类型;而漫溢扇、分支水道和似点坝分别是潜在的规模非优质、非优质非规模以及优质非规模深水油气储层类型。补给水道主要分布在水道—朵叶复合体的上游和中游;决口扇、漫溢扇、分支水道和似点坝主要发育在水道—朵叶复合体的中游;而分支水道和末端朵叶主要分布在水道—朵叶复合体的下游。漫溢扇向供源水道一侧楔状增厚,形成“砂盖泥”的格局;而决口扇向供源水道一侧楔状减薄直至尖灭形成“泥包砂”的格局,相应形成海底扇岩性圈闭。     

尼日尔三角洲盆地深水沉积体系特征

尼日尔三角洲盆地深水沉积研究是目前世界油气勘探的热点问题之一.通过对三维地震资料、岩心及测井曲线分析,揭示了尼日尔三角洲盆地南部地区新近系深水沉积体系特征.基于不同属性的层序界面识别,研究区划分出SQ1-SQ6共6个三级层序,并建立层序地层格架,进而总结出研究区深水沉积模式.研究区除堆积正常半深海-深海泥岩外,还广泛发育海底扇沉积,海底扇由浊积水道和海底扇朵体组成,其中水道分支少、弯度大,外部形态类似曲流河;朵体平面上成朵叶状分布,可以划分为末端朵体和决口扇朵体.研究区新近系地层自下向上由老到新,相对海平面先下降再上升,SQ1-SQ4层序以海底扇朵体沉积为主,SQ5-SQ6层序以浊积水道沉积为主.