河型转化研究进展综述

河型研究是河流动力学及河流工程学中的一个基本问题,也是沉积学家判别地下不同成因砂体的一个关键问题。目前河型的分类大都基于河流的平面形态,而这一分类受到了越来越多的质疑,并提出了一些新的分类方案,许多研究者注意到河型并不是离散的,存在一系列连续变化的河型,同时,顺直河、曲流河以及辫状河这些常见的河型之间可能发生突变,河型转化是当前国际河流学界研究的前缘和薄弱环节。本文通过综述河型转化在现代沉积、模拟实验、露头以及地震四个方面的研究进展,认为河型转化主要受到构造作用、沉积物供给、气候条件和海(湖)平面变化四大因素控制,其中前三个因素对于古河型的演化至关重要。在上述因素的影响下,一条河流从上游往下游,往往具有由辫状河→低弯度曲流河→高弯度曲流河→网状河的演化规律。但是河流的位置并不是决定上述变化的主要因素,只要符合条件,即构造作用、沉积物供给及气候等因素发生重大变化的情况下,河型就可能发生转化。然而,河型转化的研究成果尚未引起石油地质学家们的足够重视,并没有被充分的应用到古代河流的解释中去,这将是今后的一个重点研究方向。     

现代冲积河流的河型空间转化模式探讨

论述了现代冲积河流系统中常见河型的自然分布及转化特征,归纳了河型从上游向下游发生空间转化的 5种主要模式。这些河型转化模式发生的相对频率是不同的,其中从辫状河流向曲流河流转化的发生频率最大。文中通过具体实例总结了这些转化模式分别发生时的主要影响因素。     

河型转化机理及其数值模拟——Ⅰ.模型建立

为研究河型转化过程机理,建立了考虑弯道二次流影响与边岸崩塌过程的平面二维河流数学模型,包括水流模型、泥沙模型和边岸崩塌模型。通过在水流动量守恒方程中增加弥散应力项以考虑弯道二次流的影响,并采用室内水槽实验结果对水流模型进行了验证;利用上荆江沙市至石首天然长河段的水沙过程和河道演变资料,对泥沙模型进行了验证;结果表明本模型数值计算量合适,有较好的适应范围。模型中提出了边岸崩塌过程的模拟技术,相对于传统平面二维水沙模型而言,可以更好地模拟天然河道的横向摆动以及洲滩消长过程。     

河控型扇三角洲沉积特征及控制因素:以准噶尔盆地玛湖凹陷上乌尔禾组为例

近年来对扇三角洲相带及沉积模式的研究有力地支撑了油气勘探大发现,因而扇三角洲类型细化研究受到越来越多的重视.依据23口井岩心资料、大量录测井资料、古地貌和地震等资料,分析了准噶尔盆地玛湖凹陷上乌尔禾组河控型扇三角洲沉积特征和控制因素.结果表明:(1)玛湖凹陷上乌尔禾组发育3大类、8亚类、23细类岩相类型,牵引流成因的岩...     

网状河流的分汊河流的河型归属讨论

河流的河道平面表态分类有多种方案,其中Ｒｕｓｔ的分类因为出了网状河流而得到沉积学家的更多关注,中国地貌学界和水利学界则更关注钱宁的分类,其中包括分汊河流。目前,许多研究人员把网状河流和分汊河流当作同一类型的河流,文中从河型的定义,河道平面形态、地下沉积物特征、水动力、新河道形成机理和发育的地部位学等方面对分汊河流和网状河流进行对比,根据对比结果认为它们是不同的河型,为了便于沉积学家、水利学家以及地貌学家之间相互交流各片有关河流的研究成果,需要提出一个更符合实际的冲积河流分类方案。     

河控型扇三角洲沉积特征及控制因素:以准噶尔盆地玛湖凹陷上乌尔禾组为例*

近年来对扇三角洲相带及沉积模式的研究有力地支撑了油气勘探大发现,因而扇三角洲类型细化研究受到越来越多的重视。依据23口井岩心资料、大量录测井资料、古地貌和地震等资料,分析了准噶尔盆地玛湖凹陷上乌尔禾组河控型扇三角洲沉积特征和控制因素。结果表明: (1)玛湖凹陷上乌尔禾组发育3大类、8亚类、23细类岩相类型,牵引流成因的岩相比例高,砾石间多为砂质充填或是半充填;(2)可分为辫状河道、碎屑流带、水下分流河道、河口坝等10个微相,以辫状河道与水下分流河道微相为主;(3)河控型扇三角洲平面形态多呈长轴扇形,玛湖凹陷上乌尔禾组发育中拐、克拉玛依、白碱滩、达巴松4个长轴形扇体;(4)河控型扇三角洲的沉积受潮湿气候和古地貌因素控制。在此基础上,建立了上乌尔禾组河控型扇三角洲沉积纵向相带序列模式和沉积模式,可为扇三角洲具体类型的判别以及类似盆地的油气勘探提供地质依据。     

格尔木河中下游微量元素地球化学变化特征

为了查明格尔木河淡水与达布逊湖卤水中一些特征微量元素浓度变化特征 ,于 1999年 8月对格尔木河流域进行了系统考察 ,同时以对格尔木市工农业生产及居民生活有重要影响的格尔木河为主线 ,从中下游至达布逊湖段对河水取样做了B、Li、Rb、Sr、Pb、Cd、Zn、Co、Ni、Cu、Fe、Mn等元素的含量变化分析。根据前人的研究资料及此次的分析结果 ,格尔木河水中微量元素组成具有富B、Li、Pb、Cd而贫Zn、Fe的特征 ;河水在流经格尔木市后大多微量元素含量显著增高 ,且在洪冲积扇区东河段形成一局部异常带 ;B、Li在该区作为资源性元素 ,具特征的线性正相关关系 ,其比值在同一类型的水体介质中变化不大 ,但不同类型的水体 (淡、咸水 )比值差别较大 ,相比之下 ,Li更趋向于在迁移终点 (盐湖 )富集。鉴于B、Li资源的相关共存性 ,建议在开采贵金属Li资源的同时 ,考虑B资源的综合利用     

河型转化机理及其数值模拟——Ⅱ.模型应用

采用平面二维河流数学模型,系统研究概化河道的河型转化过程及其控制因素,成功模拟得到了初始比降、流量、入口含沙量增大和河岸抗冲性减弱时,河流从弯道向分汊、游荡河型转化的过程。根据模拟得到的河道平面形态、横断面形态、河床纵剖面,沿程水面线及沿程输沙率的变化,分析了河床初始比降、入口含沙量、流量和河岸抗冲性等各种因素对河型转化的影响。结果表明,模型计算得到的河型转化过程,与经典的河型成因及河型转化理论给出的趋势较为一致。     

网状河比较沉积学研究

根据比较沉积学原理,论述了现代网状河沉积的沉积过程、沉积韵律特征、平面形态及其环境背景,进而对古代相关沉积类型进行了比较研究,对网状河的形成机制进行探讨和总结,以指导地下同类沉积砂体的油气勘探和开发。     

新疆伊吾河流域水资源转化特征的分析研究

在地质构造运动作用下,形成的背斜与向斜组成的伊吾河流域的三个构造盆地,在水流搬运而带来的松散沉积物堆积在盆地,为地下水赋存奠定了良好的空间。伊吾河从其发源地至归宿地,自南向北径流过这三个盆地,时而地下水时而地表水,其间转化关系相当频繁,相当密切。运用地下水均衡和水均衡法,分别计算各盆地的进区水量、区间消耗量和出区水量及其地下水补排量,为进行流域水资源合理配置奠定基础,对流域水资源的合理开发利用、生态保护具有现实意义。     

松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层河控浅水三角洲沉积模式

利用22口井的岩芯资料和近4000口井的录井、测井及生产动态资料,系统分析了三肇凹陷葡萄花油层河控浅水三角洲沉积特征和沉积模式。研究揭示该三角洲体系骨架砂体为大量、密集(平均分布密度1.02支/km)、窄的(多为200～300m)水下分流河道砂体,砂体连续且水下延伸较远,直至消失变成薄的席状砂,河口坝砂体不发育且呈明显的河控性(位于水下分流河道两侧及前方,呈顺源窄带状)。在深入认识三肇凹陷葡萄花油层的沉积背景、沉积特征及沉积相类型等基础上,建立了葡萄花油层的沉积模式——河控浅水三角洲沉积模式,又进一步建立了6种亚相区沉积模式,即:河控浅水三角洲前缘亚相外前缘区"浪控席状砂"模式、河控浅水三角洲前缘亚相内-外前缘过渡区"水下分流河道末端河控席状砂"模式、河控浅水三角洲前缘亚相内前缘区"河控河口坝"模式、河控浅水三角洲前缘亚相内前缘区"河控带状体"模式、河控浅水三角洲前缘-分流平原过渡区"近岸"模式和河控浅水三角洲分流平原亚相"河控带状体"模式。这为本区储层空间分布模式建立、骨架成因单砂体识别及油田进一步挖潜与调整提供了坚实的地质依据。     

松花江水体总汞与甲基汞污染特征的研究

研究了松花江吉林市至三岔河口江段水体总汞与甲基汞污染特征。结果表明，随着主要工业汞与甲基汞污染源的治理和根治，该江段江水、表层沉积物和鱼类的总汞与甲基汞污染水平逐年下降，目前已基本降到轻度污染水平，而且各江段之间和年际间的差异已不显著，说明该汞源对江段水体的影响越来越小，目前对该江段（鱼和水）汞污染影响较大的是沉积汞。     

大同盆地中侏罗世河流沉积体系及古河型演化

通过对大同云冈出露的部分中侏罗统的沉积物特征、沉积构造特征、岩相和结构单元的研究,识别出该剖面是由下伏的曲流河沉积体系和上覆的辫状河沉积体系组成的。由此认为研究区在中侏罗世早期为曲流河沉积环境,此后开始转化为辫状河流沉积环境。河型的转化受制于流域基底差异抬升的影响,而流域气候由湿润向半干旱-干旱的转化也起了促进作用。     

河相地层研究的几个问题

河相地层是寻找非构造油气藏的重要目标。笔者对陆区基准面、陆上可容空间、河流随基准面变化的沉积响应以及河流相地层模式进行了详细的研究。认为采用高分辨率层序地层学得到基准面原理和方法能提高河流相储层预测的精度     

黄河下游河型的特性及成因探讨

黄河下游具有辫状河流、弯曲河流和微弯顺直河流3种河型.从横断面上可见,辫状河段的河道变化最频繁且最不稳定,微弯顺直河段最稳定;而弯曲河段明显向上游延伸. 随着输沙量在各河段的阶段性变化,冲淤状况在各河段也表现出阶段性,但加积升高是各河段发展的总趋势.从河相关系可见,弯曲河段和微弯顺直河段基本相似,但和辫状河段有着本质的区别.辫状河段的演变主要受到中上游来水来沙等自然因素的综合影响,但其更大范围的摆动仍然受到人为作用的影响;弯曲河段是河流自动调整的必然结果,两岸河堤对它的形成及向上游的延伸具有促进作用,但对它侧向迁移的特性具有较大的限制作用;而微弯顺直河段是人力强迫下河流局部调整的产物.     

南苏丹Melut盆地Palogue油田古近系Yabus组河型演化规律及主控因素分析*

针对南苏丹Melut盆地Palogue油田Yabus组独特的辫状河—曲流河沉积体系,利用定量统计和成因动态分析方法,通过引入“微相砂体密度”变量,深入总结了辫状河和曲流河不同的垂向岩相序列,从空间演化角度详细阐述了辫状河和曲流河的差异沉积过程及其河型转化规律,建立了同一物源体系下不同阶段河型转化的沉积模式,并明确了河型转化的主控因素。研究表明: Yabus组河流沉积体系先后经历了3个演化阶段。早期辫状河形成阶段,沉积物顺流加积形成垂向沙坝;中期辫—曲交汇沉积阶段,河流下切作用明显减弱,河流沉积作用转变为侧向加积,在辫状河道中形成斜列砂坝,且辫流坝开始向河道边部迁移形成曲流河点坝;晚期曲流河发育阶段,河道弯度大且砂体沉积规模小。     

黄河下游不同河型河道的水沙效应及演变趋势分析

黄河下游沿程出现的辫状河流（游荡型河流）、弯曲河流（弯曲型河流）、顺直河流（顺直微弯型河流）的转化现象引人关注,并有不同方面的专门研究。本研究针对以往研究的不足,通过对不同河型段的水沙演变、断面形态对流量的响应、河道断面演变、河床沉积速率及能耗率特征等方面,系统分析了不同河型段河道的水沙效应。认为黄河下游沿程出现的三类河型是由河道比降小、河床质细、洪枯水交替、粗泥沙输入少及大堤限制等因素起主导作用。其中顺直河流的出现是人工大堤的胁迫性产物。随着近年来水沙的阶段性减小,顺直河流在大堤的挟持下得以维持;弯曲河段河道的侧向摆动依然、宽度略微变窄,河床加积速率最大,但不会导致整个下游河道比降发生明显变化;辫状河段能耗率相对较大,冲淤强烈,滩槽更替频繁,但随着流量的减小,其能耗率明显减小,其比邻弯曲河流段的河道会逐渐曲流化,表现为弯曲河段的适度上延,但延伸有限。各类治理措施中,以中上游修建水库和淤地坝是最有效的,可拦截大量粗泥沙,从而降低下游河床的加积速率,以延缓悬河的发展。当然,针对决口险情的大堤建设是必要的,但要与不同河型段的河道稳定性相适应。     

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。     

黑龙江省依兰盆地古近系达连河组油页岩沉积特征

达连河油页岩含矿区位于黑龙江省依兰地区,该区是一个半地堑式断陷盆地。古近系达连河组为一个完整的三级层序,油页岩形成于水进体系域和高水位体系域发育时期。油页岩沉积相类型为半深湖相沉积,与泥炭沼泽相煤层伴生,为煤层的顶板,含油率为3.75%~8.37%,有较高的开采价值。煤层顶部发育的巨厚湖相劣质油页岩,分布广,层位稳定,含油率<3.5%。研究区油页岩成因类型为混合型和腐殖型。根据油页岩工业划分标准,达连河油页岩属于中灰分、低含油率的油页岩。     

干旱型分支河流体系沉积特征与演化过程

在干旱气候背景下,盆地边缘可形成一种发育于盆地边缘并顺源延伸至湖盆边缘终止的大型沉积体系,即分支河流体系,其主体往往被称为冲积扇。分支河流体系规模较大,沉积过程复杂,其沉积物可形成大规模的油气、水储层。为了明确干旱型分支河流体系沉积演化过程及其不同时期沉积特征的差异,通过水槽沉积实验模拟再现其沉积过程,并采用三维激光扫描、延时拍摄等技术手段精确监测。研究结果表明:1）分支河流体系的半径、边缘糙度与模拟期次（沉积物供给）呈对数相关关系,同时其增生规律呈现明显的阶段性差异,据此可将沉积演化过程划分为早期、中期及后期三个阶段。2）各阶段沉积特征存在较大差异,初期阶段以片流为主,片流单元在分支河流体系表面呈连片状多期次迁移叠置,中期阶段非限制性河道的侧向迁移及与其远端相连的限制性河道的形成与废弃共同主导了沉积过程,后期阶段非限制性河道发育程度大大降低而限制性河道发育程度大大增加并主导沉积过程。3）分支河流体系的三阶段演化导致其本身由三个沉积特征差异较大、空间结构迥异的沉积层构成,包括底层片流朵体复合体、中层非限制性河道与限制性河道切割叠覆体、顶层限制性河道切叠沉积体。