扇形沉积体生长的分形几何特征分析

扇形沉积体是我国内陆及沿海地区中、新生代含油气盆地中的重要油气勘探目标,对其平面分布形态和内部结构参数特征的定量表征是油气勘探部门极为关注的问题。随着分形几何理论在沉积学领域应用的日趋广泛,使人们可从新的角度来考虑这一问题的解决方法。扇形沉积体的生长是一个复杂的非线性动力学过程,且具有分形特征。分维数的大小反映了沉积体外部形态和内部结构的复杂程度,分维数的变化幅度预示着构造和沉积背景的某些信息。将分形和混沌理论相结合,也许是实施扇形沉积体非线性动力学建模和模拟的重要途经之一。     

地学分形研究中值得注意的几个问题

以扇形沉积体的分形研究为例,针对分形理论在地学应用领域中存在的一系列值得注意和深入探讨的问题,如分形的层次、尺度及线性无标度区、分维数测定方法的选择、分形动力学与分形重构、构造分形Ｄｓ与结构分形Ｄｔ的关系、分形模拟和预测等、进行了分析和讨论,并强调指出,在地学领域中基于非线性动力学理论和非线性数学方法基础之上的扮形动力学模拟具有重要的理论和实际意义。     

湖平面升降对浅水三角洲影响的沉积数值模拟实验

湖平面升降对三角洲沉积体的发育具有重要影响,前人对此做了相关研究,但对于其形成过程缺乏定量分析.利用水动力数值模拟的方法正演模拟了湖平面变化情况下浅水三角洲的形成过程并精确分析了其演化规律.根据现代河流三角洲的水动力特征,设计了水动力及泥沙条件,采用Delft3D模拟了湖平面上升和湖平面下降两种沉积过程.通过对浅水三角洲的模拟分析得到湖平面的升降对沉积体的形成与分布、河道的演化具有重要影响,结合平面和剖面分析发现沉积体的多期叠置现象.研究结果表明湖平面控制着沉积体的进退及其沉积特征,且利用水动力数值模拟方法可较好地揭示湖平面变化下浅水三角洲的演化过程.      

沉积数值模拟研究现状及实例

沉积数值模拟是开展沉积学定量研究的重要手段,在油气地质学、水利工程等领域中发挥着重要作用。本文基于大量国内外文献调研,结合实际研究工作,系统概述了沉积数值模拟的发展历程及模型分类,归纳了几何规则、水动力方程、扩散方程、元胞自动机和模糊逻辑等5种模拟方法,对比各种方法的基本原理、优缺点以及与其相对应的代表性模拟软件的特点;总结了沉积数值模拟在层序地层学,沉积过程及沉积机理,“源-汇”系统和油气地质学等4个研究领域中的应用现状及独特优势;并结合东营凹陷北部陡坡带断层控制背景下两种湖相重力流沉积数值模拟研究实例,进一步说明了沉积数值模拟在沉积学研究中的有效性与重要性;最后展望了探索不同沉积机制数值模拟新方法,多地质过程耦合数值模拟与地质几何建模一体化,基于人工智能驱动的沉积过程反演数值模拟以及在非常规油气资源勘探开发中深入应用是该领域未来的发展方向。     

正常曲流河道与深水弯曲水道的特征及异同点

深水弯曲水道是深水扇的重要组成部分,又是深水油气勘探、评价与开发过程中十分复杂且备受重视的储集体.近10年来,随着高分辨率三维地震数据的应用、现代深海调查、古代露头以及实验流体数值模拟的研究,在深水水道沉积体认识方面不断有新进展和新发现,陆续在西非、巴西和墨西哥湾等地发现了大型深水油气田.简述了正常曲流河道与深水弯曲水道两种沉积环境在形成背景、岩性特征、成因机制、地震响应特征(外部形态与内部结构)、沉积充填演化以及流体流变学特征等方面的异同点.     

浅谈陆相湖盆深水重力流沉积研究中的几点认识

与海相盆地重力流沉积研究理论的快速发展相比,陆相湖盆重力流沉积的相关认识还存在着一定差距。综合国内、外重力流沉积相关研究成果,总结湖盆重力流沉积的相关认识,以明确湖盆重力流沉积研究中存在的不足。增强不同术语内涵及相互关系的理解、增加不同术语的解释说明,是减少术语混淆的有效途径;流体转化、流态转化和润滑作用是湖盆重力流搬运的主要动力学过程;受阻沉降、湍流抑制和牵引毯作用是湖盆重力流沉积物沉降的重要动力学过程。沉积物再搬运、洪水持续供给、漂浮羽流卸载是陆相湖盆重力流沉积主要的成因机制;重力流沉积相域类型、块状砂岩内部沉积特征和逆正粒序沉积特征精细解析可揭示重力流沉积成因。超临界浊流侵蚀作用形成重力流水道,盆地外部因素主控重力流物质成分和来源,盆地内部因素主控重力流分异效率,其综合表现形式即“源—汇”系统控制下的重力流砂体形成演化过程。洪水持续供给成因重力流沉积模式以重力流水道—堤岸沉积、水道—朵叶转换带和朵叶沉积依次过渡构成其典型沉积构型要素组合;沉积物再搬运成因沉积模式以三角洲前缘垮塌带、混杂沉积和朵叶沉积依次过渡构成其典型沉积构型要素组合。湖盆重力流沉积是非常规油气赋存的重要场所,流体转化成因的细粒沉积具有易于油气生成和富集,且易于压裂的先天优势,可能是页岩油气中的“甜点”区发育的优势沉积岩相组合类型。     

南海北部陆坡深水沉积体系研究

陆源碎屑物质是深水地质研究的重要内容,在全球“从源到汇”研究计划中占有重要地位。海底峡谷-水道搬运沉积体系和块体搬运沉积体系（海底滑坡）是大陆坡最重要的两种搬运沉积过程。根据高分辨率2D、3D多道反射地震资料、多波束测深法、旁扫声纳、重力与活塞取样等资料研究发现,在南海北部陆坡地层中,广泛发育大型深水块体搬运体系和相应深水水道沉积体系。针对白云凹陷和琼东南盆地深水陆坡区的实例研究,揭示了典型深水块体搬运的平面形态、内部结构和变形过程,进而深入认识这一地质体的形成演化过程。采用2D/3D地震资料和多种数值模拟新方法发现了第四系深水高弯曲水道及其沉积相特征、上新世琼东南盆地中央水道及中新世古珠江深水水道体系。深水沉积体系对研究我国深水油气资源的成因机理和分布规律,以及深水工程的地质灾害预测和防护具有十分重要的意义。     

断裂带的结构特征及其对油气的输导和封堵性

断裂带是具有复杂结构的三维地质体,其内部可以划分为低渗透性的滑动破碎带、高渗透性的诱导裂缝带等具有不同物性特征的结构单元类型;受各种地质条件和因素的控制,不同性质及活动强度的断裂带、断裂的上下盘、同沉积断裂的不同深度,其断裂带内部结构特征存在差异,这导致了断裂具有对油气输导、封堵的双重性和时空差异:诱导裂缝带可成为油气运移的通道,而滑动破碎带则具有较强的横向分隔性;同沉积断裂下部对油气的横向封堵性要明显强于上部;断裂活动早中期对油气的输导性要强于晚期及断裂活动停滞期。精细刻画盆地内部断裂带内部结构特征对于分析断裂在油气运聚中所起的作用具有重要意义。     

辫状河三角洲沉积特征与生长演变规律——水槽沉积模拟实验研究

辫状河三角洲是一类常见的沉积体系,也是一类常见的油气储层,其沉积特征、沉积演化过程及内部结构一直受到沉积学研究的关注。为明确辫状河三角洲沉积特征、演化过程及生长演变规律,笔者等通过水槽实验模拟辫状河三角洲在平缓的水下底形上逐步发育的过程,并采用三维激光扫描仪、延时拍照等手段进行精准的沉积地貌监测和定量沉积学分析。研究表明：(1)辫状河三角洲沉积演化过程中,三角洲的规模、水流分散样式、沉积体表面地貌特征及沉积物分布样式存在阶段性差异,可据此将实验辫状河三角洲的演化分为3个阶段。(2)在最初阶段,辫状河携带沉积物直接入“湖”堆积并形成朵状河口坝,入“湖”水流无明显的水道化特征,随着朵状河口坝逐渐堆积露出水面,三角洲平原初步形成,平原上河道开始分流并导致后续河口坝转变为连续的弧形坝分布于先期沉积体周缘,这一阶段三角洲平均半径快速增加;进入第二阶段后,三角洲平均半径增速减缓,供给河道进入三角洲平原后形成1～2条主干分流河道与多条次级分流河道,并在主干河道河口区形成弧形的前缘朵体;到第三阶段,三角洲平原面积已经较大,其平均半径增速进一步降低,平原上分流河道的分叉性更强、宽度更小,不同分流河道规模...     

琼东南盆地莺歌海组重力流沉积演化过程

琼东南盆地是我国重要的油气富集区和水合物前景区,研究其深水沉积体系的展布和演化过程对于油气和水合物勘探具有重要意义。利用高精度三维地震资料,对琼东南甘泉凸起西部陆坡沉积体系进行研究。通过地震相识别的方法,分析了该地区浊积水道和滑塌体两种不同成因沉积体的沉积特征:浊积水道受底流作用影响,和陆坡走向平行,发育有不对称的天然堤;通过地震剖面的精细解释,在水道上部和下部发育两套滑塌体:下部滑塌体为正常滑塌体,由多期的滑塌过程组成,滑塌体叠置现象明显;上部为水道注入型滑塌体,由于外部流体的注入,使水体的密度和黏度下降,故滑塌范围较广,成层性明显。通过均方根属性切片与沉积模式重建的方法,将其沉积过程分成三期:即滑塌、侵蚀和再滑塌并受底流改造三个阶段。     

河控三角洲生长的动力和沉积模式

分析河口动力特征,进而揭示其控制下的三角洲前缘挟沙河流床沙载荷（推移质）搬运和沉积机制,是合理构建河控三角洲生长沉积模式的前提。运用流体力学的湍流理论从微观动力过程角度分析失去河床约束条件下依靠惯性作用流动的河水入湖过程中河、湖两类水体的相互作用机制及流动规律,结合水槽物理模拟及前人开展的数值模拟,并借鉴河流泥沙动力学理论成果,构建了受流体力学及河流泥沙动力学约束的河控三角洲生长的动力和沉积模式。结果表明:湍流的特点决定了两类水体界面处存在强烈的质量、动量、动能传递。河水入湖过程既不是圆形（轴对称）射流,也不是平面（二维）射流,而是矩形（三维）射流,流速沿程会以负指数快速衰减。河口是挟沙河流流速衰减的终点,其控制下的三角洲前缘是挟沙河流床沙载荷沉积的终点。三角洲平原砂体生长过程,是三角洲平原动力、沉积、地貌相互作用的过程,生长的动力和沉积模式可以概括为:河流末端水体流速沿程衰减→挟沙能力降低→泥沙沉积→河床抬高→堤岸决口→河流分叉→水体流速沿程衰减→挟沙能力降低→泥沙沉积。分流河道砂体构成三角洲平原的骨架砂体,地貌控制下河流的频繁摆动是三角洲平原砂体生长的重要机制。河控三角洲沉积的主体为平原环境,而非前缘环境。     

南极松散沉积物粒度分形研究

利用分形理论, 研究了南极纳尔逊冰盖前缘发育的沉积物、风成沉积物及湖泊沉积物的粒度分布分形结构特征. 结果表明: 不同沉积环境下的沉积物粒度分形结构具有明显的差异, 冰盖前缘沉积物具有显著的分形结构特征, 而湖泊沉积物和风成沉积物不具有分形结构特征, 这为识别南极地区松散沉积物沉积环境提供了一种新的判别依据. 对纳尔逊冰盖前缘沉积物粒度分维特征的研究结果表明, 其粒度分布主要与冰川搬运的动力学过程有关, 分维值的大小与当时形成沉积物的动力学过程、沉积环境、冰盖进退及古气候环境的演化密切相关.     

中国北方磷矿成矿特征及找矿潜力

中国北方磷矿在华北、东北以岩浆岩型磷矿和海相沉积型磷矿为主 ,在西北则以海相沉积型磷矿为主。海相沉积型磷块岩矿床主要形成于早寒武世 ,受南面和西面海水侵入影响最大、侵入距离最近的已知含磷地区可作为磷块岩矿床重点研究靶区 ;岩浆岩型磷灰石矿床所赋存的岩体类型比较多 ,但矿床规模较大 ,品位较高 ,具有较大的找矿潜力的磷灰石矿床产于超基性碱性碳酸岩杂岩体中 ,这类杂岩体在我国北方有一定的分布 ,对其做详细工作 ,可望找到规模大、品位高的磷灰石矿床     

鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组深水重力流沉积特征及其石油地质意义*

通过大量岩心观察、钻测井资料分析及野外露头观察,对鄂尔多斯盆地南部延长组长6—长7深水重力流沉积特征、触发机制、沉积过程、沉积模式及石油地质意义进行了系统分析。研究结果表明:研究区共存在滑动岩体、滑塌沉积、砂质碎屑流沉积、浊流沉积及泥质碎屑流沉积5种类型的重力流沉积物,各类型的沉积物特征明显。不同类型重力流沉积物垂向组合可分为5类,研究区重力流的形成过程可分为5个阶段:三角洲前缘沉积阶段、滑动阶段、滑塌变形阶段、砂质碎屑流及泥质碎屑流形成阶段以及浊流形成阶段。滑动、滑塌砂体多呈孤立透镜体状,砂质碎屑流砂体多以扇沟道的形式展现出来,浊流砂体多分布在扇沟道的前端或侧翼,呈席状砂展布。深水重力流砂体垂向叠置厚度大,可形成规模大的油藏,大大扩展了深湖的勘探范围。研究区长6、长7油层组砂质碎屑流砂体储集层物性较好,含油性好,是重点勘探层位。     

地表的分形测量及其大地构造学意义

以湖北红安地区为例,采用投影覆盖法(projectivecoveringmethod)对地表进行了二维分形测量,结果表明,地表面积具有双分形(bifractal)关系,即具有小尺度的结构分形(texturalfractal)和大尺度的构造分形(structuralfractal),分叉点(breakpoint)的尺度为3610m,分维值都在2～3之间且结构分维值大于其构造分维值。可见,地表形态具有分形性质,分维值可以指示地表形态的复杂程度。构造分维值可作为构造活动强度的一个指标,可为大地构造单元的划分提供定量依据。复杂地表形态主要是由构造活动(内营力作用)和各种复杂表生地质作用(外营力作用)引起的,前者主要控制大尺度的地形起伏,后者则塑造小尺度的地表形态。地表分维值可以指示地表的发育成熟度,该地区小尺度的结构分维值大于大尺度的构造分维值表明其处于地表形态的发育晚期。此外,地表的分形尺度可以来用确定构造活动尺度,从而指导构造地质与找矿勘探研究。     

基于精细岩相约束的致密低渗储层参数建模研究——以红河油田92井区长812致密砂岩储层为例

鄂尔多斯盆地红河油田属于低孔、超低渗岩性油气藏.红河油田长8储层主要发育辫状河三角洲前缘水下分流河道和分流间湾两种沉积微相,并且在水下分流河道沉积微相中储层参数变化范围大,非均质性强,用常规的单一沉积相控建模方法无法对储层参数空间分布的非均质性进行充分表征.为了精确描述其储层参数及展布特征,以红河油田92井区长8₁²致密砂岩储层为例,在地质、岩心、测井等资料的基础上,应用基于精细岩相约束的储层参数建模方法建立了研究区三维地质模型,即先用沉积相发育模式约束建立沉积微相模型,再对水下分流河道沉积微相进行岩相细分,在沉积微相模型和不同岩相概率体的双重控制下建立岩相模型,然后以岩相模型为约束建立储层参数模型.结果表明,该方法建立的储层参数模型具有较高的可靠性,与地质认识符合较好,为该区油藏数值模拟提供了精确的地质模型,并为研究区下一步开发方案调整提供了地质依据.     

湘西沃溪金锑钨矿床分形成矿动力学

随着分形理论的建立与发展 ,应用分形理论研究矿床分布及元素的分布与富集规律已经成为研究成矿作用的一个有力的新工具。文中对湘西沃溪金锑钨矿床金品位空间变化进行了分形与混沌吸引子分析 ,结果表明 ,该矿床金品位分布具有分形结构特征 ,并都呈双分形关系 ,分叉处的金品位与其平均品位相当 ,分维值可以指示成矿流体的运移方向。其金品位空间变化为混沌序列 ,在相空间维数为 8～ 1 0时 ,出现一个混沌吸引子 ,吸引子的维数变化于 1 .5 3～ 4 .72之间 ;表明其成矿流体的演化及金元素的沉淀富集成矿过程为混沌动力学过程 ,描述或控制本矿区金品位变化的独立变量至少需要 8～ 1 0个。总之 ,成矿物质的沉淀过程是一个复杂的非线性动力学过程 ,矿物在热液体系中通过构造应力、流体流动、流体岩石反应等之间的复杂非线性反馈作用 ,最终在合适部位沉淀下来 ,形成了各种具分形与混沌特征的矿床和品位分布     

东升庙矿床成因和找矿研究

对内蒙古东升庙矿床的矿床地质、地球化学特征的研究显示,该矿床的富硫和富锌2种矿体在矿体形态、矿石的金属矿物组合、结构构造、围岩蚀变特征及稀土元素地球化学特征方面均显示明显的差异.矿床的成矿作用有2期:第一期为热水喷流-沉积作用,形成了富硫矿体;第二期为发生于区域变质和变形作用之后的低温热液改造成矿作用,形成了富锌矿体.该矿床含矿地层从上到下多层富硫矿体-碎屑岩-白云质大理岩的岩石组合及富硫矿体形成以后的热液活动是形成富锌矿体的必要条件.在该矿床及其外围的狼山-渣尔泰成矿带内,众多块状硫化物矿床原生矿体之下、或多金属沉积层之下,有可能找到改造型富铜、锌、铅矿体.     

地震相干技术的进展及其在油气勘探中的应用

在介绍相干技术基本原理、相干算法发展历程和相干技术发展趋势的基础上,分析了相干技术在油气勘探中的应用.由于其对不连续体非常敏感而广泛应用于断层和裂缝的识别,若与其它地震技术相结合,则可以更好地识别砂体、复杂的断块构造.相干数据体能够反映地质体的空间变化,即不同能量环境下沉积的地质体具有不同的相似性,因此可以通过对相干体切片的分析来判断地质体的空间变化及当时的沉积环境,为寻找有利的储集带和隐蔽性油气藏提供重要的信息.     

基于精细岩相约束的致密低渗储层参数建模研究——以红河油田92井区长812致密砂岩储层为例

鄂尔多斯盆地红河油田属于低孔、超低渗岩性油气藏.红河油田长8储层主要发育辫状河三角洲前缘水下分流河道和分流间湾两种沉积微相，并且在水下分流河道沉积微相中储层参数变化范围大，非均质性强，用常规的单一沉积相控建模方法无法对储层参数空间分布的非均质性进行充分表征.为了精确描述其储层参数及展布特征，以红河油田92井区长8₁²致密砂岩储层为例，在地质、岩心、测井等资料的基础上，应用基于精细岩相约束的储层参数建模方法建立了研究区三维地质模型，即先用沉积相发育模式约束建立沉积微相模型，再对水下分流河道沉积微相进行岩相细分，在沉积微相模型和不同岩相概率体的双重控制下建立岩相模型，然后以岩相模型为约束建立储层参数模型.结果表明，该方法建立的储层参数模型具有较高的可靠性，与地质认识符合较好，为该区油藏数值模拟提供了精确的地质模型，并为研究区下一步开发方案调整提供了地质依据.