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砂质辫状河沉积演化机制与沉积构型模式——定量化水槽沉积模拟实验研究
1
作者
冯文杰
曹荆楚
+4 位作者
张昌民
钱其豪
张涛
雷涛
周志成
《沉积学报》
北大核心
2025年第3期782-796,I0006,共16页
【目的】砂质辫状河沉积过程中,辫状水道频繁、快速且持续变迁,导致辫状河沉积体内部最终保存的心滩和辫状水道均遭受严重侵蚀改造,表现为形态破碎、规模偏小且定量关系模型不明,传统的砂质辫状河沉积模式无法有效指导地下储层表征。为...
【目的】砂质辫状河沉积过程中,辫状水道频繁、快速且持续变迁,导致辫状河沉积体内部最终保存的心滩和辫状水道均遭受严重侵蚀改造,表现为形态破碎、规模偏小且定量关系模型不明,传统的砂质辫状河沉积模式无法有效指导地下储层表征。为明确砂质辫状河沉积演化机制,构建可靠的沉积构型模式与定量规模关系模型,采用水槽实验开展沉积过程模拟、测绘及定量化解剖。【方法】通过水槽实验,在固定边界条件限制下,模拟砂质辫状河形成与演化过程,利用激光扫描仪按固定时间间隔获取实验地貌形态数据并精确重构模拟辫状河三维沉积构型模型,进一步开展沉积演化机制分析、沉积构型解剖及构型单元定量规模与关系模型构建。【结果】(1)砂质辫状河沉积初期,沉积物顺流发生底床搬运并形成初始心滩,分散水流受阻汇集成水道并进一步形成朵状初始心滩,随后辫状水道改造初始心滩并逐步形成稳定的水道网络与心滩格局;(2)在辫状河形成后,辫状水道与心滩持续协同演化,主要存在三种演化机制,包括辫状水道侧积主导心滩侧向增生、辫状水道废弃充填并与心滩叠合、辫状水道汇水冲刷导致下游心滩重塑;(3)模拟过程中,心滩通常在1~6个模拟期次内形成并持续生长至最大规模,随后在3~8个模拟期次内遭受连续侵蚀而规模减小,最终仅约36%的区域得以保存;(4)模拟结束后,辫状河沉积体内部以辫状水道沉积为主,其占比约57.9%,可分为复杂叠切水道、下切水道、孤立水道,心滩多遭受水道侵蚀改造,其规模较小、形态破碎;(5)最终保存的沉积体内部,辫状水道平均宽厚比为14.1,其内部增生体宽厚比为13.7,心滩宽厚比为19.8,其内部增生体宽厚比为25.4。【结论】该研究明确了砂质辫状河沉积体在辫状水道网络持续、高强度侵蚀改造后形成的复杂沉积构型样式,建立了内部构型单元定量规模与关系模型,为地下储层表征提供了更贴近地质实际的定量化沉积构型模式。
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关键词
砂质辫状河
定量化水槽实验
沉积演化
沉积构型
定量规模与关系模型
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题名
砂质辫状河沉积演化机制与沉积构型模式——定量化水槽沉积模拟实验研究
1
作者
冯文杰
曹荆楚
张昌民
钱其豪
张涛
雷涛
周志成
机构
长江大学地球科学学院
中国石油
勘探开发研究院
中国石油大港
油田
采油四厂
中石化华北油田分公司勘探开发研究院
出处
《沉积学报》
北大核心
2025年第3期782-796,I0006,共16页
基金
国家自然科学基金项目(41802123,42130813)。
文摘
【目的】砂质辫状河沉积过程中,辫状水道频繁、快速且持续变迁,导致辫状河沉积体内部最终保存的心滩和辫状水道均遭受严重侵蚀改造,表现为形态破碎、规模偏小且定量关系模型不明,传统的砂质辫状河沉积模式无法有效指导地下储层表征。为明确砂质辫状河沉积演化机制,构建可靠的沉积构型模式与定量规模关系模型,采用水槽实验开展沉积过程模拟、测绘及定量化解剖。【方法】通过水槽实验,在固定边界条件限制下,模拟砂质辫状河形成与演化过程,利用激光扫描仪按固定时间间隔获取实验地貌形态数据并精确重构模拟辫状河三维沉积构型模型,进一步开展沉积演化机制分析、沉积构型解剖及构型单元定量规模与关系模型构建。【结果】(1)砂质辫状河沉积初期,沉积物顺流发生底床搬运并形成初始心滩,分散水流受阻汇集成水道并进一步形成朵状初始心滩,随后辫状水道改造初始心滩并逐步形成稳定的水道网络与心滩格局;(2)在辫状河形成后,辫状水道与心滩持续协同演化,主要存在三种演化机制,包括辫状水道侧积主导心滩侧向增生、辫状水道废弃充填并与心滩叠合、辫状水道汇水冲刷导致下游心滩重塑;(3)模拟过程中,心滩通常在1~6个模拟期次内形成并持续生长至最大规模,随后在3~8个模拟期次内遭受连续侵蚀而规模减小,最终仅约36%的区域得以保存;(4)模拟结束后,辫状河沉积体内部以辫状水道沉积为主,其占比约57.9%,可分为复杂叠切水道、下切水道、孤立水道,心滩多遭受水道侵蚀改造,其规模较小、形态破碎;(5)最终保存的沉积体内部,辫状水道平均宽厚比为14.1,其内部增生体宽厚比为13.7,心滩宽厚比为19.8,其内部增生体宽厚比为25.4。【结论】该研究明确了砂质辫状河沉积体在辫状水道网络持续、高强度侵蚀改造后形成的复杂沉积构型样式,建立了内部构型单元定量规模与关系模型,为地下储层表征提供了更贴近地质实际的定量化沉积构型模式。
关键词
砂质辫状河
定量化水槽实验
沉积演化
沉积构型
定量规模与关系模型
Keywords
sandy braided river
quantitative flume experiment
depositional evolution
sedimentary architecture
quantitative scale and relationship model
分类号
P512.2 [天文地球—地质学]
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作者
出处
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1
砂质辫状河沉积演化机制与沉积构型模式——定量化水槽沉积模拟实验研究
冯文杰
曹荆楚
张昌民
钱其豪
张涛
雷涛
周志成
《沉积学报》
北大核心
2025
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