浊流成因海底沉积波形成机理及其数值模拟

近些年来,随着深水油气勘探的不断深入,对于深水沉积过程的研究也越来越受到关注.虽然目前关于海底沉积波的形成机理还存在很多争议,但已有现代沉积实例证明至少浊流是可以形成海底沉积波的.通过数值模拟的方法来研究海底沉积波的浊积形成机理,不但可以阐明海底沉积波的形成过程,而且对于海底工程、深水沉积动力学及深水油气储层预测都具有重要意义.通过流体动力学模拟,计算了流体区域的基于时间平均连续性方程和雷诺平均N-S方程,研究了地形对浊流的影响,阐明了海底沉积波的形成机理.模拟结果表明:(1)首先在坡的下游方向开始沉积是由于流体的减速,导致密度增大,浊流携带固体颗粒物的能力(流体容量)降低和较长时间的流体经过所造成的;(2)在一个隆起的上坡处密度增大是由于隆起峰部流体的局部堵塞,导致上坡处流体速度降低和压力升高所造成的;(3)沉积首先从距浊流源头较远的地方开始,随着迭代次数的增加,即个体浊流事件的增多,沉积波向上游迁移;(4)随着颗粒粒径的减小,沉积越来越慢,但粒径并不影响地形对沉积的控制及沉积体的几何形态和沉积顺序.