湖相重力流沉积主控因素与分类方案研究进展

深水重力流沉积是当前全球油气的勘探热点。近三十年来,在湖相重力流的沉积特征、主控因素及沉积模式等方面均取得了丰硕成果。然而,由于陆相沉积盆地构造复杂、重力流类型发育多样,湖相重力流分类研究仍存在欠缺。本文通过系统梳理重力流发展历程与研究热点,总结了一套基于沉积成因和主控因素的湖相重力流沉积分类方案,并将湖相重力流的研究热点概括为以下3个方面:1)重力流主控因素研究:不同类型盆地的湖相重力流沉积特征和沉积模式差异性明显,主要受盆内因素和盆外因素控制,盆内因素主要包括盆地类型(如地形坡度)、沉降速率、水体密度等,盆外因素主要包括沉积物的成分和来源。2)“源-汇”系统下的重力流砂体分布:湖相重力流的形成演化和砂体分布样式通常受控于“源-渠-汇”系统,该系统能够将盆内因素与盆外因素很好地联系起来。3)湖相重力流分类:陆相湖盆相较海相盆地具有规模较小、水体较浅、构造活动强烈等特点,导致重力流沉积的控制因素与沉积特征多样、分类复杂。基于不同研究目的,可按沉积成因、发育位置或物源供给进行分类,但湖相重力流的分类方案尚未统一。本文综合考虑重力流成因机制与主控因素,将湖相重力流分为3大类7亚类,具体包括洪水型(缓坡富砂型、缓坡砂泥混合型、缓坡富泥型、陡坡富砂型、陡坡砂泥混合型)、滑塌型(挠曲滑塌型、断控滑塌型)以及洪水-滑塌共存型。目前,湖相重力流的研究成果已十分丰富,但在流体、流态转化和深水水道成因机制上仍存在很大进步空间,综合动力学和沉积学交叉领域探究湖相重力流的形成演化与成因机理研究已成为当前的研究热点和发展趋势。

鄂尔多斯盆地长7段重力流砂岩长石溶蚀特征及控制因素

基于岩心薄片、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射全岩分析及溶蚀实验,研究鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(简称长7段)重力流砂岩中长石溶孔发育特征及控制因素,明确长石溶孔的形成与分布,为预测优质储集层分布提供依据。研究表明:(1)研究区长7段砂岩中的长石经历3类成岩作用:长石次生加大、黏土以及方解石的交代、长石碎屑的溶蚀作用。(2)长7段致密砂岩中的长石溶蚀主要源于有机酸溶蚀,此外还受长石类型、长石早期蚀变程度以及砂岩中云母碎屑对有机酸的缓冲作用影响。(3)不同长石的溶蚀程度不同,表现为钾长石较斜长石易溶蚀,钾长石中正长石较微斜长石易溶,未蚀变的长石较早期高岭土或绢云母化的长石易溶蚀。(4)溶蚀实验显示云母的存在会抑制长石溶蚀,相同质量的云母对有机酸的消耗能力明显强于长石。(5)在云母含量低的情况下,长7段砂岩长石溶孔较为发育,储集层物性得以改善,而云母含量较高的地区长石溶孔则明显减少。

中国断陷和坳陷湖盆高可容纳空间层序细粒重力流沉积及其页岩油意义

重力流包括粗粒和细粒重力流,是深湖环境最重要的沉积类型之一,其中,细粒重力流能成为非常规页岩油的“甜点段”。研究该沉积在陆相湖盆层序格架中的分布规律,对页岩油“甜点段”的预测具有重要意义。作者通过对中国主要湖盆重力流发育与层序格架的系统对比研究发现,重力流沉积体系主要发育在高可容纳空间沉积层序中。断陷湖盆的低位域(LST)湖底扇近端发育粗粒重力流沉积,远端发育薄层细粒重力流沉积,其分布受沟谷和同沉积构造坡折的控制。水进体系域(TST)发育细粒水道—堤—朵叶体系。高位体系域(HST)发育非限定水道湖底扇,细粒重力流沉积分布在扇的远端。坳陷湖盆的水进体系域(TST)主要发育受洪泛影响的大型细粒水道—堤—朵叶体系,而在湖盆挠曲坡折的较陡斜坡发育细粒湖底扇体系。高位域(HST)及低位域(LST)既可形成细粒湖底扇体系,也可发育细粒的水道—堤—朵叶体系。分布在湖底扇远端和水道—堤—朵叶体系的细粒重力流沉积能形成页岩油的“甜点段”。泥流沉积形成页理型“甜点段”,细粒碎屑流、细粒浊流、细粒异重流和细粒过渡流沉积形成纹层型、层理型“甜点段”,细粒浓缩密度流沉积只形成层理型“甜点段”。细粒重力流沉积是页岩油勘探开发的有利“甜点段”。

江汉盆地潜江凹陷北部潜江组盐湖重力流沉积特征与模式

江汉盆地潜江凹陷潜江组盐湖沉积中首次发现大范围的重力流沉积,关于其沉积特征、成因机制、主控因素和有利岩相尚有待深入研究。本研究通过对潜江凹陷北部20口取心井的精细观察,结合测录井、薄片、矿物成分和粒度分析,识别出10种重力流相关的岩相。研究区重力流沉积可分为4种成因相类型,包括风暴重力流沉积、滑动-滑塌沉积、碎屑流沉积和浊流沉积。根据岩相组合类型,将重力流沉积划分为近端、中端和远端沉积。地震、风暴和洪水为重力流沉积的诱发因素,潜4^(0)沉积期气候干旱,潭口地区的次级断裂带活动,引发斜坡带沉积物的滑动滑塌。潜4^(0中)沉积期为盐湖淡化期,洪水引发长距离搬运的超密度流体。碎屑流成因的纯净块状粉砂岩、细砂岩和浊流成因的平行层理砂岩为有利储集体。平行层理粉砂岩、块状粉砂岩和泥岩的组合是在流体转化过程中形成的优势岩相组合。

重力流与海底地貌动态相互作用下深水沉积体系发育演化——以大西洋赤道段菩提瓜尔盆地为例

海底地貌对重力流沉积具有重要控制作用并同时受到重力流沉积过程影响。针对重力流与海底地貌动态相互作用下深水沉积体系发育演化研究不足的问题,以大西洋赤道段菩提瓜尔盆地的局部沉积记录为解剖对象,基于三维地震资料,采用RGB三色融合技术,阐明了深水沉积体系发育演化特征,揭示了重力流与海底地貌的动态相互作用。研究区初始地貌中的主要地貌低点和次要地貌低点控制了早期深水水道和朵叶体的发育:(1)随着主要地貌低点斜坡坡度向远物源一端明显变缓,重力流的速度和能量逐渐减小,向下侵蚀能力变弱、侧向拓宽能力增强,水道剖面形态沿流向依次呈现V型、深U型及碟型;(2)因为水道限制性逐渐减弱,末端非限制性区域发育朵叶体沉积,朵页体上覆于水道充填沉积且向近物源一端生长,最终溢出到研究区西北角的次要地貌低点。水道和朵叶体沉积致使主要地貌低点远物源一端的斜坡坡度进一步变缓,后期块体流被捕获时,其沿流向携带沉积物的能力更容易降低,导致块体搬运沉积复合体(MTCs)在主要地貌低点远物源一端广泛堆积。

多属性神经网络反演在重力流储层预测中的应用——以歧口凹陷歧南斜坡沙一段为例

歧口凹陷歧南斜坡沙一段属于典型的重力流水道沉积,受湖盆深陷扩张、沉积坡度陡等因素影响,各层砂体普遍发育,但纵向相互叠置、横向变化大,地震属性分析对纵向相互叠置砂体的区分能力较差、精度不高。基于特征曲线重构的多属性神经网络反演技术先通过叠后地震资料拓频处理,提高薄层砂岩识别能力,再利用基于高阶统计量的时频分析技术构建五级层序格架,细化地质研究对象,最后采用基于GR曲线重构的多属性神经网络反演进行储层预测。该技术使得砂体叠置区分辨能力更强,边界刻画更清晰,提高了反演结果的精度和准确性,实践证实储层预测符合率可达到80%以上,为纵横向变化大的砂体分布预测提供了一种新的技术思路。

四川盆地涪陵地区中侏罗统凉高山组重力流沉积特征研究——以TY1井为例

近年来,我国对湖湘地区重力流的研究逐渐深入,但对于四川盆地侏罗系的相关研究相对较为有限。在川东南涪陵地区的TY1井中,发现了侏罗统凉高山组中半深湖-深湖的重力流沉积。以TY1井的岩心数据为基础,结合深水重力流沉积的相关理论,对这一套重力流形成的沉积岩进行了深入研究,包括沉积构造和垂向组合等方面。这项研究在一定程度上丰富了对四川盆地侏罗系湖盆深水重力流沉积的认识,对于预测非常规储层具有重要的意义。

深海重力流与底流交互作用的沉积响应及其勘探意义

顺坡而下的重力流(浊流)与沿坡流动的底流(等深流)之间的交互作用是当前国际沉积学研究的前沿领域与薄弱环节,交互作用沉积体系及其沉积特征相较于重力流或等深流沉积体系仍“知之甚少”。本文总结了论文作者所识别的两种典型交互作用沉积体系的形态特征、沉积特征与沉积样式,查明了交互作用成因优质储层的识别标志与分布模式。深水单向迁移水道具有不对称的剖面形态与持续稳定向陡岸一侧迁移叠加的沉积样式,可进一步分为迁移方向与参与其建造底流流向相同(顺向迁移)和相反(反向迁移)两种类型;深水单向迁移朵叶具有长轴方向与区域等深线平行的形态特征以及侧向迁移延伸方向与区域等深线一致的沉积样式。重力流(浊流)与底流(等深流)交互作用所形成的底流改造砂/交互作用砂具有与浊积砂迥异的沉积特征,如富含有孔虫和生物骨骼,无年龄倒序现象出现,突变非侵蚀接触顶界面,含有大洋水团所伴生的底栖有孔虫,可见牵引流沉积特征(如两到三段式累积概率分布特征、单峰正态的频率分布特征和位于C-M图牵引流沉积区等),这些沉积特征可作为底流改造砂的识别相标志。在剖面上,底流改造砂总是向水道迁移一侧不断迁移叠加,具有“单向叠加、有序展布”的分布模式;在平面上,底流改造砂总是沿区域等深线侧向迁移,具有“单向偏移、侧向叠置”的分布模式;时空上形成连续性好、分布范围广、面积大的超大型优质深水油气储集体。

重力流雨水斗及格栅斗帽雨水斗的试验小结

本文通过对进气型雨水斗和格栅斗帽雨水斗的测试及水力特性分析总结得出两个结论,一是进气型雨水斗在设计斗前水深范围内,随着斗前水深增加排水流量没有明显的增大,排水立管始终处于稳定的重力流态,符合重力流雨水斗的水力特性;二是格栅斗帽雨水斗随着斗前水深的增大,排水流量会急剧增大,且会出现满流,排水立管流态由重力流逐步变为两相流,直至出现满流。其更符合半有压流雨水斗的水力特性,由此证明,格栅斗帽雨水斗不属于重力流雨水斗,应属于半有压流雨水斗。试验研究成果为标准制修订、正确选用雨水斗及重力流雨水斗的研发提供了试验依据。

咸水湖泊细粒重力流沉积及油气意义:以柴达木盆地英西地区下干柴沟组上段为例

细粒重力流可以将滨浅湖的碎屑物质和有机质搬运至半深湖—深湖,形成沉积粒度小于0.0625 mm的细粒重力流沉积物,是深湖环境的重要搬运和沉积作用之一。柴达木盆地英雄岭地区西部下干柴沟组上段(E3~2)为咸水的半深湖—深湖环境,发育了湖底扇—深湖化学沉淀碳酸盐岩沉积体系。研究表明下干柴沟组上段发育有7大类岩相:云/灰质泥岩、粉砂质泥岩、白云岩、泥质白云岩、泥质粉砂岩、细粉砂岩以及粗粉砂岩岩相,形成了7类细粒沉积岩相组合:(1)泥流—泥质湍流—安静水体沉积岩相组合(LA1);(2)半深湖化学沉淀与事件沉积互层岩相组合(LA2);(3)滑塌—细粒碎屑流—泥流沉积岩相组合(LA3);(4)细粒异重流沉积岩相组合(LA4);(5)细粒浓缩密度流沉积岩相组合(LA5);(6)细粒碎屑流—细粒过渡流—细粒浊流沉积岩相组合(LA6);(7)细粒浓缩密度流—细粒湍流—细粒过渡流—泥流沉积岩相组合(LA7)。细粒重力流作用及其相互转化,形成了多样的岩相组合,反映了复杂的沉积作用过程。湖盆细粒沉积物的形成和分布受古气候、盆地构造及湖平面变化的影响。在整体干旱的气候背景下,气候湿润湖平面上升有利于优质烃源岩和细粒异重流的发育;气候干热湖平面下降则有利于发育化学沉积的碳酸盐岩层和滑塌引起的细粒重力流沉积。咸水湖盆半深湖—深湖环境发育的代表泥流—泥质湍流—安静水体沉积的岩相组合(LA1)和化学沉淀碳酸盐岩与事件沉积碳酸盐岩互层的岩相组合(LA2)是优质的“甜点段”。

重力流膜生物反应器处理农村污水效能与机制

重力流膜生物反应器(GDMBR)具有低能耗、低维护和出水稳定的工艺特点,然而,目前关于利用GDMBR直接处理农村污水的相关研究较少,为此,探究GDMBR处理生活污水的通量变化规律、污染物去除效能以及不同膜孔径对其的影响。结果表明,GDMBR处理生活污水时可在无反冲洗条件下长期稳定运行,稳定通量为1.3~1.5 L/(m~2·h)。这是由于膜表面生物滤饼层内形成了疏松多孔结构,且膜孔内污染物含量极低。GDMBR工艺可在较低污泥质量浓度的前提下实现对COD和UV_(254)的高效去除,去除率分别为78%和85%,并有效保留污水中的氮源和磷源。此外,不同膜孔径对GDMBR工艺除污染效能的影响甚微,但微滤膜构成的GDMBR系统的稳定通量略高于超滤膜系统。

重力流污水管道纳入综合管廊设计要点分析

为研究重力流污水管道纳入综合管廊的必要性、可行性及安全性等方面的问题,以珠海高新区已验收的金琴快线综合管廊为例,对重力流污水管道入廊的必要性以及断面设计、竖向设计、附属设计和结构设计等进行论述。研究结果表明:1)在对管道运维要求较高且经济允许的项目中,重力流管道可纳入综合管廊;2)在建设条件允许的情况下建议重力流污水管道单独成舱,以提高管廊实施和运维的安全性;3)采用直通检查井和清扫口相结合的检查井节点设计,可保证管廊的整体性和清通检修的便利性;4)采用波浪型的竖向设计和管廊主体与相交构筑物结构共板的节点设计,可以充分利用竖向条件,避免因管廊埋深增大而引起工程造价大幅增加。

我国南北两城市重力流污水管道甲烷排放过程研究

近年来,污水管道的甲烷排放已被逐步重视。对我国南北方两城市的重力流污水管道甲烷排放过程进行了研究,得到南方城市污水管道平均溶解态和气态甲烷浓度以及甲烷排放因子分别为9.52 mg/L、1076 ppm和5.19 g/(m·d),北方城市污水管平均溶解态和气态甲烷浓度以及排放因子分别为0.84 mg/L、2075 ppm和4.08 g/(m·d)。同时分析了甲烷浓度与各水质指标之间的关系,比较了我国与其他国家的甲烷浓度和排放因子,估算了我国污水管道产甲烷量,并对未来的研究方向提出了建议。

大变幅流量下重力流系统末端调流阀流量特性选型研究

针对大变幅流量下重力流系统末端调流阀流量特性的选型问题,基于一维水锤理论,采用数值模拟方法,结合工程实例,从调流阀流量特性对稳态运行开度的影响、调流阀关阀水锤最不利流量工况确定、调流阀流量特性对关阀水锤的影响等3个方面,对线性型、抛物线型和等百分比型等3种流量特性进行比较研究。结果表明:①等百分比型流量特性更有利于调流阀在小流量工况的稳定运行。该工况下,等百分比型调流阀的稳态运行开度更大,可避免因开度过小导致的汽蚀和振动。②关阀水锤的最不利流量工况应考虑初始流量最小工况。该工况的调流阀前初始压力最大,关阀历时最短,阀前最大水锤压力往往最大。③等百分比型流量特性更有利于减小调流阀的关阀水锤压力。在相同的初始流量和关阀速率下,等百分比型调流阀的初始开度更大,实际关阀历时更长,在小开度区域的流量系数变化梯度更小,因而关阀水锤压力更小,更有利于管道安全。

塔西南山前石炭系斜坡相重力流沉积特征及油气地质意义

塔西南地区山前构造带位于塔里木盆地西南部,介于叶尔羌河东南和杜瓦河西北之间。通过对塔西南山前构造带的实地考察、单井厚度标定、区域成图以及钻探岩心薄片的研究,辨识出沿斜坡发育的大量石炭系碳酸盐深水重力流沉积。这些沉积划分为四种主要类型:滑塌沉积、岩屑流沉积、浊流沉积和静水沉积。且实验分析和测井资料的解读,证实了重力流沉积能够形成较为优质的储油层。此项研究确认了塔里木盆地西南部石炭系斜坡带重力流沉积的特性及其油气地质意义,为未来的勘探开发活动提供了一些参考。The tectonic belt in the piedmont area of the southwestern Tarim Basin is located between the southeast of the Yarkant River and the northwest of the Duwa River. Through field investigations, single well thickness calibration, regional mapping, and the study of drilling core thin sections in the southwestern piedmont tectonic belt, a large number of Carboniferous carbonate deep-water gravity flow deposits along the slope have been identified. These deposits are classified into four main types: slump deposits, debris flow deposits, turbidity current deposits, and still-water deposits. Experimental analysis and interpretation of logging data confirm that gravity flow deposits can form relatively high-quality oil reservoirs. This study identifies the characteristics of Carboniferous slope gravity flow deposits in the southwestern Tarim Basin and their geological significance for oil and gas, providing some reference for future exploration and development activities.

合水地区长6_(3)深水重力流沉积特征研究

合水地区是鄂尔多斯盆地近年来原油勘探的重点区块,在系统分析沉积构造、岩石学特征、结构粒度特征等沉积相识别标志的基础上,结合区域沉积背景,开展了合水地区长6_(3)重力流沉积类型及展布特征研究。结果表明,合水地区长6_(3)油层亚组为湖泊-重力流沉积体系,发育半深湖-深湖沉积亚相,可进一步划分为浊流沉积、砂质碎屑流、滑塌沉积三种重力流沉积类型;其中砂质碎屑流及浊流为主要控砂微相,主要分布在研究区的中部、南部区域,为区内有利储集相带。

负压排水系统与重力流排水系统技术经济分析

近年来,部分排水项目选择负压排水系统,以期有效解决老集镇和农村地区施工作业面小、建筑物密集、地下管线复杂、污水排放点多带来的问题。文章以启东市某项目为例,对比分析重力流排水系统和负压排水系统,发现负压排水系统具有施工简单、工期短、工程造价低、群众矛盾小等优点。但是,负压排水系统也存在设备数量多和检查维修难度大等问题,其在运维期的运行效果、系统稳定性和运营成本也有待进一步分析。文章建议设计院可根据项目实际情况,结合重力流排水系统和负压排水系统的优缺点,因地制宜选择技术路线。

鄂尔多斯盆地七里村油田长6和长7重力流沉积的发现及其意义

基于岩心观察、粒度分析和测井相分析等,在鄂尔多斯盆地东南部七里村油田三叠系延长组长6段和长7段发现了重力流沉积。该区重力流沉积类型主要有滑塌沉积、砂质碎屑流沉积和浊流沉积。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、滑塌阶段、砂质碎屑流沉积阶段和浊流沉积阶段。受湖盆底形、触发机制、古水深等因素共同影响,重力流发育湖底扇模式,砂质碎屑流主要是舌状体;浊流主要是朵叶体。基于物源、坡度和触发条件等的分析,建立研究区重力流沉积演化模式和重力流沉积模式图。

底流与重力流交互作用下的朵体沉积特征:以东非鲁伍马盆地中新统为例

底流与重力流的交互作用是重要的深水沉积作用类型,对海底沉积物再分配及海底地貌改造具有重要控制作用。目前对底流与水道中重力流的交互作用研究较成熟,但对底流影响下朵体的沉积特征研究较少。本研究以东非鲁伍马盆地古近系中新统朵体为目标,综合利用三维地震和测井资料,通过地震相和地震属性分析,确定朵体分布及内部岩性特征。在定量恢复重力流流速基础上,结合区域洋流资料,揭示底流与重力流交互作用对朵体沉积的控制作用。结果表明受向北流动的底流影响,早期水道向南迁移,北侧天然堤发育,在水道南侧形成负向地形,导致后期朵体沉积于水道南侧。底流作用下的朵体沉积特征受底流和朵体内重力流流向的影响。当底流与朵体延伸方向相反且斜交时,由于重力流流速远大于底流,朵体在逆底流流向一翼(南侧),重力流与底流流向几乎相反,底流影响被抑制,朵体从轴部向末端逐渐变薄,泥质含量增加;在顺底流流向一翼(北侧),重力流方向与底流斜交,重力流顶部泥质被底流淘洗出去,朵体以砂质沉积为主。当底流与重力流流向接近正交时,朵体受底流影响整体上一致,重力流顶部泥质被淘洗,逆底流流向一翼朵体以厚层砂质沉积为主,向顺底流流向一翼砂体厚度减小、泥质含量增加。

基于管道重力流的负压研究及其在排沙工程中的应用

为了解决山塘水库排沙清淤难题,试图利用山塘水库蓄满水后的弃水通过管道虹吸方式排走淤积泥沙,为此进行了大量调查研究,找到了解决方案。设计相关试验装置,研究管道重力流上端形成负压的规律。研究发现,水流经三通在重力作用下沿垂直向下的管道向下流的同时会在其顶端产生负压,负压的大小与进出水管道的截面面积比、出水管的长度有关,试验测得的负压值为390~6350 mm水柱。利用管道重力流上端形成的负压便可以使虹吸排沙管启动虹吸,山塘水库蓄满水后弃水时通过虹吸排沙管弃走库底含有大量泥沙的底层水,实现了利用虹吸管道排沙的目的。利用控制管道重力流形成的负压启动、停止的山塘水库自动排沙装置,启动、停止无须人员操作,使用山塘水库蓄满水后的弃水,运行稳定不耗能、不耗水,方便实用,有效地解决了管道清淤技术中管道过坝的难题,可长期稳定地清除山塘水库沉积的泥沙。