分支河流体系沉积学工作框架与流程

基于现有的研究成果和存在的问题,探讨了分支河流体系(DFS)研究中的关键科学问题、主要研究内容、研究方法和工作流程。研究结果表明:①DFS研究中最关键的3个科学问题是明确河网结构和河型演变规律、构建沉积标志和沉积模式、分析其形成和分布的控制因素。②DFS研究的主要内容包括建设形态沉积学数据库、现代沉积机理研究、分类研究、建立沉积模式、储层建模与储层预测等5个方面。③DFS研究中的关键技术包括基于遥感图像的形态数据采集、形成机理的水槽和模拟实验、河网重构、顶点位置预测与河道分汊点自动生成方法、储层建模知识库平台等。④DFS研究的基本工作流程是先建立形态沉积学数据库,搭建数据库软件平台,在此基础上选择具有代表性的DFS进行现代沉积解剖,然后综合现代沉积调查、露头解剖和模拟实验成果,形成分类体系,总结各类DFS的识别标志和沉积模式,分层次建立储层预测模型,形成沉积结构储层预测模型的建模软件平台,从而预测沉积体系中有利储层的分布。

分支河流体系河道弯度沿程变化规律——以格尔木河流扇为例

【目的】研究分支河流体系河型演变规律,建立相应参数的数据库,可为盆地范围内的沉积体系分布预测提供数据基础。【方法】利用Google Earth、Global Mapper地理信息软件,按照等比例网格进行河道弯度指数的采集,分析弯度指数沿程变化规律,建立格尔木河流扇河型演变的沉积模式。【结果】共测量河道弯度指数2 989个,根据格尔木河流扇河道弯度指数特征,可将格尔木河流扇划分为辫状河段、辫曲共生段、大型高弯曲流河段、小型低弯曲流河段4个部分:(1)辫状河段坡度0.70%,发育低弯度顺直河和辫状河,辫流带宽度大,河道弯度指数1.01~1.43,平均弯度指数1.08,主要发育辫状河道、废弃河道、泛滥平原等微相;(2)辫曲共生段坡度0.63%,既发育辫状河也发育曲流河,不同位置辫状河和曲流河发育程度和河道弯度指数大小不同,河道弯度指数1.08~5.00,平均弯度指数1.52,主要发育辫状河道、曲流河道、废弃河道、决口扇、沙丘、泛滥平原等微相;(3)大型高弯曲流河段坡度0.29%,以大型曲流河为主,河道宽,河湾摆幅大,河道弯度指数1.12~5.00,平均弯度指数1.83,主要发育曲流河道、废弃河道、沙丘、泛滥平原等微相;(4)小型低弯曲流河段坡度0.08%,主要发育小型分叉状的曲流河,河道窄,河湾摆幅小,河道弯度指数1.07~3.13,平均弯度指数1.51,主要发育曲流河道、废弃河道、决口扇、沙丘、泛滥平原等微相。【结论】建立了格尔木河流扇河型演变的沉积模式,为开展地下沉积体系分布预测提供新的基础数据。

塔里木盆地现代分支河流体系形态、分布及其主控因素

结合野外地质考察成果,运用地理信息软件测量了塔里木盆地及其周缘发育的分支河流体系(DFS),对比盆地不同区域DFS几何形态参数差异,以探究DFS发育规律及其主控因素。研究结果表明:(1)塔里木盆地沉积体系划分为DFS、轴向沉积体系、沙漠沉积体系及其他沉积体系4种类型,DFS总面积占比最高,约为36%,主要发育在南天山山前区、昆仑山山前区以及阿尔金山山前区3个区域。(2)盆地DFS可划分为小型、大型、巨型3种类型,昆仑山山前区DFS发育规模最大,阿尔金山山前区其次,南天山山前区最小。规模大的DFS控制着盆地DFS格局,在测量的846个DFS中,盆地小型DFS数量占比高达89.4%,总面积占比5%;巨型DFS数量占比为2.2%,总面积占比达68%。(3)DFS几何形态主要参数包括面积、半径、坡度。面积与半径拟合优度R2为0.966 4,具有较强的正相关性;坡度与半径拟合优度R2为0.463 0,具有一定程度的负相关性;坡度与面积拟合优度R2为0.498 8,具有一定程度的负相关性。(4)DFS形态及分布的主控因素包括气候、水文、构造隆升程度。极端干旱的气候条件下,河流更易干涸,DFS发育规模受到限制;DFS半径与河流径流量相关性较强,河流径流量越大,DFS发育规模越大;构造隆升程度起主导作用,山体隆升越大,越容易发育更大规模的DFS。盆地内部负向构造单元促进DFS发育,正向构造单元阻碍DFS发育。

分支河流体系河网形态演变规律——以格尔木河流扇为例

为了探索分支河流体系河网分布规律,为创建储层建模训练图像提供知识库信息。利用Google Earth、Global Mapper、91卫图助手等现代地理信息软件,系统测量了现代格尔木河流扇表面河道分叉特征,应用Horton定律和分形方法建立了河流扇的河网形态模型。结果表明:①格尔木河流扇从顶点到入湖段共识别出26级河道,882个节点和2162个河道段,泉线上、下的河道表现出不同的河网形态;②泉线上部共发育64个节点,每级河道数目增长是上一级河道的R_(B)=1.8900倍,每级河道平均长度是下一级河道的R_(L)=1.0095倍,即河网形态特征参数R_(B)=1.8900和R_(L)=1.0095;泉线下部共发育818个节点,每级河道数目增长是上一级河道的R_(B)=1.0279倍,每级河道平均长度是下一级河道的R_(L)=0.9899倍,即河网形态特征参数是R_(B)=1.0279和R_(L)=0.9899;③河网形态特征参数受坡度影响变化较大,坡度较大则河网形态特征参数较大,坡度较小则河网形态特征参数较小。河网形态特征参数定量表征促进了分支河流体系沉积学发展,为开展陆相盆地储层建模和砂体预测提供了新的知识库信息.

玛湖凹陷二叠系-三叠系沉积模式与分支河流体系演变

玛湖凹陷呈现常规-非常规油气有序共生的全油气系统格局,研究储层沉积体系展布模式和优势储层分布规律是完善全油气系统理论的重要内容。以分支河流体系(DFS)沉积理论为指导,综合利用岩心、测井、地震等资料,分层段绘制玛湖凹陷二叠系-三叠系各地层组的沉积相平面分布图,总结不同地质时期的沉积模式,依据沉积相平面图定量测算DFS的数量规模,研究沉积体系的演变规律。结果表明,玛湖凹陷各地层组普遍发育DFS,部分DFS入湖形成扇三角洲和河流三角洲。佳木河组具有火山岩、火山碎屑岩、碎屑岩共生的特征,主要发育冲积扇等小型DFS及扇三角洲沉积体系;风城组、夏子街组和乌尔禾组火山活动减弱,发育冲积扇和河流扇等类型的DFS,受湖平面变化影响,沉积体系类型和规模变化很大;上乌尔禾组和百口泉组主要发育粗粒砾质河流扇沉积体系;克拉玛依组和白碱滩组发育砂质巨型扇和河流扇沉积体系。DFS类型和规模与盆地构造发育阶段和气候变化相关,随着盆地构造由压陷向挠曲和坳陷阶段演化,DFS规模逐渐增大,由短流程冲积扇为主演变为以长流程河流扇和巨型扇为主,三角洲类型由以扇三角洲向以辫状河三角洲和曲流河三角洲演化。

分支河流体系分类初探

通过综述国内外分支河流体系(DFS)的研究进展,总结了DFS的地貌特征和主要类型,并探讨了DFS形成和发育的控制因素。研究结果表明:(1)DFS不是新的或者特殊的河道类型,而是多种河道有规律的集合,地貌特征表现为水系网络从一点呈放射状展布,多种河型共同发育,河道几何形态变化大,沉积环境包括河道和河道间区域,沉积体系复杂;主要类型包括冲积扇、河流扇和巨型扇。(2)以DFS半径为关键指标,面积和坡度为辅助指标将DFS分为小型(冲积扇)、大型(河流扇)和巨型(巨型扇),小型DFS扇体半径小于30 km,面积小于100 km2,坡度大于1.0°;大型DFS半径为30~100 km,面积为100~1 000 km2,坡度小于1.0°;巨型DFS扇体半径大于100 km,面积大于1 000 km2,坡度小于0.5°,3种类型的分布范围有一定的交叉和重复,还需结合DFS的沉积水动力过程和沉积特征进行判别。(3)构造背景和气候是控制DFS形成与分布的最根本因素;流域面积、母岩性质直接影响DFS中沉积物供给总量、供给速率及成分和结构;地形坡度作为间接因素,与河流流量、流速等自生因素相结合,控制河道形态以及河道的分汊和决口,进而控制了DFS表面的沉积环境和沉积相分布。

分支河流体系研究进展及应用前景展望

通过文献调研和地质分析,系统总结了分支河流体系(DFS)理论的研究进展、应用前景和发展趋势。研究结果表明:(1)当前DFS理论研究的五大重点分别是通过实例分析挖掘其科学内涵,探讨应用价值,解决概念争论;明确DFS是一个多种河道共生的沉积体系,不能理解为一种新的河道类型;河道网络和河型转换是DFS研究中的重要问题;建立和完善DFS的沉积模式;建立DFS储层预测模型。(2)开展DFS研究对促进陆相盆地沉积储层学科的理论创新和挖掘陆相盆地油气资源潜力具有重要理论意义和广阔的应用前景。(3)当前DFS研究主攻方向是建立沉积储层数据库,构建沉积模式和识别标志,形成河网体系和河型演变定量预测模型,实现不同建模方法的融合归一;未来DFS研究应当将沉积学与地貌学、地理学、现代地球信息科学技术相结合,应用大数据和智能化技术,实现对沉积体系的定量表征和储层定量预测。

分支河流体系的概念及其对油气勘探开发的意义

主要介绍分支河流体系(DFS)的基本概念、特征及其研究意义。分支河流体系是在运用Google Earth对全球700余个现代沉积盆地中的冲积河流沉积体系进行统计的基础上提出的新术语,它主导了所有现代沉积盆地的沉积区,在挤压、拉张和走滑等背景条件下都有发育。分支河流体系具有6条判别标准,其表面的河道体系有6种类型,而分支河流体系自身有5种终端类型。分支河流体系的沉积模式可以显示出比单个河道相模式范围更大的河流沉积体系特征,对深入认识陆相含油气盆地的沉积体系及指导油气勘探等具有重要的意义。

美国荒野风景河流体系发展阶段及其主要影响因素

荒野风景河流体系是针对河流生态系统的美国联邦层面保护地类型,也是世界上建立最早的河流保护地体系。采用文献分析和半结构式访谈等方式,以标志性事件为界点,对荒野风景河流的发展过程进行阶段划分,总结各阶段取得的重要成就,分析影响其发展的主要因素。研究表明:荒野风景河流体系发展历程可分为筹备建设、体系完善、平稳发展三个阶段,三个阶段平均增速分别为7.3、6.0、3.3段/年。在筹备阶段,提出河流保护地概念,颁布荒野风景河流法案;在体系完善期间,进一步修订荒野风景河流法案、完善荒野风景河流管理机制;在平稳发展期间,联邦机构的治理措施逐步完善。从发展历程来看,荒野保护是荒野风景河流体系产生的思想根源,满足游憩是荒野风景河流体系产生的民众需求,反坝运动是荒野风景河流体系的促成手段,政府治理是荒野风景河流体系完善的主要方面。河流保护主义者的推动,联邦政府党派交替的钳制,河流保护和经济发展之间的博弈,沿河土地权属的制约是影响荒野风景河流体系发展的主要因素。

自然保护地非完全中央集权政府治理模式研究——以美国荒野风景河流体系为例

自然保护地治理是生态文明建设的重要方面,政府治理是世界自然保护地治理的主要模式。美国荒野风景河流体系是世界上最早的河流保护地体系,其政府治理模式是河流保护地治理的代表。在提出保护地治理系统框架基础之上,采取深入访谈、比较等方法,对美国荒野风景河流体系政府治理模式进行深入研究。结果表明:美国荒野风景河流体系政府治理模式在法律保障、产权制度、治理主体3个方面具有明显的联邦主导特征,但又在资源权属、治理主体和资金支持等方面存在一定的分权特征,是一种非完全中央集权政府的治理模式,因河而设,因河而治;尊重权利,适度分权;格局大维持,模式小改变。这些探索是对以国家公园为代表的完全中央集权政府治理模式的创新。非完全中央集权政府"多部门治理"与中国保护地治理现有的"分部门治理"模式存在着巨大差异。借鉴美国荒野风景河流体系非完全中央集权政府治理模式,可以在选择治理类型、尊重产权归属、改变治理主体权责等方面为中国自然保护地建设提供借鉴。

苏干湖盆地周缘分支河流体系的几何形态及影响因素分析

本文利用Google Earth、Global Mapper等地理信息软件和雷达数字高程数据对苏干湖盆地周缘发育的分支河流体系(Distributive Fluvial System,简称DFS)进行研究。统计了苏干湖盆地周缘DFS的坡度、扇体半径、汇水盆地面积和周长、DFS面积和周长等数据。结果表明:苏干湖盆地发育的DFS在径向剖面上表现为下凹状,横剖面上表现为上凸状,DFS上发育的河道沿顶点处往下呈现为放射状;各几何形态参数相关性分析显示扇体面积与半径表现为强的正相关,与源区面积也表现为正相关,与坡度则表现为负相关;在盆地不同部位发育的DFS其几何形态参数以及河道样式存在明显的差异,这些差异主要与DFS所处的构造位置、母岩性质、水文条件等因素有关。构造活动的强烈程度与DFS源区大小及扇体形态呈正相关性,构造活动越强烈,其扇体几何形态变化越大。母岩性质对DFS的影响主要表现在物源供给上,地表疏松、抗侵蚀风化能力差的母岩区域,DFS的沉积物供给充足,DFS半径延伸较远,扇面积也较大;水文条件通过控制不同区域水动力大小影响DFS的发育,水动力较强的区域DFS的发育规模较大。

分支河流体系在东海西湖凹陷南部的运用及其对油气潜力的指示

本文以西湖凹陷南部地区为例,首次将分支河流体系(Distributive Fluvial System)研究思路应用到东海盆地沉积体系的研究中来。通过总结大型分支河流体系形成条件,与国外案例类比认为西湖凹陷南部近物源,构造稳定,存在大型盆山体系,具备发育大型分支河流体系条件;在此基础上根据花港组岩心、古生物特征对分支河道类型进行了划分,认为分支河道类型以陆上环境下的分汊状辫状河道和单辫状河道为主,不同类型的河道均具备发育厚层砂体的潜能;结合古地形和沉积体系平面特征,对分支河流体系展布模式的研究结果表明,区域花港组时期发育两套分支河流体系,展布型式为自西斜坡分别至东北、东南向发散,分支河流体系末梢属于"轴向终止"型,且西湖凹陷轴向限制型河流与南部"分支河流体系"汇聚地带具有油气藏勘探潜力。

干旱地区分支河流体系沉积特征——以疏勒河分支河流体系为例

基于疏勒河分支河流体系现代沉积的详细调查以及无人机航拍和卫星遥感等资料,分析干旱地区分支河流体系沉积特征及其差异。通过分析疏勒河支流从顶点到末端不同区域坡度、河流形态、沉积特征等因素的变化特征,将疏勒河分支河流体系划分为“近端”、“中部”、“远端”3个相带。分支河流的近端坡度最大,水动力条件较强,主要表现为大型辫状河沉积,心滩以砾质为主,砾石磨圆度较好,具有一定的定向性,砾石大小为中—巨砾,砂质含量较少,主要发育辫状河道和泛滥平原等微相。中部相比近端坡度减小,主要以高度分汊的分汊状辫状河沉积为主,受分汊和下渗的影响,水动力条件减弱,部分支流干涸,表现为暂时性河流,可见小型透镜状砂体发育,砾石粒径主要以细—中砾为主,砂质含量增高,主要发育辫状河道、泛滥平原和风成沙丘等微相。远端坡度最小,地势平坦,河流开始由辫状河向曲流河转变,沉积物主要以砂质为主,由于受坡降的影响,向源侵蚀减弱,侧向侵蚀加强,在活动朵体边缘,边滩沉积发育,在远端的底部河流完全曲流化,主要发育有辫状河道、曲流河道、泛滥平原、风成沙丘、湖泊和沼泽等微相。图14表3参31。

分支河流体系(DFS)研究进展

分支河流体系(DFS)是基于对全球700余个现代沉积盆地中冲积河流沉积体系进行统计分析基础上提出的新术语,它是指河流从某一顶点开始进入盆地并呈放射状展布的沉积体系。通过梳理10 a来相关学者对全球范围内现代及岩石记录中DFS的研究成果,介绍了分支河流体系的概念、规模、特征等方面的研究现状。结果表明DFS的形态和分布是构造和气候共同作用的产物,其中构造活动是DFS发育的前提和决定性因素;DFS研究应注重其近端、中段、远端在时间和空间上的连接关系,以建立DFS沉积模式;最后总结了DFS的研究技术和方法。分支河流体系概念的提出及沉积模式研究,拓展了认识大型河流沉积体系的思路,使冲积扇沉积学、河流沉积学和沉积体系研究不断得以深入,对进一步认识中国陆相盆地的沉积体系及指导油气资源勘探开发等具有重要的意义。

干旱型分支河流体系沉积特征与演化过程——水槽沉积模拟实验研究

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。

冲断带构造作用控制下的分支河流体系特征及其成因分析——以塔里木盆地西北缘柯坪地区为例

构造运动是控制分支河流体系发育的重要因素之一,其对沉积体系的控制作用一直是研究的热点与难点。前人对挤压、拉张、走滑等类型的盆地均有研究,但在挤压盆地边缘的冲断带中,冲断带对于沉积体系的控制作用研究较少,特别是对冲断带中常发育的分支河流体系(冲积扇)。为研究逆冲作用对分支河流体系的控制作用,通过Google Earth提供的全球地貌影像结合数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)等数据对塔里木盆地西北缘柯坪地区发育的分支河流体系(Distributive Fluvial System,DFS)进行测量研究与沉积学解析,探究盆地边缘逆冲断裂带的DFS几何形态发育特征及影响因素。在研究区内识别DFS共256个。柯坪地区发育的分支河流体系延伸长度范围为0.26~24.58 km,DFS面积范围为0.044~221.987 km2,物源区面积变化范围为0.1~290 km2,DFS坡度范围为0.011~0.182。柯坪地区分支河流体系上发育的河道主要是辫状河,河道下切程度有明显差异。决定柯坪地区分支河流体系发育的主要影响因素有物源供给,气候水文以及构造背景。物源区大小与DFS规模呈正相关;气候通过降雨量与蒸发量来影响DFS发育特征;水文则通过流域分布来影响DFS发育,分布在研究区内柯坪河流域的DFS,发育规模远大于流域外的;构造作用控制沉积区分布、可容空间的大小、坡度等,影响着DFS的分布与发育。研究结果表明:构造作用作为主要因素影响着柯坪地区DFS的分布与发育。在柯坪逆冲带,构造作用通过控制推覆体逆冲高低来影响DFS的大小与坡度。物源区大小也受地层抬升程度控制,地层出露越多,物源区一般越大。将柯坪地区以构造特征分为三个区,每个构造区的DFS具有明显差异。逆冲山前区的物源区域大,DFS规模最大,以扇形为主,坡度低,下切程度低;逆冲前缘区的物源区域较小,DFS规模变小,以长条形为主,坡度增加,下切程度增加;走滑断层区受断层影响,物源区与DFS规模明显变小,以扇形为主,平均坡度最大,平均延伸距离最小,下切程度显著。

侵蚀基准面变化对河流体系的影响

本文概述了侵蚀基准面变化对河流体系影响的研究现状及主要观点，总结了侵蚀基准面对河流影响的控制因素。指出了不同类型的河流对基准面变化的反映存在巨大差异。

复杂河流体系中基于精细目标模型的油藏模拟

本文主要阐述了美国科罗拉多Piceance盆地Williams Fork组的低渗透河流相砂岩精细模型的动态模拟结果。前人已阐述过精细静态模型和动态建模的详细方案。静态模型可表示通过露头分析研究得到的河流相砂岩的连通性和复杂地层结构,而流动模拟则可了解这些砂体的动态连通性。Williams Fork组主要是曲流河和辫状河沉积体系,包括河道砂岩沉积、溢岸砂沉积、泛滥平原泥岩沉积和煤沉积。通过分析基于露头构造要素的三维模型静态连通性可知,相对的砂体宽度如何增加储层连通性。本文动态模拟只考虑点坝、河道砂坝、海相砂岩(储层质量砂岩)这些有效储层的历史拟合。油藏模拟中采用了精细静态地质、地球物理和岩石物理特征相结合建立三维动态模型的整合方法。插入并标定每口井的水力压裂特征值,使其接近每口井的初始生产能力,采用了表征化方法拟合双曲线递减特性,研究了井体积的影响和通过预测长期天然气采收率来研究地质特征对动态的影响。这些真实精细的储层模型无需做开式天然裂缝的假设,即可真实再现历史天然气产量。该研究证实,可以用整合方法实现三维地质和动态模型,并与静态数据和历史动态数据保持一致。这些模型有助于估算复杂砂岩连通性对早期和长时间动态的影响(包括井干扰、最优井距的影响)。本文也简要讨论了地震约束下如何更好地描述多期砂岩河道的分布。将这些方法与精细的地质模型相结合,可以在开发程度较低的致密储层区域更好地优化井位,设计井距。

辽宁省幸福河流体系建设和高质量发展探析

文中从水安全、水资源、水环境、水生态、水文化五个方面的建设任务和水活经济方面的提升目标,来论述如何将辽宁河流体系建成幸福河流体系,建立高质量发展的辽宁河流经济带,并提出了发挥“河长制”作用的建议。

东营凹陷渐新世沙三上至沙二时期古河流体系的分析

东营凹陷是胜利油田的主要产油区，渐新统沙河街组第三段和第二段(简称沙二和沙三)是本区的主要含油岩层，本文根据河流补给物所产生的各相沉积岩的特点，如重矿物的平面分布，砂岩体的展布和微体古生物的平面分布状况等，确定了东营凹陷各河流补给物的扩展方向和扩散范围，从而划分出三个古河流体系：①鲁西河为南部水系，