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。

重力流滑塌机理研究进展

基于国内外重力流滑塌研究现状和发展方向,阐述了重力流的概念和分类,系统总结归纳了滑塌型重力流的触发机制,提出了重力流滑塌的力学条件,并据此把重力流的滑塌机理分为两大类:内在机理和外在机理。内在机理主要包括2种因素:沉积物的自身重力和天然气水合物分解,总结出了沉积物自身重力存在3种作用过程。外在机理主要有3种因素:地震作用、湖(海)平面变化、波浪作用,进一步分析了地震、湖(海)平面变化和波浪的作用过程。重力流滑塌机理研究对广泛开展重力流成因岩性油气藏勘探具有重大实践意义。

滑塌型深水重力流沉积特征及沉积模式:以渤海湾盆地临南洼陷古近系沙三中亚段为例

综合运用钻井岩心、测录井等资料,通过岩心观察、薄片鉴定和粒度分析等方法,对渤海湾盆地临南洼陷古近系沙三中亚段深水重力流沉积类型及其沉积特征、沉积模式展开研究。研究表明,临南洼陷沙三中亚段深水重力流沉积主要发育滑塌沉积、碎屑流沉积和浊流沉积3种成因类型。滑塌沉积以包卷层理、液化砂岩脉、阶梯状小断层、变形岩层与未变形岩层叠置为典型特征。碎屑流沉积中砂质碎屑流沉积分布较广,以突变的底部接触面、块状层理、泥岩撕裂屑、土黄色泥砾、突变或不规则的上接触面为典型识别标志。浊流沉积则以正粒序层理、底部冲刷面和槽模、薄层砂泥互层、不完整的鲍马序列为典型识别标志。滑塌沉积主要发育在三角洲前缘斜坡根部,在滑塌沉积前方形成碎屑流沉积,碎屑流向前搬运的过程中,流体被稀释逐渐转化成浊流。滑塌型深水重力流沉积整体分为近源沉积、中部沉积和远源沉积3个部分:近源沉积主要发育具变形构造的滑塌沉积和厚层块状砂质碎屑流沉积;中部沉积主要发育砂质碎屑流沉积及浊流沉积;远源沉积以薄层浊流沉积为主。

东营凹陷沙三中亚段三角洲前缘滑塌型重力流岩相类型及其分布特征

以东营凹陷沙三中亚段三角洲前缘滑塌型重力流砂体为研究对象,利用三维地震、钻井岩心、测录井和分析测试等资料,开展三角洲前缘滑塌型重力流砂体岩相和岩相组合类型划分及分布特征研究。根据泥质含量和沉积构造,划分出13种岩相类型,其中块状层理砂岩相在研究区最为发育。以泥岩、冲刷面或岩相转化面为界,划分出20种岩相组合类型,分为5大类,分别是保留原始沉积构造的岩相组合、变形构造发育的岩相组合、块状层理和碎屑发育的岩相组合、下部碎屑流和上部浊流沉积的岩相组合,以及不完整鲍马序列的岩相组合,反映重力驱动事件中的滑动、滑塌、碎屑流、碎屑流-浊流、浊流沉积作用。根据不同类型重力流的垂向组合和典型剖面岩相分布特征,认为从盆地斜坡到盆地平原,重力流呈现滑动-滑塌-碎屑流-浊流演化特征,滑塌近端主要发育滑动作用岩相组合和滑塌作用岩相组合,滑塌中部主要发育碎屑流岩相组合和碎屑流与浊流过渡转化岩相组合,滑塌远端主要发育浊流作用岩相组合。

三角洲前缘滑塌型重力流沉积特征及控制因素——以松辽盆地大安地区青一段为例

重力流砂体是烃源岩内生储组合的重要部分,具有较大的勘探开发潜力。综合利用岩心、三维地震、粒度分析、测井及录井资料,结合区域地质背景,系统分析了松辽盆地大安地区青一段三角洲前缘滑塌型重力流类型、识别标志、沉积特征、形成及分布控制因素和勘探开发潜力。结果表明:研究区青一段主要发育滑动-滑塌、砂质碎屑流及浊流3种滑塌型重力流,这3种重力流在垂向上相邻或相间分布,平面上依次演化。坡折带和基准面变化对这3种重力流的形成和分布具有控制作用,滑动-滑塌、砂质碎屑流及浊流分别分布于斜坡坡脚、斜坡与盆地平原。基准面上升期与下降期砂质碎屑流表现出不同的沉积特征和流体性质。基准面上升期是重力流砂体发育的有利时期,砂质碎屑流呈席状分布,发育完整的重力流沉积序列;基准面下降早期重力流砂体发育规模较小,砂质碎屑流表现出了河道的分布形态,且具有牵引流和重力流的双重流体性质。砂质碎屑流及浊流砂层厚度较薄,但因其常与湖相烃源岩伴生而形成岩性圈闭,单井产量往往较高。

陆相断陷湖盆异重流与滑塌型重力流沉积辨别

异重流和滑塌型重力流是依据沉积物供给条件划分的2种重力流类型,代表了近年来重力流沉积学研究的新进展,但在实际应用中还存在概念混淆和沉积物识别的不确定性问题。基于渤海湾盆地黄骅坳陷歧口凹陷的钻井岩心、测井和砂岩粒度分析资料,对比分析异重流和滑塌型重力流沉积在岩石学、沉积构造和粒度分布特征上的差异和识别标志,研究结果表明,二者在陆相断陷湖盆中的有利发育场所为断控陡坡带扇三角洲前、断阶带辫状河三角洲前和具挠曲坡折的缓坡带三角洲前。异重流沉积突出表现为发育砂基支撑的砂砾岩,砾石磨圆度好,发育粗尾正递变层理或逆递变层理,粒度分布直方图呈双峰式,累积概率曲线呈二级台阶式。相比之下,滑塌型重力流沉积突出表现为分选较好,发育含较多泥岩碎块(撕裂屑)的块状砂岩,具有滑塌构造、液化变形构造和包卷层理,粒度分布直方图呈正态单峰式,累积概率曲线呈上拱式。异重流和滑塌型重力流沉积的差异在于沉积物供给条件和重力流流态的不同。异重流受洪水流物源供给,具有高含水量、低密度和低黏度的特征,主要表现为浊流流态;滑塌型重力流受控于滑塌作用和二次沉积机制,具有低含水量、高密度的特征,主要表现为砂质碎屑流流态。

陆相断陷湖盆滑塌型深水重力流沉积特征、识别标志及形成机制——来自海拉尔盆地东明凹陷明D2井全井段连续取心的证据

通过对明D2井连续取心的观察分析,提出海拉尔盆地东明凹陷白垩系南屯组和大磨拐河组普遍发育滑塌型深水重力流沉积,其沉积构造丰富多样,特征明显。以沉积过程为基础,采用以Shanmugam为代表的简化划分方案,将滑塌型深水重力流分为滑动、滑塌、碎屑流和浊流4个过程,并对各过程和阶段的沉积特征进行了描述,总结了其主要识别标志,分析和探讨了其形成机理,认为滑塌型深水重力流的滑动、滑塌和碎屑流3个阶段主要为块体流搬运机制,浊流阶段沉积主要为牛顿流体或紊流机制。滑动阶段沉积以保留部分原始沉积构造(如砂泥互层和沉积旋回)、发育层内小型正断或逆断错断、较大角度的地层倾角为主要识别标志。滑塌阶段沉积以塑性变形为特点,以顶、底面均与暗色泥岩呈突变接触,内部发育大规模的同生软沉积变形构造(如包卷构造)为主要识别特征。碎屑流可以分为砂质碎屑流和泥质碎屑流;碎屑流沉积以宾汉流体为特征,整体冻结式沉积为特点,主要识别标志为砂岩顶、底面均与暗色泥岩突变接触,砂岩呈块状,可发育漂浮砾岩和泥岩撕裂屑等,在砂质碎屑流中还可发育逆粒序层理。以牛顿流体搬运的浊流沉积则以正递变层理为主要识别标志,底部与暗色泥岩呈突变接触,发育完整或不完整的鲍马序列为主要特征。

东营凹陷滑塌型重力流沉积分布特征及三角洲沉积对其影响

三角洲沉积为滑塌型重力流的形成提供了物质来源,它对前端滑塌型重力流的沉积分布特征具有重要影响.以东营凹陷洼陷带沙三中亚段三角洲-前端滑塌型重力流沉积为研究对象,综合利用钻井岩心、三维地震、测录井及分析测试等资料,总结不同类型滑塌型重力流沉积特征、识别标志和分布特征,分析三角洲作为物源对滑塌型重力流的形成、沉积类型、沉积特征和分布特征的影响.研究表明,研究区滑塌型重力流沉积主要发育滑动岩、滑塌岩、碎屑流沉积和浊积岩4种类型,不同类型其沉积构造、粒度特征、地球物理特征差异显著.研究区砂质碎屑流沉积最为发育,滑动滑塌沉积次之,浊流沉积和泥质碎屑流沉积少量发育.不同地区重力流沉积发育程度及常见垂向序列存在差异,博兴南坡与辛133区块重力流类型以砂质碎屑流沉积为主,常见多期次砂质碎屑流沉积相邻或相间垂向组合;牛庄南坡与中央隆起带地区类似,由近及远,重力流类型及垂向序列存在较大差异;营11区块以砂质碎屑流沉积和浊流沉积为主,浊流比例相对其他区块较高;丰14区块单井重力流类型整体较单一,为砂质碎屑流沉积或滑塌沉积.三角洲砂泥百分含量控制了滑塌型重力流的沉积类型和沉积特征;三角洲沉积物粒径控制原始前积角大小,前积角越大,滑塌型重力流越发育,但滑移距离相对越近;三角洲的坡折点控制下,滑动滑塌沉积主要分布在斜坡坡脚和同沉积断层附近,浊流沉积主要分布在深水平原,碎屑流沉积在斜坡坡脚-深水平原均有分布;三角洲高的堆积速率通过减小内摩擦力促使滑塌型重力流的形成,其堆积速率与构造沉降速率的差异对滑塌型重力流沉积的垂向叠置和侧向连续性也具有重要影响.

北塘地区沙三段储集层沉积相研究

北塘地区位于黄骅坳陷北部,靠近沧县隆起和燕山褶皱带两大物源供给区,砂体成因及陆源碎屑供给区一直是争论的焦点。围绕该焦点问题,通过分析西、北两大沉积体系轻、重矿物的组合特点指出了物源方向;对扇三角洲层序特征、滑塌重力流层序特征分别进行了讨论,确定了该地区的沉积层序特征;利用粒度分析、砂体分布特征以及沉积演化的研究对砂体成因类型提出了新的看法,认为该区砂体属扇三角洲和滑塌重力流沉积,同时指出滑塌重力流砂体是今后该区域勘探的重点对象。