粗粒沉积次生孔隙发育模式——以准噶尔盆地西北缘二叠系夏子街组为例

近源扇三角洲粗粒砂砾岩体往往沉积规律复杂,具有块状构造、砾石大小混杂、粒径变化大、泥质杂基含量高、物性整体偏差且横向变化快等特征,导致对该类致密砂砾岩油气富集规律的区带评价及勘探目标的落实难度大。基于井-震一体化研究方法,通过三维地震、铸体薄片、岩石物性及地球化学等资料,对准噶尔盆地西北缘夏子街组沉积相划分、岩石学特征、物性规律、孔隙类型及成岩作用进行分析,认为夏子街组砂砾岩储层成分成熟度及结构成熟度均低,孔隙类型主要为次生溶蚀孔,保留少量残余粒间孔,物性整体较差。利用孔隙度演化定量分析方法,建立了准噶尔盆地西北缘夏子街组粗粒沉积孔隙演化模式。结果表明,准噶尔盆地西北缘夏子街组孔隙的演化先后经历了快速压实、早期胶结、有机酸溶蚀及晚期碳酸盐胶结等4个成岩阶段。在快速压实阶段,强烈的机械压实导致原始孔隙急剧减少,孔隙度由29.8%下降至15.1%;成岩早期形成的黏土、杂基及沸石类胶结物对储集空间造成破坏,孔隙度平均减小6.5%;有机酸溶蚀是对储层物性起关键改善的成岩作用,主要是对沸石类胶结物形成溶蚀,孔隙度由早期胶结后的8.6%增至12.1%,同时溶蚀作用与烃源岩的主要排烃期相吻合,有利于油气的有效充注;成岩晚期随埋深加大,压溶作用增强,硅质及碳酸盐胶结物相继沉淀,使颗粒支撑方式由点-线接触演变为线接触为主,储层物性再次变差,孔隙度损失约3.4%,一系列复杂的成岩作用下演变为现今的致密砂砾岩储层,孔隙度约8.7%。该研究成果可为研究区夏子街组储层预测提供参考。

粗粒沉积及其储层表征的发展历程与热点问题探讨

随着全球化石能源消费的不断增长,常规砂岩与碳酸盐岩大中型油气田的勘探举步维艰,砂砾岩这种粗粒沉积的特殊油气藏再次走进勘探家的视野。近年来,中国砂砾岩储集层展现出巨大的油气潜力,尤其是新疆准噶尔盆地玛湖大型砾岩油藏的发现,亟待开展针对性的研究。作者梳理了全球粗粒沉积研究的发展历程,将其划分为:概念形成的萌芽(1885—1947)、成因分析的快速发展(1948—1987)以及理论形成的工业应用(1988至今)3个主要阶段,每个阶段均表现为科学家对粗粒沉积的热点与瓶颈问题进行了聚焦分析与探讨,由实际现象或油气田的发现引发出问题,开展成因探讨,形成理论后再指导实践的科学发展过程。综合每个阶段的研究主题以及代表性文章和事件,并结合作者长期研究过程中的思考,提出了当前粗粒沉积所面临的关键性热点问题与今后研究方向的建议,主要包括:古地形特征与坡度、沉积成因机制、相带与微相划分、水槽模拟实验、砾岩成岩作用、测井解释瓶颈、地震处理与解释以及定量地质知识库建立的需求等。

粗粒沉积物对污水的净化能力试验研究

采用连续和间歇２种注入方式，对粗粒松散沉积物净化污水的能力进行了试验研究。结果表明，１．５ｍ厚的砂卵石层对污水中细菌、合成洗涤剂、总铬等污染物的净化率可达５０％以上。间歇注入试验对Ｍｎ（Ⅱ）的净化率可达７６．１５％，而连续注入试验仅为２４．７％。污水在粗粒沉积物中的入渗属氧化条件，有利于硝化作用进行。

浊流河道与河道-叶状体过渡带中粗粒沉积物波的生成和移动

使用深水侧向扫描仪研究了砾石和沙组成的大型沉积物波。获得了Canary岛海上海底水道和葡萄牙海上峡谷河口的新数据。简单地回顾了其它地区的数据，包括Laurentian扇的数据重新解释，以便总结这些底形的不同外形和背景。在深水浊流体系的近源为主的分异搬运区的峡谷、水道和水道-叶状体过渡带发现了粗粒沉积物波（sediment waves）。波高范围为1～10米，波长最大到数百米。现代和古代沉积物波场的波分布及稀疏的沉积证据表明，在高密度浊流中发生了粗粒沉积物的原始搬运和沉积，而不是牛顿泥石流。在存在波明显对称和波分裂和再沉积的情况下表明，波形至少部分地受到稍晚的低密度流相的控制。粒度也呈现出对波形的一定影响，例如，在相同波长的情况下，砾石多的波高比沙多的波高要大。因为再沉积或被较晚浊流的覆盖，常常难于识别粗粒沉积物波，而且由于尺度大，在露头中也同样难于识别。

粗粒沉积物搬运滞后形成的反递变层

通常认为牵引毡或碎屑流内部颗粒相互碰撞产生的分散应力是形成浊积岩中反递变层的原因。假定剪切牵引毡成层且内部粒径向上增大,则此牵引毡沉积后就可产生反递变层。基于粗粒碎屑的搬运速度小于细粒碎屑的搬运速度这一事实,提出了反递变层的另一种形成模式。浊流中沉积物粒径的充分均匀混合将经历纵向的粒度分异作用,使得粗粒碎屑搬运滞后。如给定位置处的沉积作用发生于最粗碎屑到达该位置之前,最终沉积产物的下部将呈反递变。相似的作用过程也可在火山灰流沉积中形成反递变层。浊流头部速度通常只有体部(头部稍后位置)速度的0.83倍,所以能跟上浊流前部的最粗碎屑的搬运速度 V_(sed)约等于0.83 U_(body)。如果存在更大粒径的碎屑,它们将滞后于头部,从而产生反递变。如果最粗碎屑跟得上浊流头部(或更快)或直到最粗碎屑到达该位置后才发生沉积作用,此模式将不适用。假使最大流速线下存在一对数速度剖面,就可以计算出特定粒径悬浮颗粒的搬运速度,其可表示为流速的分子形式。这样就可由反递变层底部最粗颗粒的沉降速度推导出流动强度(剪切速度)的上限:u_*≤4w_(init)。当反递变浊积岩的沉积作用在浊流头部刚通过就立刻发生时,u_*≈4w_(init)。

粗粒浅水三角洲沉积特征及模式——以准噶尔盆地莫北地区侏罗系三工河组为例

以准噶尔盆地莫北地区侏罗系三工河组为例,基于岩心、录井、薄片、测井和地震等资料,分析侏罗系三工河组粗粒浅水三角洲的沉积特征及模式。结果表明:莫北地区广泛发育以粗砂岩、中粗砂岩为主的粗粒浅水三角洲沉积,盆1井西凹陷发育控制沉积的两级坡折带和三个区带,凸起—斜坡区发育粗粒浅水辫状河三角洲—湖泊体系,形成浅水辫状河三角洲内前缘、外前缘及砂质碎屑流亚相,整体呈朵状或鸟足状垂直或斜交湖岸分布。水下分流河道砂体作为前缘骨架砂体,以粗粒、中粗粒长石岩屑砂岩为主,块状和牵引流成因构造发育,物性相对较好。垂向发育多期砂体,侧向砂体相互切割、叠置,连片分布;平面呈近东西方向、宽条带状,发育4支浅水辫状河三角洲前缘水下分流河道砂体,分布范围广,延伸距离远;类型为温带湿润气候条件下的水进退积、粗粒型浅水辫状河三角洲,湖盆面积大,物源供给充足。该结果为准噶尔盆地莫北地区及同类区域勘探开发提供参考。

东非鲁武马盆地海底水道—朵体体系粗粒浊流沉积物波特征及主控因素

海底水道—朵体体系内粗粒沉积物波的研究可以深化浊流搬运过程的认识。利用先进的地球物理成像技术,通过地震地貌分析,对东非鲁武马盆地海底水道—朵体体系内这种后期易被改造的特殊沉积体进行识别和解释,结合粗粒沉积物波的形态、尺度、移动方式、厚度变化、平面分布等特征,探讨其成因和影响因素。鲁武马盆地近海底水道—朵体体系内的粗粒浊流沉积物波具有多变的地貌和逆行砂丘的底形。水道内粗粒沉积物波规模较小,分布范围局限;水道—朵体过渡带的粗粒沉积物波规模大,波高约45~110 m,波长可达一千余米,总体规模大于其他地区已识别出的粗粒深水沉积物波。构造活动、超临界流产生的水跃作用、地形地貌的变化以及底流作用是鲁武马盆地粗粒浊流沉积物波形成的主控因素。

矩值法和图解法计算山区河流沉积物粒度参数的差异

在宜昌市山区小河莲沱溪采集一组以粗砂和极粗砂为优势粒度组成的沉积物样品,在筛析法进行粒度分析的基础上,用矩值法和图解法分别计算沉积物的粒度参数,并对两种方法所得的结果进行对比.两种计算方法得到的平均粒径和分选系数十分接近,基本上可以互相替代.峰态呈一定的相关性,但不可互相代替.偏态较为离散,不具有明显的相关性.分析发现其中的差异性原因与两种方法的计算原理及粗粒沉积物的粒度组成有关.两种方法计算所得粗粒沉积物的偏度没有明显的相关性,图解法偏态值指示了样品主体的尾部,而矩值法偏态值反映了样品总体的尾部特征.对于两种方法所得峰态值,当样品的粒级分布曲线呈单峰且粒级分布比较集中时,两种方法计算得到的结果差距不大,而当样品的粒级分布曲线呈双峰且次峰频数较大时,两种方法计算得到的结果则具有较大的差异.图解法的计算未能考虑到两端尾部的粒度特征,会导致粒度参数的计算产生偏差,而矩值法计算原理更科学,结果较为准确,因此在资料整合同化处理过程中应充分考虑两种方法计算粒度参数时导致的差异.

川西地区龙门山前带侏罗系物源与沉积体系演化

前陆盆地山前带近源体系是近几年沉积学领域的研究热点与难点。侏罗系沉积期,川西地区龙门山前带发育了一套近源粗粒沉积体系。笔者充分利用全区覆盖的三维连片地震数据、测录井、岩心及野外露头资料,分析了不同时期物源特征和沉积体系演化过程。研究结果表明:(1)侏罗系沉积期,龙门山前带共发育来自短轴和近长轴2个方向的5套物源体系;(2)下侏罗统主要发育冲积扇-曲流河三角洲-滨浅湖-半深湖沉积体系,中、上侏罗统主要发育冲积扇-辫状河三角洲-滨浅湖沉积体系;(3)龙门山前带可以划分3种沉积模式,分别为早侏罗世、中侏罗世和晚侏罗世沉积模式。通过研究,不仅能够为龙门山前带侏罗系致密砂岩气藏的勘探提供理论依据和数据支撑,而且可以完善对近源冲积体系粗粒储层的认识。

鄂尔多斯盆地延长组前积反射结构及地质意义

论文应用了鄂尔多斯盆地中生界延长组的测井、地震资料,从三角洲—深水沉积方面揭示鄂尔多斯盆地西南部地区延长组的前积反射地质含义。结果表明,前积结构顶部的平行反射或亚平行反射代表河流三角洲沉积环境,沿斜坡发育的高振幅前积反射代表三角洲前缘或前三角洲沉积环境,前积体底部连续高振幅的平行反射代表深水沉积环境发育,前积层中出现的高振幅凹凸点、大凹面反射验证存在砂体输送通道,前积体底部的弱振幅近平行反射是稀释浊流形成的细粒沉积物。综合认为,前积体只出现顶部平行反射和倾斜的前积反射时不发育深水沉积,深水扇环境多存在于有输送通道和底部高振幅平行反射的前积体中。