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ADCP“动底”测量的流量补偿算法

声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profiler,ADCP)对河流进行流量测量时,ADCP一般采用底跟踪模式(以河底为参考系)获得流速、断面面积,进而获得当前流域的流量,但当河流存在大量走沙(“动底”)情况时,底跟踪速度缺少顺水流分量,致使底跟踪轨迹向上游偏移底跟踪速度偏小,进而导致流量偏小。文章通过对动底原理进行分析、对动底测量方法中的回路法进行研究,提出一种基于GGA的全球定位信息系统(Global Positioning System,GPS)模式下平均动底速度测量方法以及两种动底流量补偿方法,并利用实测数据进行分析验证,结果表明本文提出的动底速度测量方法及动底流量补偿方法对“动底”检测与补偿有显著的效果。

燃料棒加长端塞与包壳管TIG环焊工艺研究

新型燃料棒采用自主研发的锆合金包壳管,具有独特的长形中空下端塞结构,由于包壳管与端塞配合处壁厚较薄,端塞总长变长,采用常规燃料棒端塞TIG焊接方式将面临焊缝易烧穿、焊缝腐蚀检查不合格、焊接设备工装无法满足要求等问题。通过设计焊接工装和开展焊接电流试验、管内负压试验、夹持距离调整试验,针对新型端塞斜面面积小影响散热效果、焊接变形导致直线度超差问题,重新设计了焊接顶头结构;为避免焊缝熔深过大,选择了合适的TIG焊接峰值电流,并重新匹配焊接基值电流;为保证焊缝腐蚀检查结果合格,焊接前调整包壳管侧夹持距离,焊接过程中对包壳管管内空气进行抽空。采用新的TIG环焊工艺,获得了外观尺寸合格、理化性能优良的焊缝质量,焊接结果满足要求。

东非鲁伍马盆地深水X气藏海底扇储层构型研究:重力流—底流交互作用的指示意义

底流在陆缘深水环境下广泛存在,可对深水沉积过程及砂体分布产生重要影响。前人对重力流与底流的交互作用机制及沉积产物开展了大量研究,但目前有关底流改造型的海底扇储层构型模式仍然研究不够深入。东非鲁伍马盆地是当前重力流—底流交互作用研究的热点地区,文中以其代表性的下始新统海底扇水道体系为例,综合岩心、测井及三维地震资料开展储层构型精细表征,建立重力流—底流交互作用下的海底扇水道体系构型模式。研究表明,目标水道体系内部发育水道、溢岸及朵叶3种构型要素,其中水道可分为水道复合体、单一水道及其内部不同级次的构型单元。底流对细粒物质的搬运可形成非对称的溢岸沉积,导致水道复合体之间呈逆底流侧向迁移叠置样式,其间泥岩隔层容易保存;单一水道之间呈顺水道纵向迁移或逆底流侧向迁移样式,其中纵向迁移部位水道切叠连通,而侧向迁移部位容易保存泥质侧向隔挡体。受重力流沉积演化的影响,单一水道内部充填由砂泥交互型逐渐演化为富砂型,且在水道弯曲段的轴部砂体最为发育。

东非鲁伍马盆地中始新统深水沉积特征及层序界面识别方法

以层序地层学经典模式为指导,利用岩心、测井、录井及地震资料,总结了东非鲁伍马盆地深水区中始新统三级和四级层序界面特征,将深水沉积中发育的水道-朵体复合体与沉积相对应,划分了沉积亚相和微相,并在此基础上探讨了深水沉积的演化规律及其对储层的影响。研究结果表明:①鲁伍马盆地中始新统三级层序顶界位于凝缩段和偶发的碳酸盐碎屑流顶部,底界为逐期南向迁移的重力流底界;四级层序由半深海泥岩顶界和地震剖面上连续性好的沉积界面确定,但仅可以在水道-朵体复合体分布范围内开展解释。②研究区深水沉积可识别出水道复合体和朵体复合体2种沉积相,复合水道、朵体、决口扇和溢岸/漂积沉积4种亚相,水道轴部/边部充填、内天然堤、块体搬运沉积(MTD)、水道底部滞留沉积、朵体单元主体/边缘、决口扇和溢岸/漂积沉积等9种沉积微相;决口扇和溢岸/漂积沉积均分布于复合水道的北侧,受底流影响的决口扇在平面上呈向北发散的脉状。③研究区中始新统深水沉积的演化分为SQ1—SQ4共4个阶段,整体表现为先进积、后退积的过程,水道-朵体复合体受重力流与底流交互作用影响,逐期向南迁移。④研究区储层的发育主要受控于沉积微相,朵体单元主体和水道轴部充填微相发育的储层品质好,其中朵体单元主体微相中储层最发育、物性最好,孔隙度为13.00%~21.00%,渗透率为5.0~118.0 mD,水道轴部充填微相次之,储层孔隙度为13.00%~19.00%,渗透率为0.8~23.0 mD;溢岸/漂积沉积微相中发育的储层物性差,决口扇不发育储层。

波浪运动在底边界层的湍流结构数值研究

本文基于k-ε模型研究了波流边界层内湍流结构特征。研究结果表明,时均流速分布数值解与实验结果高度吻合。一个波周期内湍流结构特征(如:涡量、湍动能、湍动能耗散率等)呈周期性变化规律,波浪作用引起涡量、湍动能及湍动能耗散率均在减速阶段减小,在波谷处达到最低值,而后在加速阶段增大,并在波峰处达到最大值。近壁面处湍流结构变化幅值较大(湍动能耗散率变化可达53%),远离壁面处变化幅值较平均值较小(仅3%)。波流边界层厚度在减速阶段增加,在加速阶段减小。本文所建立的数值模型克服了现有模型因采用“高雷诺数方法”引起的近壁区精度不高问题,可较好地描述波浪作用下湍流结构演变过程的物理机制,为河口海岸地区泥沙运动、岸滩演变及海洋可再生能源的开发利用提供一些指导意义。

利用反射地震和多波束资料研究南海西北部麻坑的结构特征与成因

麻坑通常是由海底流体逸散形成的一种海底表面的残留地貌.本文所研究的区域主要位于南海的西北部,包括琼东南盆地的西南部和中建南盆地的中北部.该区域海底表面主要覆盖细粒沉积物,并且底流活动强烈,底流水道发育.为麻坑的形成和发育提供了有利条件.麻坑发育的主要因素是流体逸散系统,本文通过反射地震资料在本区发现了断层、气烟囱、泥火山、泥底辟、声空白/声混浊、强反射等多种与流体逸散相关的指示特征.麻坑的几何特征随着区域的不同会有较大变化.首先本区麻坑的尺寸跨度较大,与底流水道伴生的麻坑和广乐隆起的麻坑表面宽度通常是几十米到数百米,其他区域麻坑的表面宽度通常可达数千米,被称为巨型麻坑.其次本区麻坑的表面形态复杂多样,有圆形、椭圆形、新月形、环形等.各种不同的形态有可能指示了麻坑的不同发育阶段,新月形麻坑可能发育程度较低,其次是环形,圆形则相对较为成熟.据此推断发育程度较低的新月形麻坑有可能是活动麻坑,而地震海洋学的资料也倾向于证实这一点.

重力流沉积:理论研究与野外识别

重力流沉积是(半)深海和深湖环境中一种重要的沉积现象,因此准确识别重力流沉积对恢复古代沉积环境具有重要意义。从沉积物重力流的基本理论出发,介绍四类重力流沉积的特点和野外鉴别特征。碎屑流沉积表现为颗粒大小混杂,底面平坦,板条状砾石平行层面排列;超高密度流沉积的砂岩呈厚层状或块状,砂岩内部经常出现较大砾石或泥岩碎片,泄水构造和液化构造常见,具逆粒序的颗粒流也属于超高密度流;高密度流沉积兼具超高密度流和浊流沉积的特点;鲍玛层序Ta-d段是一次浊流事件的产物,但只有Ta段为浊流沉积,Tb-c段为牵引流沉积,Td段为悬浮沉积。在重力流发展过程中可出现各种流动转换。底流和过路流对重力流沉积的改造也是一种普遍现象。

深水重力流与底流交互作用研究进展

重力流和底流是深水环境下的两大基本流动体制,对二者交互作用的研究是当前沉积学研究的前缘和薄弱环节。底流及底流改造沉积物在岩芯上具有上部侵蚀面、双泥层、牵引流成因的各种层理等识别标志;底流成因的漂积体在剖面上呈现透镜状单元、迁移性特征及波状发射等地震反射特征。本文通过综述重力流与底流交互作用的研究成果,认为依据某段地质时期内深水盆地中主导沉积机制的不同,将重力流与底流的交互作用分为以下4种表现形式:①底流对前期重力流沉积进行改造;②重力流对前期底流沉积进行改造;③重力流与底流交互主导同一地区的沉积以及④底流与重力流同时作用于沉积物。相对海平面变化、气候(冰期—间冰期)变化、构造活动、地形地貌等因素,主要通过影响重力流与底流机制的相对强度大小,控制深水重力流与底流交互作用的进行。中国南海具有重力流与底流交互沉积的优越地质条件,发育有单向迁移水道、沉积物波等特色沉积记录。加强现今海流观测,对于南海底流循环格架的建立意义重大。

莺歌海盆地东方区黄流组重力流砂体的底流改造作用

莺歌海盆地东方区上中新统黄流组一段为浅海重力流沉积,但浅海环境下水动力能量和方向十分复杂,关于重力流砂体的沉积过程和成因机制等方面还存在争议,特别在是否具有底流改造作用方面争议较大,故基于岩心、铸体薄片、测试数据以及元素地球化学数据对研究区底流改造作用进行识别,并探讨底流对重力流砂体的改造作用过程。底流改造作用的证据主要表现在:1垂直重力流方向,底流改造作用造成砂体展布范围更广;岩心上具有典型牵引流沉积构造特征,表现出波纹交错层理、脉状层理、S型交错层理,泥质条带可呈现丘形,细砂岩向上显示突变接触,且其内部具有弱侵蚀和截切构造特征,局部发育悬浮沉积泥质;2岩石成分、粒度特征及物性方面,由于底流的改造作用,其跳跃组分明显增加,细砂岩中泥质含量减少,粒度变大,底流改造砂岩平均孔隙度19.2%,平均渗透率106.9 mD,平均孔喉半径8.34μm,使其物性明显好于重力流砂岩,且底流改造砂岩的有孔虫生物壳体多被破坏,而重力流砂岩的生物壳体大多保留完整;3砂岩元素地球化学特征方面,B/Al、Cr/V、Co/Ni及稀土元素指标均反映存在富氧水团的底流作用改造。综合区域演化特征可知,研究区存在内波内潮汐发育的基本条件,在重力流砂体沉积后不久,底流主要是对早期重力流厚砂体的上部进行改造,将原始重力流砂体中的泥质等细粒组分带走,使其孔喉半径增大,物性变好。底流改造砂体可作为优质储层,对后期开发具有重要实际意义。

台湾峡谷HD133柱状样中重力流、底流交互沉积的证据

在台湾峡谷水深3284m处全长699cm的HD133柱状样中共识别出1个厚沙层(厚127cm)和8个薄沙层(单层厚度8～15cm),这些沙层中含大量浅水底栖有孔虫,反映其为来自浅水区的陆源物质以重力流方式形成的沉积物。然而,单用重力流无法对这些沙层的成因作出合理的解释:该样中的厚沙层以中沙为主,平均粒径范围1～2Φ,薄沙层以粉沙-细沙为主,平均粒径范围3～4Φ;沙层的分选系数小于2.5,局部接近于1,分选好—极好,长石/石英比值低,具有很高的结构成熟度和成分成熟度;在粒度特征上,其频率分布曲线为单峰,累积概率曲线为2～3段式;特别是在垂向序列上,沙层顶底呈突变接触;以上特征均表现为明显的牵引流特征。此外,在柱状样中发现含有太平洋深层水所特有的底栖有孔虫Bulimina aculeata、Planulina wuellerstor fi、Eggerella brad yi种类,且大量生物壳呈棱角状破碎,表明该样在沉积过程中受到太平洋深层水的入侵,这些证据支持了前人关于研究区内可能发育活跃的底流作用的推断。综合分析认为HD133柱状样中的沙层是重力流和底流交互作用的产物。

深水沉积物波及其在南海研究之现状

深水沉积物波的研究始于20世纪50年代。根据成因和结构特征,可以将深水沉积物波划分为细粒底流、细粒浊流、粗粒底流和粗粒浊流等类型。不同类型的沉积物波具有不同的形态、物质组成及分布特征。已提出的深水沉积物波的形成模式主要有背流波模式、逆行沙波模式、内波模式及底形和斜坡失稳混合模式等。1994年太阳号95航次和1999年ODP184航次揭示并证实,南海北部东沙岸外1144站所处的深水陆坡区发育有一高速沉积物牵引体。根据最新的地震资料分析发现,该牵引体实际上由一系列逆陆坡向上倾方向迁移的沉积物波组成,这一发现对于南海北部大陆边缘古海洋、古环境和古气候研究,以及南海深水油气勘探具有重要意义。

南海北部沙波区海底强流的内波特征及其对沙波运动的影响

2008年3月6日至2008年4月9日,在南海北部外陆架与陆坡上的沙波区进行了海底流速的连续观测,观测结果表明潮流与海流较弱,但时有流速达30—77cm·s-1的海底强流发生。强流方向与南海北部内波传播方向相对应,多分布在偏NW向与偏SE向。偏SE向流强于偏NW向流,与内波在传播方向上的下坡流大于上坡流的特征一致。对流速序列进行了旋转功率谱分析,结果表明,高于M2分潮的频率中,众多的振荡分量具有内波流性质,说明阵发性强流为内波所致。采用观测流速计算了沙波的移动速度,计算结果得出强流能起动海底泥沙,由于NW向传播(上坡方向)的内波导致了SE向(下坡方向)的净流动,沙波偏SE向移动,但沙波移动速度不大,小型沙波移动速度小于1.6m·a-1。采用潮流、风暴潮耦合模型计算了强台风驱动的海底流速过程,表明潮流、风暴潮耦合也能移动海底沙波,但沙波移动方向与台风路径相关,不一定为SE向,且移动距离更小,潮流、风暴潮耦合不是沙波移动的主要动力机制。

台湾峡谷中段沉积特征及流体机制探讨

海底峡谷、高弯度水道等深水沉积单元中的流体活动方式是人们关注的热点。本次研究利用高分辨地震资料,结合地形地貌特征对台湾峡谷中段的沉积特征及流体活动方式进行初步探讨。台湾峡谷中段发育内堤岸(inner levee),它成层性好、地层产状倾斜,地震反射特征与峡谷西岸和下覆滑塌体明显不同,内部结构表现为逐级上超的特征,以侧向加积为主。曲流河和深水高弯度水道的点坝均发育于河(水)道拐弯处,由于离心力作用,沉积物在凸岸堆积形成点坝。该内堤岸位于峡谷中段直线型地段,不具备形成点坝的地形地貌条件,综合分析认为该内堤岸是由垂直于峡谷轴向、自西向东的底流与沿峡谷向下的重力流交互作用形成的。

东非鲁武马盆地始新统超深水重力流砂岩储层特征及成因

鲁武马盆地古近系—新近系发育多套超深水、超大型、富含天然气藏的重力流沉积砂体。以始新统砂体为解剖对象,分析区内重力流砂岩储层特征及成因。结果表明砂体以巨厚层状产出于深海泥岩内部,并与周围泥岩截然接触,测井曲线表现出宏观均一性;岩心揭示此类巨厚砂体是由多期单砂体叠置而成,单砂体是由底部高密度颗粒流和顶部低密度浊流两部分组成,且经历过强底流改造。鲁武马河流三角洲强大物源供给决定了区内砂体分布面积和体积规模;深海滑塌、块体搬运等重力流沉积过程控制了沉积体粒序构造和内部结构;海底区域性强底流持续冲刷并携带走单砂体顶部细粒沉积物,残留了底部"干净"的中粗粒砂岩;多期沉积事件和频繁水道迁移决定了砂体纵、横向叠加展布,并最终形成了区内厚度巨大、岩性宏观均一且连通性极好的超大型深水重力流沉积砂岩储层。

中国南海西北次海盆西北陆缘洋陆过渡区深水沉积体系特征

高分辨率二维地震资料显示中国南海西北次海盆西北陆缘(水深1 000 m及以下)发育如下深水沉积体系:珠江口盆地南部隆起区缓坡带(水深约1 000~1 500 m、坡度【1.2°)出露神狐南海山,该海山附近发育'海山相关等深流沉积体系',可能受南海中层水循环(自西向东)底流控制;神狐南海山以南水深约1 500~2 500 m的陆坡区(坡度】2°)普遍发生坡移,发育'重力流滑塌体系'和'峡谷体系',鲜见等深流沉积;下陆坡区(水深】2 500 m,坡度稍缓【2°)滑塌现象明显减少,主要发育'峡谷体系'以及'席状等深流沉积体系',席状等深流沉积体系可能受分散的、流速较低的南海深层水循环底流控制。地震沉积记录显示,神狐南海山附近等深流侵蚀特征最早出现于晚中新世早期,其后至现今该区较稳定发育等深流沉积/侵蚀的加积序列,说明南海西北次海盆西北陆缘的稳定底流沉积/侵蚀可追溯至晚中新世早期。

等深流沉积研究进展

等深流沉积研究已有约50年的历史,其研究成果极为丰富。近10余年,随着科学技术的发展和海洋意识的提高,等深流沉积研究工作开展迅速,涌现出了大量的新成果。简要回顾了等深流沉积研究的历程,结合最新研究成果,对其进展及认识进行了总结。等深流沉积以细粒沉积为主,沉积构造及生物扰动发育,多呈细—粗—细沉积序列。其类型可分为长条形丘状漂积体、水道型漂积体、补丁型漂积体等7类。沉积模式根据地形、水动力、路径等可分为简单路径模式、复杂路径模式以及等深流与重力流交互作用模式。等深流与重力流交互作用是深水沉积研究热点之一。等深流沉积研究面临的问题及发展方向主要有三方面,即,1)完善识别标志,推广研究成果;2)综合运用多种手段和理论,探讨沉积过程与构造演化、古海洋及气候变化的耦合关系;3)加大油气勘探潜力研究力度。

反射地震方法研究南海北部的深水底流

1引言 对于深水的定义,是随着技术的发展而变化的,目前普遍认为水深大于300m的海域即为深水,其沉积动力机制和沉积体系与陆相和浅水环境有较大的不同,是全球油气勘探和开发的热点和前景领域。目前海洋油气勘探已经逐步从浅水区转向深水区,

广西凭祥盆地深水底流沉积类型及其研究意义

内波、内潮汐沉积和复合流沉积是二十余年来在古代深水环境中新发现的一种具牵引流性质的沉积相类型,由于地层沉积记录十分有限,制约了深水底流沉积的沉积学研究。大比例尺实测地质剖面和精细露头测量表明,底流沉积发育于凭祥盆地深水沉积之中,通过对其沉积构造精细剖析和古水流测量,识别出内波、内潮汐沉积和复合流沉积,其中内波、内潮汐沉积以双向交错层理、单向交错层理、透镜状层理为特征,复合流沉积以复合流层理、丘状交错层理和较陡的爬升波纹层理为特征,进一步表明存在浊流和底流的交互作用,为古代地层中的深水底流沉积提供了又一研究实例。

晚第四纪普里兹湾北部陆坡岩心沉积学记录及古海洋学意义

通过对普里兹湾北部陆坡P1-03岩心沉积物敏感粒级组分的提取和年代学分析,发现:大于>63μm的砂砾级组分可作为冰筏碎屑的指示粒级,过去52万年以来该地区共发生了8次较大的冰筏碎屑事件,出现在冰期及间冰期中相对较冷的阶段。分选级粉砂和黏土组分的含量可指示底流强弱,其旋回变化显示冰期底流较弱,有利于黏土沉降;间冰期南极绕极流主轴南移,陆架-陆坡水体交换加强,底流增大,对沉积物的搬运和簸选加强。