三角洲與沖積扇

1、.沖積扇沖積扇是由山前或斷崖邊向鄰近低地延伸的,是一種主要由粗粒碎屑物質(zhì)組成的圓錐形、舌形或弓形 的堆積體.它代表陸上沉積體系中最粗粒的、分選最差的近源沉積單元,通常在下傾方向上變成細(xì)粒、坡 度較小的河流體系.然而也有某些扇,它的前緣直接進(jìn)入湖泊或海洋,那么稱為扇三角洲.關(guān)于扇三角洲將 放在以后的章節(jié)中進(jìn)行論述.沖積扇的形成和作用過程一、沖積扇的形成沖積扇的形成主要是在山區(qū)或上游發(fā)生暴洪時(shí),大量的水體夾帶豐富的泥砂沿山溝順流直下,當(dāng)流出 山口時(shí),空間忽然開闊、坡度銳減、水流能量忽然驟減,巨量的砂、礫、泥快速堆積而形成.在形成沖積 扇的過程中常伴隨有重力的不穩(wěn)定性而出現(xiàn)重力流.因些沖積扇大量地出

2、現(xiàn)于構(gòu)造的活動區(qū),如裂谷盆地、與走滑有關(guān)有拉張盆地、前陸盆地和快速抬升的山體前緣.在我國天山山前和昆侖山山前可見大量現(xiàn)代的 沖積扇.同時(shí)沖積扇的發(fā)育與氣候有關(guān),雖然一般認(rèn)為沖積扇發(fā)育于干旱地區(qū),實(shí)際上沖積扇既可發(fā)育于 干旱氣候地區(qū),也可發(fā)育于潮濕氣候地區(qū).然而氣候?qū)_積扇的發(fā)育有一定的限制作用,即干旱地區(qū)沖積 扇坡度比擬陡、扇體較小且沉積物粒徑大小懸殊；而潮濕氣候地區(qū)的沖積扇坡度小、扇體較大且沉積物粒 徑相對細(xì)而均一.二、沖積扇的作用過程McGowerf口 Groat 1971把沖積扇劃分為近端扇、中扇和遠(yuǎn)端扇三個(gè)亞相.也有學(xué)者把沖積扇分為 上扇、中扇和下扇三個(gè)亞相圖 1.1金河遢戊典 員的河

3、消血良由"*,i漳黑朝學(xué)仃通耳科堪筑相圖1理想沖積扇沉積類型及剖面形態(tài)據(jù)R.D斯皮林,1974沖積扇的作用主要是通過沉積物所反映的特征來決定的,它們在剖面上主要是由多個(gè)正旋回的沉積層序組成,絕大局部的扇體反映辮狀河流和泥石流和漫流沉積的疊加,其次還有篩濾作用的沉積圖21l! £71攜水加和匚由 T- .a.t! 口 % rt1,' it 4K c：圖2半干旱氣候條件下的沖積扇層序二、沖積扇儲層的特征1、儲集體的形態(tài)沖積扇的動力成因和沉積特征,決定了砂礫巖儲集體的形態(tài)特征在扇體走向的平面上呈長條形分布, 而且向下游方向發(fā)散,主要是有辮狀河道不斷改道的砂礫巖體在側(cè)向上的

4、組合.在其垂向剖面上那么反映出 由多個(gè)底凸頂平凸形的透鏡狀砂礫巖體的疊合.砂礫巖體在傾向方向上延伸距離可達(dá)數(shù)百米,甚至數(shù)千米;而在橫向上那么極不穩(wěn)定,一般為數(shù)十米或數(shù)百米；垂向上一般厚度為數(shù)米或十余米.2、沉積物粒級寬、分選性、磨圓差據(jù)克拉瑪依油田對三疊系沖積扇儲層的研究,碎屑巖粒度分布范圍為260mm-0.01mm其中小礫巖點(diǎn)53%巨礫巖點(diǎn)28%粉砂和泥僅點(diǎn)4%碎屑顆粒大小混雜,分選性差、顆粒的分選性對儲層物性有很大的 影響圖3;無明顯的泥巖隔層.巖石成分成熟度低,石英含量僅點(diǎn)16%長石含量點(diǎn)19%其它那么為巖屑或雜基.膠結(jié)成分復(fù)雜、膠結(jié)方式多變、含量亦高；膠結(jié)成分有蒙脫石、伊利石、綠泥石、

5、碳酸鹽、方沸石等,平均占巖礦組分的 19.9%;以孔隙式膠結(jié)為主,產(chǎn)狀有薄式、橋塞式、充填式等,對孔隙的大小和霰態(tài)影響很大.舶1e歸小ii新歡圖3克拉瑪依三疊系沖積扇礫巖顆粒分選系數(shù)與孔隙度關(guān)系3、具“復(fù)模態(tài)的孔隙結(jié)構(gòu)沖積扇屬突發(fā)性和間歇性的高能快速沉積體,沉積物分選差、不同粒級沉積物混雜堆積,但主要是砂 礫巖,砂礫巖含量可達(dá) 80-90%以上,其次是粉砂巖和泥巖.粒級的廣泛分布決定了其具復(fù)模態(tài)的孔隙結(jié)構(gòu) 特征.表現(xiàn)為以礫石為骨架的大孔隙中局部或全部由砂粒級的物質(zhì)所充填；而在砂粒間以被更細(xì)的泥質(zhì)所 充填,這種由礫、砂、泥三者組成的復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)稱為“復(fù)模態(tài)的孔隙結(jié)構(gòu).復(fù)模態(tài)總孔隙度6 礫間孔隙

6、度力p X砂間孔隙度6s, 一般都呈中低孔隙度,如克拉瑪依油田二疊系、三疊系礫巖儲 層,一般為6.1-22.6%,平均孔隙度為15%草橋油田礫巖的孔隙度為 11%-14%這類儲層有效滲透率變化范 圍大,一般為 2-3500X10-3um2o4、無論是在平面上還是在垂向上都表現(xiàn)為嚴(yán)重的非均質(zhì)性沖積扇中的砂礫巖儲集體是由時(shí)期、強(qiáng)度能量、延續(xù)時(shí)間長短、物源性質(zhì)、攜帶沉積物量、搬運(yùn)介質(zhì) 性質(zhì)等因素差異的情況下多期洪水所沉積的砂礫巖體的疊加,可以想象不同沉積體在儲層物性上的差異. 根據(jù)各層常規(guī)的物性分析、孔隙結(jié)構(gòu)特征參數(shù)、壓力恢復(fù)曲線解釋參數(shù)綜合起來進(jìn)行比照分析,說明平面 非均質(zhì)程度很高,而且具有明顯的

7、分帶性,近端扇和遠(yuǎn)端扇非均質(zhì)性嚴(yán)重,而中扇相對較好表1.亞相容積系數(shù)m%進(jìn)汞系數(shù)%atn退汞率%孔隙相對均勻系數(shù)有效孔隙度%有效滲透率X10-3um2相對評價(jià)扇中80.61203.2134.4較好近端扇90.4716.44.092.5較差遠(yuǎn)端扇110.3614.34.47-82.1差扇體平面非均質(zhì)性表1垂向上層內(nèi)的非均質(zhì)性也很嚴(yán)重,滲透率的級差在1-400倍之間,非均質(zhì)系數(shù)變化在 0.11-43之間,層內(nèi)巖性相對均質(zhì)的小段平均只有 0.31-0.47m o在辮狀河道沉積中其孔隙度與滲透率都比擬高,特別是在篩 濾沉積物區(qū),孔隙度可提升 1-2倍以上,而滲透率可提升數(shù)百倍.有時(shí)只差10-15cm距

8、離的樣品,其滲透率可相差20-50倍.二.三角洲三角洲的概念可追溯到公元前約4 0.年,當(dāng)時(shí)赫羅多特斯看到尼羅河口的沖積平原同希臘字母的 形狀相似,于是三角洲這個(gè)詞就產(chǎn)生了.J .巴雷爾19 12給三角洲的定義是“河流在一個(gè)穩(wěn)定的水 體中或緊臨水體處所形成的、局部露出水面的沉積體應(yīng)該說至今也沒有必要修改這個(gè)定義.但真正的研 究工作可以追溯到十九世紀(jì),1885年吉爾伯特就描述了湖泊三角洲,由于油氣勘探的不斷擴(kuò)大和深入,本 世紀(jì)四十年代從美國的密西比河三角洲研究開始,一直升溫并持續(xù)到八十年代,對三角洲的分類、成因過 程、形成機(jī)理、沉積特征、沉積模式與油氣的關(guān)系進(jìn)行了全面深入的研究并取得了巨大和輝煌

9、的成果.如 分類上,根據(jù)注入物、潮和波的能量通量把三角洲分為河控三角洲、浪控三角洲和潮控三角洲；在浪控三 角洲中又依據(jù)河流作用和海洋作用的強(qiáng)弱分為鳥咀三角洲、朵狀三角洲和鳥爪狀三角洲.在沉積相和亞相、甚至微相的劃分上都 有一定的標(biāo)準(zhǔn)性,分為三角洲平原頂積層、三角洲前緣前積層和前三角洲底 積層.在垂向序列上也進(jìn)行了總結(jié)和理論化,前三角洲主要是細(xì)粒泥質(zhì)沉積物,三角洲前緣那么為以砂為 主的沉積并具明顯的反韻律的粒級變化、對其形成機(jī)理也進(jìn)行了詳盡深入的研究和探討并取得了統(tǒng)一的認(rèn) 識.對三角洲在油氣勘探中的作用更是不言而喻.由于關(guān)于論述海洋三角洲的著作和論文多似煙波浩瀚的 大海,任何言語都是多余的.根據(jù)

10、中國陸相盆地沉積特征,把陸相湖盆中的三角洲分為扇三角洲、辮狀河三角洲和正常三角洲更為 適宜實(shí)用,而且現(xiàn)今大局部學(xué)者也是這樣用的.扇三角洲：霍姆斯Holmes,1965 曾把扇三角洲定義為：直接進(jìn)積到海洋或湖泊中的沖積扇.這種類型的沉積, 國外已有不少報(bào)道,我國中、新生代陸相含油氣盆地中也廣泛分布.它發(fā)育于湖泊的陡岸一側(cè),雖然單個(gè) 體積不大,但沉積體直接插入湖盆腹地與深水湖泊泥接觸.使其近水樓臺可以充分汲取生油巖生成的油氣,而且由于物源豐富,沉積速度快,具較好的儲油物性,另外,隨湖盆深陷和消亡的變遷具完好的細(xì)粒泥質(zhì) 覆蓋層,因而,扇三角洲沉積體生、儲、蓋配置完好.對我國陸相含油氣盆地來說,具有重

11、要的現(xiàn)實(shí)意義.一.影響扇三角洲沉積的主要因素湖泊中的扇三角洲是物源區(qū)緊鄰湖盆,沖積扇直接進(jìn)入湖盆所形成的沉積體,形態(tài)相似于沖積扇,但 又別于沖積扇.影響扇三角洲發(fā)育的因素繁多.對中國東部中、新生代陸相盆地中,限制扇三角洲發(fā)育的 主要因素有三個(gè),河流作用無疑是扇三角洲形成的主導(dǎo)因素,除此以外,是構(gòu)造因素和氣候條件.我國東部中、新生代以來,由于太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖潛沒,使我國陸殼向東蠕散,沿NNE方向產(chǎn)生地殼破裂帶,上地幔在地殼薄弱處和地殼破裂帶隆起,上層地殼處于引張應(yīng)力作用下,使古生界基底塊 斷破裂,形成一系列箕形或半地塹狀斷陷盆地,近斷層一側(cè),常因地形高差大,山間河流出山口后形成的 沖積

12、扇往往直接入湖,即形成扇三角洲沉積.它們可以處于盆地發(fā)育的各個(gè)階段,但以張裂后期和深陷期 為主,隨地形、物源和氣候的不同而有所變化.氣候條件也強(qiáng)烈地限制著扇三角洲的發(fā)育,在干旱氣候條件下,植被覆蓋差,巖石風(fēng)化強(qiáng),洪水期大量碎屑物質(zhì)由湍急的山間河流攜出山口后,越過陡坡直接傾入湖泊形成扇三角洲沉積.目前已發(fā)現(xiàn)的扇三 角洲,在渤海灣盆地中大局部發(fā)育于氣候炎熱干旱的下第三系沙河街組四段和氣候干旱的沙河街組二段, 泌陽凹陷中發(fā)育于亞熱帶干旱 -半干旱氣候的下第三系桃樹園組三段,松遼盆地中見于白堊系泉頭組, 等等.二,沉積特征由于扇三角洲由季節(jié)性山間河流出山口后直接入湖而成,因此,無論在平面上和剖面上,其

13、相序關(guān)系 與源遠(yuǎn)流長的河流三角洲均有顯著的區(qū)別,沉積體前緣直接與深水湖泊泥接觸,且往往與濁流沉積交互成 層,而陸上局部是緊鄰山口沖積扇體的一局部,因而三角洲平原發(fā)育不全,沒有曲流河段,而被粗粒的扇 上辮狀河相所取代圖 4.地層厚中等薄粒級以砂礫為主以砂為主,含礫以泥、粉砂為主層理類型無遞變層理或遞變不明顯, 見各類交錯(cuò)層理見小型交錯(cuò)層理、波狀層理、透鏡層理、包卷層理水平層理為主,見包卷層理韻律正韻律正、反、復(fù)合韻律不清楚接觸關(guān)系頂?shù)淄蛔兊淄蛔?頂漸變漸變含沙量高,大于50%最高60-70%低圖4扇三角洲橫剖面及特征1、地形坡度大,沉積面積小正常河流三角洲在河口地區(qū)乃至曲流平原,坡降在萬分之一左

14、右,長江為0.10.7 %.,而扇三角洲的河流坡度或扇坡度一般為正常河流三角洲的幾倍至幾十倍,牙買加南部海岸扇三角洲坡度達(dá)15%.,阿拉斯加?xùn)|南岸為217.6%o,日本Honshu島中西部為10%.,我國松遼盆地下白堊統(tǒng)中英臺扇三角洲為1.11.75 %,遼河裂谷盆地中,下第三系的扇三角洲同一斷階為1835%°.就扇體面積說,一般為幾到幾十平方千米,有的甚至缺乏1平方千米,如阿拉斯加?xùn)|南岸一個(gè)扇三角洲為446平方千米,而得克薩斯西南部的一個(gè)扇三角洲面積僅為0.37平方千米,我國中新生代扇三角洲面積一般為100300平方千米.這里必須指出,對古代扇三角洲的勘探因受到各種條件的限制,重疊

15、的葉狀體不易嚴(yán)格區(qū)分而使面積有擴(kuò)大. 2、近源、粒粗,成熟度低在斷陷盆地陡側(cè),水系一般呈梳狀和樹枝狀分布,河流短小,因而物源區(qū)的巖石強(qiáng)烈地限制著扇三角 洲沉積物,在泌陽凹陷中,附近母巖為二云更長混合片巖、黑云母更長混合片巖及石英脈時(shí),砂巖中云母 含量高,重礦物組合以變質(zhì)巖中常見礦物石榴子石為主,高達(dá)60%70%當(dāng)附近母巖為花崗巖時(shí),礫石成分以花崗巖為主,重礦物組合中錯(cuò)石、石榴子石的含量分別達(dá)15%40啕20%30%簾石、云母含量低.從整個(gè)扇體看,巖石組合特征是砂礫、砂泥混雜,分選性較差,一般礫石直徑26cm最大可達(dá)20cm以上,磨圓度不等,結(jié)構(gòu)和礦物成熟度低,砂礫巖成分復(fù)雜,隨母巖而變化,有鈣

16、礫和泥礫,巖屑含量可達(dá)40%50% 一般屬長石質(zhì)巖屑砂巖和巖屑質(zhì)長石砂巖.單個(gè)扇體,其巖性特征具規(guī)律性的變化,單層厚度一般為數(shù)米,有時(shí)達(dá)10米以上.3、水下分流河道發(fā)育而陸上平原相發(fā)育不好扇三角洲的建設(shè)主要是在間歇性河流的洪水期,那時(shí),水流湍急,流量倍增,同時(shí)湖盆坡降較大,因 此,河水進(jìn)入湖盆蓄水體以后還保持一定的位能繼續(xù)沿濱岸斜坡侵蝕下切,形成大量水下分流河道,由于 陸上分支流河道的側(cè)向多變造成水下分流河道的不穩(wěn)定,不利于河口壩的發(fā)育.由于高梯度辮狀河直接入 湖,完全缺失曲流河段,因而泛濫平原、天然堤、越岸扇等不發(fā)育圖5.取而代之的是粗粒沖積扇辮狀河沉積和扇間沼澤沉積.圖5遼河西部凹陷下第三

17、系沙河街組四段杜家臺扇三角洲沉積相圖4、與濁流砂體相伴生特殊的沉積環(huán)境及水動力條件決定了扇三角洲沉積速度快、厚度大,由于三角洲前緣的快速堆積,促 使前緣砂體和前三角洲泥之間高差增大,坡度變陡,結(jié)果在三角洲前緣和前三角洲交界處發(fā)生重力滑塌形 成濁流.受地形限制,滑動距離不大,濁流砂體覆于前三角洲泥之上.氣候的波動和地表逕流的變化頻繁 影響著湖水的進(jìn)退,加之水下分流河道位置的不斷變更,使三角洲前緣砂體不斷前后移動和側(cè)向擺動,結(jié) 果在扇三角洲砂體中發(fā)現(xiàn)濁積砂體.出現(xiàn)濁積砂體的另一個(gè)原因可能是突發(fā)性洪水期,流水?dāng)y帶大量碎屑 物質(zhì),由于密度較大入湖后繼續(xù)沿湖底向湖心流動形成濁積砂體.四扇三角洲勘探實(shí)例一

18、河南雙河油田儲層特征雙河油田位于河南泌陽凹陷西南部的雙河鎮(zhèn)鼻狀構(gòu)造上,含油層位是下第三系核桃園組核三段,它是 一個(gè)典型的湖盆陡岸的扇三角洲砂礫巖沉積體.1 、沉積以礫巖和礫狀砂巖為主、最大礫徑達(dá) 10cm以上,礫石可見不明顯的定向排列,分選差 是等 具雙重支撐結(jié)構(gòu)或顆粒支撐,常見塊狀層理、平行層理和高角度的斜層理,單層厚度一般2030cm、最厚可達(dá)50cm以上,前緣發(fā)育中細(xì)砂、相對分選性較好圖 6.圖6雙河油田扇三角洲砂體典型柱狀剖面圖據(jù)王蘇民等1985年修改2、由于水動力強(qiáng)、沉積快速儲層內(nèi)部縱向上結(jié)構(gòu)復(fù)雜,砂層都有多個(gè)正韻律突變接觸的砂體組成,單個(gè)砂體厚度十幾厘米至幾十厘米,在砂體內(nèi)部或砂體

19、之間發(fā)育泥質(zhì)夾層、厚度 0.41.0m不等.3、具中等以上儲集性能,一般孔隙度為1520.6%、滲透率0.221026X10-3um,隨深度增加,孔隙度和滲透率減少,孔隙度和滲透率根本呈正相關(guān).4、儲層以原生為主也發(fā)育局部次生孔,屬于早成巖期一晚成巖A期；巖石毛管壓力曲線具偏粗歪度、分選差、曲線類型多的特點(diǎn),非均質(zhì)性嚴(yán)重.排驅(qū)壓力一般為 0.010.1Mpa、飽和度中值壓力 0.040.7Mpa圖7雙河油田扇三角洲儲層不同巖性孔隙度頻率分布直方圖李聯(lián)五等1997 圖7 雙河油田扇三角洲儲層孔隙度與滲透率關(guān)系李聯(lián)五等1997 辮狀河三角洲：辮狀三角洲這個(gè)名字是 1987年由美國Mobil研究和生

20、產(chǎn)公司的三位研究人員 McPHERSON,HANMUGAM and MOIOLA通過對粗粒三角洲研究后,為有別于扇三角洲而提出來的.他們給辮狀三角洲的定義是它基 本上由礫和砂級物質(zhì)組成,是由辮狀沖積體系直接進(jìn)入滯水體?；蚝纬傻囊磺腥侵?它與扇三 角洲不同,不一定要具大的地形高差的背景；它可能具各種類型的地形背景,如高原、平原和山地.而且 把扇三角洲與辮狀三角洲作了詳細(xì)的比照表2.扇三角洲與辮狀三角洲總體特征比擬表2名稱扇三角洲辮狀三角洲構(gòu)造背景活動活動與被動地形背景斷塊、山前和火山高地辮狀河、辮狀平原和冰水沉積平原氣候半干旱和復(fù)雜單一沉積環(huán)境和過程陸上沉積重力流 碎屑流、泥流、 滑坡、河

21、流和層 狀洪流河流、辮狀水道和層狀洪流水下海、湖、潮、波浪密度流、沉積物重力流、碎屑流和懸浮沉 降巖性礫巖、角礫巖碎屑 和混合支撐、砂 巖和泥巖礫巖碎屑支撐、砂巖中值粒級巨礫和大巖十分常見巨礫和大巖不常見分選性差、遞變不常見中好、遞變常見磨園度尖次園次園園縱向剖面非常陡陡中等相變情況復(fù)雜、不規(guī)那么和快簡單、一般和漸變側(cè)向連續(xù)性低中局地質(zhì)狀況常見非常常見形態(tài)與大小楔狀和透鏡狀,面積小,最小缺乏1km2席狀、一般大于 100kn2儲集性能比擬差好優(yōu)而且用圖示表現(xiàn)了三種三角洲的差異性圖8,使人一目了然.中國對于辮狀三角洲的引入和研究比擬晚,起步于八十年代末.由于新概念的引入,人們頭腦有這樣的理論和模

22、式,在對新盆地的研究中發(fā) 現(xiàn)了一些辮狀河三角洲,但總體還不夠深入、熟悉上與國外相比還有一定的差距.一辮狀三角洲的沉積特征1、由于辮狀河流直入湖泊,一般沉積物比擬粗,礫巖、中粗砂巖占有相當(dāng)?shù)谋壤?、可達(dá)6080%最高達(dá)95%夾薄層淺灰色、綠灰色細(xì)砂巖和粉砂巖及綠灰色泥質(zhì)條帶.2、成分和結(jié)構(gòu)成熟度低 中等,一般為長石砂巖、巖屑長石砂巖和巖屑砂巖,石英含量3050%巖屑含量可高達(dá)50%以上、一般為30溢右、巖屑成分復(fù)雜視物源而定,沉積巖巖屑、火成巖巖屑和變質(zhì)巖巖屑都可能出現(xiàn)；分選性以中等為主、亦有一定量好的和差的；磨園度都為次圓出棱角狀.粒度概率分布呈單跳躍兩段式和單跳的三段式,其中滾動組分占15%跳

23、躍組分占60%以上、也含有相當(dāng)高的懸浮組分.大_一一小 高一底床總體運(yùn)移比率低量裁W解盤驛愜依會城一岸線離物讒距離 長低流量魄定性高高流速低向 一 I梯度低圖8根據(jù)不同參數(shù)對扇三角洲、辮狀三角洲和普通三角洲進(jìn)行比擬3、沉積構(gòu)造以塊狀不顯層理、大型槽狀交錯(cuò)層理和斜層理為主,見平行層理、波狀層理和極少量的水平層理；礫石成分復(fù)雜具疊瓦狀結(jié)構(gòu),向上游傾斜、傾角15°25°、最大達(dá)35°.4、辮狀河道的主要沉積期是洪水期,因而沉積作用具有階段性和河道的快速穩(wěn)定移性,砂體之間屢次重復(fù)疊加,特別是進(jìn)入湖泊或海洋局部受波潮作用的改造,細(xì)粒物質(zhì)被波選而遠(yuǎn)離岸線,因此在濱岸地區(qū)辮狀

24、砂體性質(zhì)相似而垂向側(cè)向連接,成為分布面積很大的砂體,而之間只有薄層的泥質(zhì)夾層.正常三角洲：正常三角洲是指由曲流河進(jìn)入湖/海淺水緩坡處所形成的、向湖海方向突出的似三角形的砂泥堆積 體,我們這里重點(diǎn)論述湖泊三角洲.湖泊三角洲的類型遠(yuǎn)不及海洋三角洲豐富,研究也遠(yuǎn)不如海洋三角洲 細(xì)致、成熟.湖泊三角洲由于受構(gòu)造條件、地形、物源、氣候、植被,湖海水動力、鹽度、風(fēng)的作用等多 種因素的影響,各地的三角洲類型、沉積特征和儲層性能也相差甚遠(yuǎn),但也具有許多共性.一湖盆三角洲的根本沉積特征與沉積模式1、三角洲分布的位置正常三角洲是曲流河進(jìn)入湖/海而形成的,所以三角洲背靠寬緩平坦的河流沖積平原、且河流坡度平 緩、能量

25、相對較弱,三角洲沉積區(qū)遠(yuǎn)離物源區(qū)、沉積物通過長距離的搬運(yùn)、沉積物的粒級相對較細(xì)、分選 性好和礦物成熟度較高,沉積區(qū)構(gòu)造運(yùn)動相對緩和、坡度也較平坦,沉積速率和沉降速率根本相當(dāng)或沉降 速率略大,長期保持淺水緩坡的特征,因此正常三角洲主要分布于湖盆中的長軸方向的兩端,而在短軸方 向上偶有分布、但不常見.三角洲沉積過程中,河流作用影響最大、特征也表現(xiàn)得最明顯；而在三角洲前 緣受湖浪或岸流的影響和改造是湖河共同作用的產(chǎn)物；前三角洲以湖泊沉積為主、是三角洲沉積中的最細(xì) 局部.2 、三角洲的三帶層結(jié)構(gòu)湖泊三角洲與海洋三角洲一樣具有特征性的三帶層結(jié)構(gòu),平面上從河流的第一個(gè)分流點(diǎn)向湖泊方 向依次為三角洲平原帶、

26、三角洲前緣帶和前三角洲帶；垂向上隨三角洲的不斷前積而出現(xiàn)三層結(jié)構(gòu),從上 到下是三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲圖 9.圖9三角洲的三層結(jié)構(gòu)1三角洲平原帶它位于河流下游第一個(gè)分流點(diǎn)以下至湖岸線之間的三角洲的陸上局部,以分流河道沉積、河道間沉積 和越岸沉積為主.分流河道彎曲度較小、都以分叉的放射狀和樹枝狀形態(tài)出現(xiàn).河道相對較穩(wěn)定、沉積物 一般較細(xì)、以中細(xì)砂為主,在局部分流河道中可見小礫石和粗砂,分流河道沉積在垂向上與正常的曲流河 沉積區(qū)別不大,出現(xiàn)二元結(jié)構(gòu),底部有侵蝕面,下部主要為河道沉積、上部為邊灘和細(xì)粒的越岸沉積,粒 級呈正韻律變化,自下而上由粗砂、中砂逐漸變?yōu)榉凵昂湍?；沉積構(gòu)造由槽狀交錯(cuò)層理

27、、板狀交錯(cuò)層理、 平行層理、小型交錯(cuò)層理,向上變?yōu)椴罱诲e(cuò)層理、爬升層理、水平層理和一定量的生物擾動構(gòu)造及植物 根系等.河道沉積往往夾于河道 間沉積之中.分流河道間沉積分布面積廣、沉積物以泛濫的粉砂和泥質(zhì)為 主,由于位于河流的最下游,接近湖岸線、地下水位高一般都形成濕地,生長喜水植物、形成淺水湖沼, 因此,除粉砂和泥質(zhì)沉積還、常常有泥炭、煤層和碳質(zhì)頁巖等,這是三角洲平原沉積的重要特征.嚴(yán)格地 說,三角洲平原是一個(gè)多種沉積亞微相的集合,除分流河道和分流河道間沉積外,還有天然堤沉積、 泛濫平原沉積和泛濫湖泊和沼澤沉積,而作為儲集體的分流河道砂體在垂向上主要以砂巖透鏡體夾于細(xì)粒 沉積物之間,砂質(zhì)巖的

28、比例一般為30吐右或更少；在平面上呈長條狀,河道沉積所占的比例一般不超過20-40%.2三角洲前緣帶三角洲前緣帶位于三角洲沉積的中部,以分流河道中出現(xiàn)河口壩的地方為起點(diǎn)向下游直到濱淺湖的平緩斜坡帶的中上部.三角洲前緣帶一般可以分為河口砂壩、水下分流河道、和前緣席狀砂沉積等；三角洲前緣帶是三角洲中砂質(zhì)沉積最集中帶、也是油氣富集最有利的地帶.水下分流河道是陸上分流河道在水下的延伸,水下分流河道主要發(fā)育期是在洪泛期,由于供水量豐富、河道的侵蝕水平增強(qiáng)、大量的泥砂進(jìn)入水下分流河道和濱淺湖地區(qū),大量發(fā)育水下河道沉積及相關(guān)的沖越沉積.水下分流河道沉積在平面上位置不太固定,變動遷移性大,主要沉積物比陸上分流

29、河道細(xì)、一般為中、細(xì)砂和粉砂,也有局部泥質(zhì)物,沉積物在垂向上表現(xiàn)為向上變細(xì)的韻律變化圖10;沉積構(gòu)造以中小型槽狀交錯(cuò)層理、平行層理圖10三角洲平原分流河道沉積剖面圖為主,常見波狀層理等,有時(shí)可見剝裂線理,在較小的湖盆中也可見泥質(zhì)沉積層.古生物種屬既有河 流中的分子、也有湖泊中的分子,但都不典型,古生物分異度較低,當(dāng)進(jìn)入海洋時(shí)古生物的種屬海陸相交 混,一般為過渡型、分異度低.河口壩沉積是三角洲前緣帶中砂體最集中的地區(qū),也是油氣最富集的砂體之一,是整個(gè)三角洲中最有 特色的砂體,河口壩可以說是三角洲的象征,它是受河湖共同作用的產(chǎn)物. 河口壩位于分流河道的分叉處.平面上呈向上游稍凹向下游尖伸的新月型或

30、向上游稍凹和橢圓型長軸基體平行于水流方向、剖面上呈 底平上凸的半圓形或頂?shù)淄沟碾p凸透鏡體,一般近河口處厚、向湖心方向變薄.河口壩砂體一般為細(xì)砂和粗粉砂、分選性好、結(jié)構(gòu)和礦物成熟度高比濱海風(fēng)成砂丘砂低、園度較高,石英含量一般為70-90%以上、含有豐富的重礦物；由于受河水和漆水的雙重作用,沉積物的粒度概率曲線表現(xiàn)為雙跳躍的三段式和 四段式.河口壩中的沉積構(gòu)造比擬豐富,可見大量的各類交錯(cuò)層理、平行層理、波狀層理.整個(gè)河口壩沉積物在垂向上呈反韻律、每個(gè)沉積紋層也是反韻律.這兩種反韻律是如何形成的呢大家知道河流沉積物顆粒的大小和沉積構(gòu)造的類型很大程度上取決于水動力條件,一般我們用弗勞德數(shù)F表示河流水動

31、力的強(qiáng)弱.從河口壩沉積的整體而言,當(dāng)河流攜帶的沉積物進(jìn)入河口區(qū),因受地形變緩、河 面開闊、湖海水頂托和兩種不同介質(zhì)的流體混合發(fā)生絮凝作用等因素影響而發(fā)生沉淀和沉積,隨沉積作用的不斷發(fā)生相對水體變淺、流速增大,也就是說弗勞德數(shù) F要變大,這里F= V/g 1/2,流速增大 水流所能攜帶物質(zhì)的粒級增大,只有更粗的物質(zhì)被沉積下來,因此從河口壩的底部向頂部沉積物越來越粗 而呈反韻律.對于每個(gè)紋層而言,它的反韻律的成因那么與此不同,主要是由于沉積物在形成砂波前積過程 中,當(dāng)水動力的能量在切線方向上的力大于重力時(shí),較粗的物質(zhì)由于相互碰撞而產(chǎn)生浮力,而處于顆粒間 相對較細(xì)的顆粒那么由于沒有受到碰撞缺少向上的

32、浮力而發(fā)生沉降,其結(jié)果是使每個(gè)紋層內(nèi)部產(chǎn)生反韻律的 結(jié)構(gòu).最后沉前緣席狀砂是河口砂壩中的砂或水下分流河道中的砂受湖浪的簸選揚(yáng)起繼續(xù)向湖心方向搬運(yùn),積于濱湖分布面積極廣、而沉積物較細(xì)如席狀分布的砂體.席狀砂沉積時(shí)水動力較弱,因此一般沉積物為 細(xì)砂或粉砂,分選性和磨園度比擬好、結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度比擬高,石英含量達(dá)85刈上,甚至更高.沉積構(gòu)造以小型為主,主要是平行層理、小型交錯(cuò)層理、波狀層理和少量的水平層理和生物擾動構(gòu)造.垂 向上沉積物出現(xiàn)向上變粗的反韻律,但其清楚程度比河口壩差.它的前緣很難與前三角洲沉積區(qū)分出來.由于三角洲前緣沉積物分選好、結(jié)構(gòu)和礦物成熟度高,且臨近深湖區(qū)的生油巖,其前緣往往

33、發(fā)育同生斷層, 因此可以充分地吮吸生油巖生成的油氣,所以,陸相盆地中三角洲前緣是油氣最富集的地區(qū).3前三角洲帶前三角洲帶是三角洲中最細(xì)粒沉積區(qū),主要是河流帶來的最細(xì)物質(zhì)在波浪和湖流的作用下進(jìn)入淺湖乃 至深湖區(qū),在水動力很弱的條件下沉積下來.沉積物主要是泥質(zhì),有時(shí)夾少量前緣帶來的粉砂和沿線質(zhì)粉 砂.沉積構(gòu)造簡單,主要是平行層理、小波狀層理,具較多的生物擾動構(gòu)造或有前緣滑塌進(jìn)入該區(qū)的揉皺 構(gòu)造.前三角洲沉積除可見前緣進(jìn)入該區(qū)條帶狀粉砂巖外很難與湖相泥巖區(qū)別.3、湖相三角洲的沉積模式根據(jù)大量鉆探資料反映中國陸相沉積盆地中的三角洲沉積都是有多個(gè)三角洲的葉狀體疊加而成為一個(gè) 復(fù)合的三角洲體,可以說沒有一

34、個(gè)三角洲是單一的一個(gè)三角洲組成的.在垂向上有三角洲前緣的水下分流 河道、河口壩、席狀砂體和前三角洲屢次疊加,而三角洲平原的疊加次數(shù)明顯少于其它局部,充分反映在地質(zhì)歷史時(shí)期湖相三角洲沉積主要以進(jìn)積型的小幅度的水進(jìn)和水退為主,而全盆地性的湖進(jìn)相對次數(shù)較 少.特別是在我國東部的第三系沉積中的三角洲,大量的三角洲是向湖推進(jìn)或在湖岸線附近擺動,其原因 可能是氣候相對干旱、陸源物質(zhì)供給充足或構(gòu)造的沉降和沉積速率相當(dāng)或略小,在垂向剖面上出現(xiàn)兩種層 序的剖面圖10.圖10渤海灣盆地三角洲三帶結(jié)構(gòu)示意圖兩種沉積層序反映兩種不同的沉積背景和物源供給情況,當(dāng)三角洲形成時(shí)濱湖地區(qū)坡度平緩、沉積物 供給量充足并能長期連

35、續(xù)供給、雖有出現(xiàn)多與少節(jié)奏性的變化、湖平面也出現(xiàn)某些波動,但總體上出現(xiàn)沉 積物的供給量大于當(dāng)時(shí)所提供的可容空間量,其三角洲的層序?yàn)镮型；相反當(dāng)濱岸的坡度較大時(shí)、沉積物的供給又是同期性的,即洪泛期間河流帶來大量的沉積物,而在正常時(shí)期河流帶來的沉積物相比照擬少,在物質(zhì)供給相對較少時(shí)期湖相沉積物那么可能覆蓋于原三角洲沉積之上,那么形成II型層序.從目前的研究發(fā)現(xiàn)I型垂向?qū)有虺霈F(xiàn)的幾率高于 II型出現(xiàn)的幾率.二湖盆三角洲的儲層特征三角洲體的儲層主要由分流河道、河口壩、前緣席狀砂和分流間沉積等四種砂體,各類砂體沉積環(huán)境差異甚大、造成儲集特征差異懸殊.裘輝楠教授1997對松遼盆地三角洲中各類砂體的儲集特征

36、作了全面詳細(xì)的論述.以下內(nèi)容主要引自他的著作.1、分流河道砂體儲集特征分流河道砂體主要包括陸上平原分流河道和水下分流河道砂體.河道底部滯留物少見、底部沖刷南不 明顯、主要表現(xiàn)為巖性的突變.主體砂巖粒度2力-4力,砂體厚度1.5-5.0m,慢速廢棄時(shí),頂層亞相薄,砂體總體呈比擬均勻的塊狀；快速廢棄時(shí),頂部亞相的厚度可達(dá)與砂體相似的厚度.砂質(zhì)的含量向上減少、夾層向上增多.砂巖孔隙度10-20%不等,滲透率300-1000x10-3um,層內(nèi)級差2-5倍、變異系數(shù)0.563-0.6 , 不存在明顯的高滲透段.層內(nèi)夾層除出現(xiàn)泥質(zhì)粉砂巖外,還出現(xiàn)粉砂質(zhì)泥巖,厚 2-10cm ,分布密度1條 /10m、水

37、平成層,局部遭河流沖刷侵蝕圖 11 .圖11松遼盆地三角洲分流河道砂體沉積層序據(jù)裘輝楠1997 分流河道砂體在平面上呈窄小條帶狀或斷續(xù)的豆夾狀,砂體寬度小于300-500m,最窄公數(shù)十米,寬厚比小于60-100;延伸長度不大,一般小于1200-1800m.平面滲透率級差20-50,具滲透率方向性圖12.圖12松遼盆地三角洲分流河道砂體圖據(jù)裘輝楠1997 2、河口壩砂體儲層特征河口壩在海洋三角洲中是最主要的儲集砂體,但在湖盆三角洲中其重要性不及海洋.這些反韻律的砂體主要特征是砂體厚度比擬大,厚達(dá) 5.0m,呈寬條帶狀垂直岸線分布,在一些砂體中也見層內(nèi)粒序呈下細(xì) 中粗向上以變細(xì)的復(fù)合韻律,粒度和滲

38、透率都高于席狀砂,而與水下分流河道相似,平均孔隙度12-20%,平均滲透率300-1000x10-3umL河口壩砂體是前緣帶砂體中的相對高產(chǎn)層.平面滲透率也具方向性,但層內(nèi)注水涉及厚度好于水下分流河道砂. 3、前緣席狀砂體儲層特征所謂席狀砂是指分布廣、厚度較薄的砂體,一般厚度小于2.0m襪度中值4力-5力,向遠(yuǎn)端變細(xì),當(dāng)巖性細(xì)至有效層下限附近時(shí),那么大面積的席狀砂將成為另星分布的油砂體.席狀砂以反韻律出現(xiàn),因沉積時(shí) 相對水動力較弱、細(xì)度細(xì)、泥質(zhì)含量較高,滲透率較低,平均100-800x10-3um,層內(nèi)級差小于3,變異系數(shù)0.5左右,內(nèi)部薄夾層常見、10-40cm不等,主要為暗色泥巖和粉砂質(zhì)泥

39、巖,分布密度可達(dá)1.5條/m,對于這類薄油層,層內(nèi)非均質(zhì)性可以忽略,實(shí)際開發(fā)也反映水淹較均勻. 4、分流河道間砂體儲層特征公流河道間砂體主要由分液壓河道決口、泛濫而形成的沉積體中的砂質(zhì)局部,即決口扇和決口水道砂體.它們都是不規(guī)那么條帶狀、葉狀和朵狀小型砂體,厚度較薄,一般為薄層或薄互層,厚度不超過1-3m,平面和剖面上它與分流河道沉積相互伴生或呈薄層夾于分流河道沉積之間.巖性以粉砂和細(xì)砂為主,粒度 值為4-6,一般泥質(zhì)含量較高,在決口扇中有時(shí)可達(dá)中粗砂；分選性普遍較差,相當(dāng)一局部為非有效 儲層.在測井曲線上旋回性反映不太清楚,可見模糊的正旋回,曲線霰態(tài)為齒狀和高幅度的尖鋒狀,少量 為三角形狀；

40、沉積構(gòu)造以小型波狀層理為主局部見交錯(cuò)層理和具底部的沖刷面,具多量的生物擾動和破壞 痕跡,常見植物的根系或根系腐爛后殘留所形成的褐鐵礦.砂層的孔隙度一般北較低,平均為6-12%,滲透率一般較低,50X103-300X10-3unio分流河道間沉積類型多樣,它還可能是天然堤、決口扇、泛濫平原沼澤、漫灘等總體沉積規(guī)模小、粒級細(xì)、儲層物性北較差,因此在鉆井勘探中可以在垂向上加以區(qū)別,但 平面上難以確定其范圍.濁積扇湖底扇1、濁積扇的沉積特征 濁積扇是一種遠(yuǎn)岸的深水濁流沉積體 ,可以發(fā)育于盆地陡坡的水下扇或扇三角洲的前 方低洼處,也可發(fā)育于緩坡及長軸三角洲的前方低洼處,一般位于湖盆的底部.在斷陷湖盆中,

41、由于沖積扇、扇三角洲、三角洲等提供充足的物源,在坡度較陡、水體較深的部位,沉積物發(fā)生滑塌作用,常形成深水濁積 扇.濁積巖的明顯特征是具有遞變層理,其垂向組合是鮑馬序列.陡坡深水濁積扇是岸上洪流攜帶大量泥、砂、礫石順斷崖直泄而下,直抵深水區(qū),并沖蝕湖底形成水道,繼續(xù)向前推進(jìn)一定距離,而形成的扇形體.平 面上,陡坡深水濁積砂體周圍被半深湖、深湖相泥巖、油頁巖所包圍.縱向上沉積厚,旋回性明顯,向上呈變細(xì)的韻律沉積,見有各種變形層理、平行層理、沖刷構(gòu)造等.在粒度概率曲線上,表現(xiàn)為懸浮組分含量高、各組分線段斜率小的特點(diǎn),說明為泥、砂、礫混雜的高密度濁流產(chǎn)物.濁積扇規(guī)模一般較小,對規(guī)模較大的扇體可識別出扇

42、根、扇中、扇端三種亞相類型.一扇根扇根以發(fā)育主補(bǔ)給水道或海底狹谷為特征,其主要作用是將砂礫輸送到深水中去,水道充填由 多層疊置塊狀砂礫巖組成,也可能被后來沉積的粗粒物質(zhì)或很細(xì)的泥、泥巖充填.在扇根的前端斜坡上,發(fā)育粉砂質(zhì)泥巖、斜坡水道砂、砂礫以及滑塌、揉皺沉積物；在坡腳地帶發(fā)育滑塌層和紊亂層泥石流、碎屑流沉積物.沿水流向下,依次出現(xiàn)泥石流、碎屑流沉積.在水道堤或階地外緣 ,由于漫溢作用可發(fā)育 CE序列 濁積巖.沉積物分布嚴(yán)格受地形限制,特別是礫巖更嚴(yán)格地受水道的限制,由于水道的遷移和加積作用,可使 砂礫巖分布的寬度更大.二扇中 扇中是濁積扇的主體,發(fā)育辮狀分流水道,巖性為塊狀或具鮑瑪序列砂巖與泥巖互層.在辮狀 水道或河谷里,以卵石質(zhì)砂巖或含礫砂巖和塊狀砂巖為主,不含或很少含有泥