沉積學(xué)沉積相研究方法

1、沉積相的研究方法與沉積作用沉積相的研究方法與沉積作用 沉積環(huán)境和沉積相的鑒別主要是依據(jù)各種相標(biāo)志，這些沉積環(huán)境和沉積相的鑒別主要是依據(jù)各種相標(biāo)志，這些相標(biāo)志的獲取和確定則主要來自地質(zhì)；地震；測井相標(biāo)志的獲取和確定則主要來自地質(zhì)；地震；測井三個方面三個方面 。 無論哪種類型的資料分析與研究，都離不開討論這些標(biāo)無論哪種類型的資料分析與研究，都離不開討論這些標(biāo)志的形成機(jī)理或沉積作用，因而沉積相標(biāo)志是基礎(chǔ)，測井志的形成機(jī)理或沉積作用，因而沉積相標(biāo)志是基礎(chǔ)，測井和地震相標(biāo)志是輔助。和地震相標(biāo)志是輔助。第一節(jié)第一節(jié) 流體動力學(xué)的概念與水動條件分析流體動力學(xué)的概念與水動條件分析一、概念一、概念（一）牛頓與非

2、牛頓流體及其搬運方式（一）牛頓與非牛頓流體及其搬運方式1、牛頓流體與非牛頓流體、牛頓流體與非牛頓流體 服從牛頓內(nèi)摩擦定律的流體為牛頓流體，否則為非牛頓流體。所服從牛頓內(nèi)摩擦定律的流體為牛頓流體，否則為非牛頓流體。所謂服從牛頓內(nèi)摩擦定律是指在時間不變的條件下，隨流速梯度的變謂服從牛頓內(nèi)摩擦定律是指在時間不變的條件下，隨流速梯度的變化，流體動力粘度系數(shù)始終保持為一常數(shù)。化，流體動力粘度系數(shù)始終保持為一常數(shù)。 牽引流屬牛頓流體，沉積物重力流屬非牛頓流體。牽引流屬牛頓流體，沉積物重力流屬非牛頓流體。 （1）牽引流（）牽引流（Tractional Current） “服從牛頓內(nèi)摩擦定律使碎屑物質(zhì)作牽引運

3、動的流體服從牛頓內(nèi)摩擦定律使碎屑物質(zhì)作牽引運動的流體”，如含有，如含有少量碎屑物的水流（河流、海流、湖流、波浪流、潮汐流、等源流少量碎屑物的水流（河流、海流、湖流、波浪流、潮汐流、等源流等）和大氣流等；因此，牽引流也有人稱流體重力流（等）和大氣流等；因此，牽引流也有人稱流體重力流（Fluid Gravity Flow）。）。（2）重力流（）重力流（Gravity Current or Gravity Flow） “在重力作用下使碎屑物質(zhì)與流體高度混合，不符合牛在重力作用下使碎屑物質(zhì)與流體高度混合，不符合牛頓內(nèi)摩擦定律的高密度流體頓內(nèi)摩擦定律的高密度流體”，也稱沉積物重力流（，也稱沉積物重力流（

4、Sediment Gravity Flow），它可進(jìn)一步劃分為碎屑流（），它可進(jìn)一步劃分為碎屑流（泥石流）；顆粒流；液化（沉積）流；濁流。泥石流）；顆粒流；液化（沉積）流；濁流。（3）濁流（）濁流（Turbidity Current）：）： 屬于重力流的一種，是指由大量泥、砂物質(zhì)和水混合，屬于重力流的一種，是指由大量泥、砂物質(zhì)和水混合，受紊流支撐的一種水下重力流。受紊流支撐的一種水下重力流。2、流體的基本搬運方式、流體的基本搬運方式 從物理學(xué)上來看，有兩種最基本的物質(zhì)搬運類型（或方從物理學(xué)上來看，有兩種最基本的物質(zhì)搬運類型（或方式），即懸浮載荷（懸移質(zhì)）和床沙載荷（推移質(zhì)），相式），即懸浮載荷

5、（懸移質(zhì)）和床沙載荷（推移質(zhì)），相對應(yīng)的有兩種搬運形式：懸浮搬運和推移搬運。對應(yīng)的有兩種搬運形式：懸浮搬運和推移搬運。（1）懸浮搬運（）懸浮搬運（Suspension Transport） 空氣或水流把細(xì)粒沉積物彌散開來（如粉砂、粘土級顆空氣或水流把細(xì)粒沉積物彌散開來（如粉砂、粘土級顆粒以及不同比例的砂級顆粒），并使其在流動的內(nèi)部呈懸粒以及不同比例的砂級顆粒），并使其在流動的內(nèi)部呈懸浮狀進(jìn)行搬運。最基本的驅(qū)動力就是紊流，它可以把顆粒浮狀進(jìn)行搬運。最基本的驅(qū)動力就是紊流，它可以把顆粒上舉起來，使之懸浮于流動內(nèi)部而進(jìn)行搬運。上舉起來，使之懸浮于流動內(nèi)部而進(jìn)行搬運。（2）推移質(zhì)搬運（）推移質(zhì)搬運（T

6、raction Transport） 在沉積學(xué)中稱之為牽引搬運（在沉積學(xué)中稱之為牽引搬運（Traction），這一術(shù)語乃），這一術(shù)語乃是沉積物以床沙載荷（推移質(zhì)）形式運移的所有作用過程是沉積物以床沙載荷（推移質(zhì)）形式運移的所有作用過程的集合名詞，牽引作用是顆粒慣性的產(chǎn)物。的集合名詞，牽引作用是顆粒慣性的產(chǎn)物。 主要以床沙載荷（推移質(zhì)）方式進(jìn)行搬運的流體稱為牽主要以床沙載荷（推移質(zhì)）方式進(jìn)行搬運的流體稱為牽引流，通常密度和粘度均小，與之相對應(yīng)的是密度流（重引流，通常密度和粘度均小，與之相對應(yīng)的是密度流（重力流、塊狀流），則是一種密度和粘度均大的，在重力作力流、塊狀流），則是一種密度和粘度均大的，

7、在重力作用下呈塊狀整體的流動，是以懸浮載荷方式進(jìn)行搬運。用下呈塊狀整體的流動，是以懸浮載荷方式進(jìn)行搬運。 綜上所述，在牽引流和沉積重力流中，碎屑物的搬運具綜上所述，在牽引流和沉積重力流中，碎屑物的搬運具不同的方式，這是由于其形成的機(jī)理存在著明顯的差異。不同的方式，這是由于其形成的機(jī)理存在著明顯的差異。 牽引流的搬運力表現(xiàn)在兩方面牽引流的搬運力表現(xiàn)在兩方面：一是流體作用于碎屑顆：一是流體作用于碎屑顆粒上的粒上的推力（即牽引力）推力（即牽引力），所謂推力是以它能移動沉積物，所謂推力是以它能移動沉積物顆粒大小的數(shù)值來衡量的，推力決定于流體流速，推力越顆粒大小的數(shù)值來衡量的，推力決定于流體流速，推力越

8、大，流水能搬運的碎屑顆粒就越大；二是大，流水能搬運的碎屑顆粒就越大；二是載荷力載荷力（或稱負(fù)（或稱負(fù)荷力），負(fù)荷力則是指流水所能搬運的沉積物總負(fù)荷量的荷力），負(fù)荷力則是指流水所能搬運的沉積物總負(fù)荷量的數(shù)值，其大小決定于流體流量，流量越大，負(fù)荷力越大，數(shù)值，其大小決定于流體流量，流量越大，負(fù)荷力越大，則流水能搬運的沉積物數(shù)量越多。則流水能搬運的沉積物數(shù)量越多。 牽引流搬運顆粒的動力主要是推力，搬運方式包括溶解牽引流搬運顆粒的動力主要是推力，搬運方式包括溶解負(fù)載、懸移負(fù)載、推移負(fù)載或床沙負(fù)載。沉積物重力流是負(fù)載、懸移負(fù)載、推移負(fù)載或床沙負(fù)載。沉積物重力流是由大小不一的碎屑物質(zhì)與流體形成的高密度混合

9、體，相對由大小不一的碎屑物質(zhì)與流體形成的高密度混合體，相對密度可達(dá)密度可達(dá)1.52.0，主要以懸移方式搬運。沉積重力流的，主要以懸移方式搬運。沉積重力流的驅(qū)動力主要起因于陡坡條件下重力大于剪切力時的重力加驅(qū)動力主要起因于陡坡條件下重力大于剪切力時的重力加速度，所以當(dāng)坡度變緩、流速降低時，會發(fā)生驟然卸載，速度，所以當(dāng)坡度變緩、流速降低時，會發(fā)生驟然卸載，形成各種類型的重力流沉積物。形成各種類型的重力流沉積物。 （二）層流、紊流與雷諾數(shù)（二）層流、紊流與雷諾數(shù) 流體主要特性：粘度、密度、抗剪性和在適當(dāng)條件下形成紊流的流體主要特性：粘度、密度、抗剪性和在適當(dāng)條件下形成紊流的能力。就流體的運動而言，重

10、要力學(xué)性質(zhì)首先應(yīng)是密度，它是流體能力。就流體的運動而言，重要力學(xué)性質(zhì)首先應(yīng)是密度，它是流體慣性的量度；再有就是長度，它也是重要因素，當(dāng)然不可忽視流體慣性的量度；再有就是長度，它也是重要因素，當(dāng)然不可忽視流體的粘度。為了更好地了解判別沉積環(huán)境的物理標(biāo)志，首先要對水動的粘度。為了更好地了解判別沉積環(huán)境的物理標(biāo)志，首先要對水動力學(xué)的一些基本概念有所了解。力學(xué)的一些基本概念有所了解。 1、層流（、層流（Laminar Flow；Sheet Flow；Stratified Flow） “流體的各部分沿著與流體邊界相一致的面彼此滑過流體的各部分沿著與流體邊界相一致的面彼此滑過”。 2、紊流（、紊流（Tur

11、bulence；Turbulent Flow） 在高切變率時，出現(xiàn)復(fù)雜的流動路線，典型的是曲線狀、螺旋狀在高切變率時，出現(xiàn)復(fù)雜的流動路線，典型的是曲線狀、螺旋狀以及旋渦狀的流動路線。以及旋渦狀的流動路線?！耙詼u流為特征的流體以渦流為特征的流體”稱作紊流（或湍稱作紊流（或湍流）。其流動方式是紊流增加射流速度，并促進(jìn)從層流向紊流轉(zhuǎn)化流）。其流動方式是紊流增加射流速度，并促進(jìn)從層流向紊流轉(zhuǎn)化。3、雷諾數(shù)（、雷諾數(shù)（Reynolds Number） 它的大小可以反映流體的流動形式（如層流或紊流），并受流體它的大小可以反映流體的流動形式（如層流或紊流），并受流體性質(zhì)的影響。性質(zhì)的影響。 “慣性力與粘性力

12、之間比率慣性力與粘性力之間比率”。而慣性力則是以質(zhì)量與加速度的。而慣性力則是以質(zhì)量與加速度的乘積進(jìn)行度量的，即：慣性力乘積進(jìn)行度量的，即：慣性力2d2；然而，粘性力則由粘性剪切；然而，粘性力則由粘性剪切應(yīng)力與作用面積的乘積來確定，即：粘性力應(yīng)力與作用面積的乘積來確定，即：粘性力d雷諾數(shù)雷諾數(shù)Re = 式中：式中：密度，密度，d直徑，直徑，速度，速度，粘度。粘度。粘性力慣性力dd22d 可見，流體密度、粘度、速度均影響可見，流體密度、粘度、速度均影響流動的性質(zhì)，而雷諾數(shù)正是這些變量的流動的性質(zhì)，而雷諾數(shù)正是這些變量的組合，因此雷諾數(shù)的意義在于，當(dāng)流體組合，因此雷諾數(shù)的意義在于，當(dāng)流體在大于或小于

13、某一臨界雷諾數(shù)時，其流在大于或小于某一臨界雷諾數(shù)時，其流動方式根本不同。動方式根本不同。當(dāng)當(dāng)Re=1時，流動呈層時，流動呈層流型；當(dāng)流型；當(dāng)Re=140時，在顆粒背后出現(xiàn)時，在顆粒背后出現(xiàn)背流尾跡，隨背流尾跡，隨Re增大，背流尾跡越來越增大，背流尾跡越來越不規(guī)則；當(dāng)不規(guī)則；當(dāng)Re40時，則出現(xiàn)時，則出現(xiàn)“卡門渦卡門渦街街”，這時的流動稱為紊流。，這時的流動稱為紊流。隨著雷諾隨著雷諾數(shù)的增大（圖數(shù)的增大（圖3-1），在球形顆粒的背流），在球形顆粒的背流方向逐漸發(fā)育起來背流尾跡；與此同時方向逐漸發(fā)育起來背流尾跡；與此同時，流水也由層流型逐步變?yōu)槲闪餍?。，流水也由層流型逐步變?yōu)槲闪餍汀?紊流旋渦內(nèi)流

14、體的面上流動是運動著紊流旋渦內(nèi)流體的面上流動是運動著顆粒的能量來源，只要是旋渦內(nèi)向上的顆粒的能量來源，只要是旋渦內(nèi)向上的流速超過了顆粒的沉降速度，顆粒就會流速超過了顆粒的沉降速度，顆粒就會呈懸浮狀態(tài)，保持在流體的內(nèi)部。呈懸浮狀態(tài)，保持在流體的內(nèi)部。圖圖3-1 層流、紊流與雷諾數(shù)之間的關(guān)系層流、紊流與雷諾數(shù)之間的關(guān)系（據(jù)（據(jù)Blatt等，等，1972）（三）緩流、急流與福勞德數(shù)（三）緩流、急流與福勞德數(shù) 在自然界的各類流體中，按其流動強(qiáng)度的差異可分為緩在自然界的各類流體中，按其流動強(qiáng)度的差異可分為緩流、急流及臨界流流、急流及臨界流3種流態(tài)，其判別標(biāo)準(zhǔn)為福勞德數(shù)（種流態(tài)，其判別標(biāo)準(zhǔn)為福勞德數(shù)（Fr

15、）。福勞德數(shù)（）。福勞德數(shù)（Fr-Froude Number）與雷諾數(shù)相似，也）與雷諾數(shù)相似，也可看作是兩種力的比率，即可看作是兩種力的比率，即“慣性力與重力間比率的無量慣性力與重力間比率的無量綱數(shù)綱數(shù)”。 如果是在明渠中流動，水深為如果是在明渠中流動，水深為D時，則福勞德數(shù)可定義時，則福勞德數(shù)可定義為：為：Fr= 當(dāng)當(dāng)Fr1時，流水為急流或為超臨界流動（臨界上的流時，流水為急流或為超臨界流動（臨界上的流動），其特點是水淺急流的動態(tài)，又稱為高流態(tài)（動），其特點是水淺急流的動態(tài)，又稱為高流態(tài)（Upper Flow Regime，上流動體制）。而在，上流動體制）。而在fr1時所出現(xiàn)的則是時所出現(xiàn)的

16、則是緩流或臨界下的流動，它代表的是一種水深流緩的動態(tài)，緩流或臨界下的流動，它代表的是一種水深流緩的動態(tài)，又稱為低流態(tài)（又稱為低流態(tài)（Lower Flow Regime，下流動體制）。，下流動體制）。 因此，因此，F(xiàn)r普遍用于碎屑物質(zhì)以床沙載荷方式搬運和沉積普遍用于碎屑物質(zhì)以床沙載荷方式搬運和沉積作用的解釋中，尤其是對沉積構(gòu)造形成的水動力條件分析作用的解釋中，尤其是對沉積構(gòu)造形成的水動力條件分析中。中。gD二、水流的主要類型及其沉積物特征二、水流的主要類型及其沉積物特征1、尤爾斯特龍效應(yīng)（、尤爾斯特龍效應(yīng)（Hjulstrm Effect） 欲侵蝕比細(xì)砂更細(xì)的粘性沉積物，水流得有能夠搬運卵欲侵蝕比

17、細(xì)砂更細(xì)的粘性沉積物，水流得有能夠搬運卵石的速度才行。細(xì)粒沉積物抗侵蝕的這種能力稱為尤爾斯石的速度才行。細(xì)粒沉積物抗侵蝕的這種能力稱為尤爾斯特龍效應(yīng)。侵蝕、搬運和沉積三者之間關(guān)系用尤爾斯特龍?zhí)佚埿?yīng)。侵蝕、搬運和沉積三者之間關(guān)系用尤爾斯特龍圖解（圖解（Hjulstrms Diagram）表示（圖）表示（圖3-2），說明顆粒），說明顆粒大小與水流速度有著密切的關(guān)系，二者的相互關(guān)系決定著大小與水流速度有著密切的關(guān)系，二者的相互關(guān)系決定著流體對沉積物和床底的方式，即侵蝕、搬運及沉積。流體對沉積物和床底的方式，即侵蝕、搬運及沉積。 圖圖3-2 尤爾斯特龍圖解，沉積物粒度與流速的變化所表現(xiàn)出尤爾斯特龍圖

18、解，沉積物粒度與流速的變化所表現(xiàn)出的侵蝕、搬運與沉積的臨界速度（的侵蝕、搬運與沉積的臨界速度（DMcGeary，1996）。）。2、粘性底質(zhì)上的流痕、粘性底質(zhì)上的流痕 水流在粘性沉積物底質(zhì)上所形成的各種痕跡統(tǒng)稱為流痕水流在粘性沉積物底質(zhì)上所形成的各種痕跡統(tǒng)稱為流痕（Current Marks）。包括沖刷痕（）。包括沖刷痕（Scour Marks）和壓刻）和壓刻痕（痕（Tool Marks）。水流往往帶來砂級沉積物覆蓋在這些）。水流往往帶來砂級沉積物覆蓋在這些痕跡之上，在粘性底質(zhì)上生成的這種痕跡就稱為底痕（痕跡之上，在粘性底質(zhì)上生成的這種痕跡就稱為底痕（Sole Marks）。）。 3、床沙底形

19、與流態(tài)、床沙底形與流態(tài)（1）床沙底形系列）床沙底形系列 沉積物被搬運和沉積時沿底面非粘性沉積物與流體之間沉積物被搬運和沉積時沿底面非粘性沉積物與流體之間造成的幾何形態(tài)稱之為床沙形體（造成的幾何形態(tài)稱之為床沙形體（Bedform or Bed Configuration，簡稱底形）。它的大小和形狀、類型，取，簡稱底形）。它的大小和形狀、類型，取決于流動深度、動力強(qiáng)度、平均流速、流動粘度、液體密決于流動深度、動力強(qiáng)度、平均流速、流動粘度、液體密度、沉積顆粒大小、沉積物密度和重力加速度。度、沉積顆粒大小、沉積物密度和重力加速度。其中最重其中最重要的是流動深度、流動強(qiáng)度、平均流速和顆粒大小要的是流動深

20、度、流動強(qiáng)度、平均流速和顆粒大小。 水流流過非粘性顆粒組成的底床時，隨著流速的增加，水流流過非粘性顆粒組成的底床時，隨著流速的增加，產(chǎn)生從較粗沉積物中平行于水流的線性條紋直到各種底形產(chǎn)生從較粗沉積物中平行于水流的線性條紋直到各種底形的有規(guī)律系列。的有規(guī)律系列。 小型沙紋（小型沙紋（Ripples）：這是一種小型底形，當(dāng)清水）：這是一種小型底形，當(dāng)清水以以20cm/s左右的速度流動，并施剪切力于細(xì)砂上方時，這左右的速度流動，并施剪切力于細(xì)砂上方時，這種沙紋的波長為種沙紋的波長為1030cm，波高，波高0.630cm；所有的沙紋；所有的沙紋都緩慢地向下游方向遷移。在粒度中值大于都緩慢地向下游方向遷

21、移。在粒度中值大于0.6mm（d50=1.25）的沉積物中未發(fā)現(xiàn)過，主要形成于中細(xì)砂以）的沉積物中未發(fā)現(xiàn)過，主要形成于中細(xì)砂以下的粒徑。下的粒徑。 沙浪或沙波（沙浪或沙波（Sand Waves）：有兩種形成方式：當(dāng)）：有兩種形成方式：當(dāng)流速為流速為50cms時，由沙紋沉積物變來；當(dāng)沉積物粒度粗時，由沙紋沉積物變來；當(dāng)沉積物粒度粗于于0.6mm時，由平坦床沙（時，由平坦床沙（Plane Bed）沉積物變成。）沉積物變成。 通常沙浪有四種類型（表通常沙浪有四種類型（表3-1）：其中）：其中A型和型和B型沙波能型沙波能在淺水流（深度在淺水流（深度0.84（接近于（接近于1）時，出現(xiàn)和水面波同相位的）

22、時，出現(xiàn)和水面波同相位的圓滑沉積物波（圖圓滑沉積物波（圖3-5）。在這些同相位波中，沉積物順流運移，）。在這些同相位波中，沉積物順流運移，但波形可以保持不動，也可向下游或向上游方向遷移。但波形可以保持不動，也可向下游或向上游方向遷移。GKGilbert稱向上游方向遷移的沉積波為稱向上游方向遷移的沉積波為“逆行沙丘逆行沙丘”（Antidunes）。 圖圖3-5 形成逆行沙丘的水流和沉積物在平行于水流方向上的橫剖面示意圖形成逆行沙丘的水流和沉積物在平行于水流方向上的橫剖面示意圖（據(jù)（據(jù)Simons，Rechardson和和Nordin，Jr.，1965；Harms和和Fahnestock，1965

23、）。）。（2）流態(tài)或稱流動體制（）流態(tài)或稱流動體制（Flow Regime） 流態(tài)是指：流態(tài)是指：“水流、水與沉積物界面形狀、沉積物的搬水流、水與沉積物界面形狀、沉積物的搬運方式、水流中能量消散過程以及水面形態(tài)和水一沉積物運方式、水流中能量消散過程以及水面形態(tài)和水一沉積物界面之間的相位關(guān)系總和界面之間的相位關(guān)系總和”。 通常有低流態(tài)與高流態(tài)之分，其間有一個過渡流態(tài)。通常有低流態(tài)與高流態(tài)之分，其間有一個過渡流態(tài)。 低流態(tài)（低流態(tài)（Lower Flow Regime） 沉積物界面發(fā)育小型沙紋，沙紋與沙浪，沙浪和沙垅，沉積物界面發(fā)育小型沙紋，沙紋與沙浪，沙浪和沙垅，或僅有沙浪。搬運能力較小，且斷續(xù)進(jìn)

24、行（圖或僅有沙浪。搬運能力較小，且斷續(xù)進(jìn)行（圖3-6、7）。）。搬運作用先是靠牽引毯狀層在沙紋或沙浪的向流面上向上搬運作用先是靠牽引毯狀層在沙紋或沙浪的向流面上向上運動，然后，靠顆粒在這些底形坡陡的背流面上發(fā)生重力運動，然后，靠顆粒在這些底形坡陡的背流面上發(fā)生重力塌落而形成。在沙浪的波谷中，在遷移方向與主流方向相塌落而形成。在沙浪的波谷中，在遷移方向與主流方向相反的回流沙紋上能夠發(fā)生某些反向搬運。反的回流沙紋上能夠發(fā)生某些反向搬運。 某種程度上講，水流能量可以被沉積物顆粒的糙度和慣某種程度上講，水流能量可以被沉積物顆粒的糙度和慣性阻力所消耗，但主要還是被沙紋和沙浪的形態(tài)阻力以及性阻力所消耗，但

25、主要還是被沙紋和沙浪的形態(tài)阻力以及水流分離部位的回流旋渦所消耗。因而，沉積物沿流動方水流分離部位的回流旋渦所消耗。因而，沉積物沿流動方向具有一定的分選性，留在底形上的沉積物比沖到下游去向具有一定的分選性，留在底形上的沉積物比沖到下游去的要粗。的要粗。 過渡狀態(tài)過渡狀態(tài) 其特征底形是其特征底形是D形沙浪或沙波（表形沙浪或沙波（表3-1）。沉積物趨于連）。沉積物趨于連續(xù)運動，但在續(xù)運動，但在D型沙浪的低傾角交錯層內(nèi)確實還有堆積；型沙浪的低傾角交錯層內(nèi)確實還有堆積；而沉積物不會沿而沉積物不會沿D型沙波的背流坡坍落下來。水流中的能型沙波的背流坡坍落下來。水流中的能量被慣性阻力和運動顆粒的糙度所耗散。水

26、流不再分離，量被慣性阻力和運動顆粒的糙度所耗散。水流不再分離，水面：往往變平，并且與低而長的床沙形體無關(guān)。水面：往往變平，并且與低而長的床沙形體無關(guān)。 高流態(tài)（高流態(tài)（Upper Flow Regime） 沉積物界面是平面或各種瞬息變化的起伏面，沉積物大沉積物界面是平面或各種瞬息變化的起伏面，沉積物大量而不斷地被搬運著，卵石大約以平均水流速度一半的速量而不斷地被搬運著，卵石大約以平均水流速度一半的速度向下游運移。水流能量被顆粒的糙度和慣性阻力，逆行度向下游運移。水流能量被顆粒的糙度和慣性阻力，逆行沙丘的破碎以及沉積物波形的產(chǎn)生與消失所耗散；水面的沙丘的破碎以及沉積物波形的產(chǎn)生與消失所耗散；水面

27、的起伏與被隆起的沉積物底形同相位。沒有順流分選，流到起伏與被隆起的沉積物底形同相位。沒有順流分選，流到下游去的沉積物和組成底床的沉積物具有同樣的粒度分布下游去的沉積物和組成底床的沉積物具有同樣的粒度分布（圖（圖3-6、7）。）。 水流有選擇地搬運其底床物質(zhì)。分選機(jī)理和分選程度隨水流有選擇地搬運其底床物質(zhì)。分選機(jī)理和分選程度隨流速變化而變化。因此，沉積物在順?biāo)鞣较蛏嫌幸?guī)律地流速變化而變化。因此，沉積物在順?biāo)鞣较蛏嫌幸?guī)律地分選開來，其最終產(chǎn)物按主要作用、顆粒粒度以及它們在分選開來，其最終產(chǎn)物按主要作用、顆粒粒度以及它們在底床物質(zhì)中的豐度而定。底床物質(zhì)中的豐度而定。 4、沉積物的選擇搬運、沉積物

28、的選擇搬運 水流有選擇地搬運沉積物。分選機(jī)理和分選程度隨流速水流有選擇地搬運沉積物。分選機(jī)理和分選程度隨流速變化而變化。因此，沉積物在順?biāo)鞣较蛏嫌幸?guī)律地分選變化而變化。因此，沉積物在順?biāo)鞣较蛏嫌幸?guī)律地分選開來。其最終產(chǎn)物按主要作用、顆粒粒度以及它們在底床開來。其最終產(chǎn)物按主要作用、顆粒粒度以及它們在底床物質(zhì)中的豐度而定。物質(zhì)中的豐度而定。 圖圖3-6 不同流態(tài)下床沙形體的特征不同流態(tài)下床沙形體的特征（據(jù)（據(jù)DRSimons，EVRichardson，CFNordin，Jr.，1965）圖圖3-7 水流能量與顆粒大小所表現(xiàn)出的床沙形體與流態(tài)的關(guān)系水流能量與顆粒大小所表現(xiàn)出的床沙形體與流態(tài)的關(guān)

29、系（據(jù)（據(jù)DRSimons，EVRichardson，CFNordin，Jr.，1965）三、水槽實驗三、水槽實驗-層理的形成機(jī)理層理的形成機(jī)理 流動與床沙形體內(nèi)部構(gòu)造的關(guān)系對床沙形體的認(rèn)識主要是通過水流動與床沙形體內(nèi)部構(gòu)造的關(guān)系對床沙形體的認(rèn)識主要是通過水槽實驗所得到的。繼槽實驗所得到的。繼1914年年GKGilbert為了解決用水力開采金為了解決用水力開采金礦的問題，首次用各種粒徑的砂和不同的水流強(qiáng)度進(jìn)行了水槽實驗礦的問題，首次用各種粒徑的砂和不同的水流強(qiáng)度進(jìn)行了水槽實驗后；后；1961年年DRSimons和和EVRichardson對粒徑小于對粒徑小于0.6mm（M=1.25）的砂進(jìn)行了

30、大規(guī)模的水槽實驗。）的砂進(jìn)行了大規(guī)模的水槽實驗。 當(dāng)流速增加到一臨界值時（當(dāng)流速增加到一臨界值時（20cm/s），沉積物開始移動，并開始），沉積物開始移動，并開始由于流動的阻力形成小型凹凸底形（小型沙紋），向上游平緩傾斜由于流動的阻力形成小型凹凸底形（小型沙紋），向上游平緩傾斜而向下游傾斜較陡，波高而向下游傾斜較陡，波高0.53cm，通常波長小于，通常波長小于30cm，很少超，很少超過過60cm，此類床沙形體稱為沙紋（，此類床沙形體稱為沙紋（Ripple）（圖）（圖3-8）。）。 當(dāng)增加流速（當(dāng)增加流速（50cm/s）時，就會形成大的不規(guī)則的砂丘或沙垅（）時，就會形成大的不規(guī)則的砂丘或沙垅（D

31、une），波高），波高1020cm，波長可達(dá)幾米，前已述及沙紋和沙垅屬，波長可達(dá)幾米，前已述及沙紋和沙垅屬于低流態(tài)，一般于低流態(tài)，一般Fr0.84時，沉積物周圍的沙波出現(xiàn)與水表面波處于同相時，沉積物周圍的沙波出現(xiàn)與水表面波處于同相位的狀況，此時開始形成大致呈正弦曲線的逆行沙波（位的狀況，此時開始形成大致呈正弦曲線的逆行沙波（Antidune），它是指向上游移動的波浪狀床沙形體，向上），它是指向上游移動的波浪狀床沙形體，向上游一側(cè)進(jìn)行加積，下游一側(cè)受到侵蝕（圖游一側(cè)進(jìn)行加積，下游一側(cè)受到侵蝕（圖3-9）。流速的）。流速的再進(jìn)一步增加，則形成沖槽和沖坑（圖再進(jìn)一步增加，則形成沖槽和沖坑（圖3-8）

32、。平坦床沙）。平坦床沙、逆行沙丘和沖槽及沖坑均屬于高流態(tài)說明、逆行沙丘和沖槽及沖坑均屬于高流態(tài)說明Fr1為高流為高流態(tài)，從理論上講逆行沙丘開始形成時的最小態(tài)，從理論上講逆行沙丘開始形成時的最小Fr數(shù)為數(shù)為0.84。 圖圖3-8 床沙形體的流態(tài)順序（床沙形體的流態(tài)順序（DRSimons et al.，1961）圖圖3-9 逆行沙丘形成的示意圖（逆行沙丘形成的示意圖（DRSimons et al.，1961） 可見，水槽實驗對小于可見，水槽實驗對小于0.6mm的沙，隨著流速增加時，床沙形體的沙，隨著流速增加時，床沙形體發(fā)育的順序為：發(fā)育的順序為：無沉積物移動的（下部）平坦床沙無沉積物移動的（下部）

33、平坦床沙沙紋沙紋小型沙小型沙垅垅沙垅及沙浪沙垅及沙浪（上部）平坦床沙（上部）平坦床沙逆行沙丘逆行沙丘沖槽及沖坑。沖槽及沖坑。與與之相應(yīng)的流動動態(tài)是床沙與表面波呈異相位的低流態(tài)，（之相應(yīng)的流動動態(tài)是床沙與表面波呈異相位的低流態(tài)，（F0.6mm）中缺乏小型沙紋交錯）中缺乏小型沙紋交錯層理。在這樣的粒度范圍內(nèi)，隨著流速的增加，床沙出現(xiàn)的順序：層理。在這樣的粒度范圍內(nèi)，隨著流速的增加，床沙出現(xiàn)的順序：無運動無運動下部平坦床沙下部平坦床沙沙浪沙浪沙垅，沙垅，也不發(fā)育上部平坦床沙，即也不發(fā)育上部平坦床沙，即粗砂巖中無平行層理。粗砂巖中無平行層理。 圖3-10 平均流速與粒度所呈現(xiàn)出的不同位置的床沙形體（J

34、BSouthard，1975）圖3-11 粒度為0.1mm沙的床沙形體的平均深度-流速圖（JBSouthard，1975）圖3-12 粒度為0.4和0.54mm沙的床沙形體的平均深度-流速圖（JBSouthard，1975）圖3-13 粒度為1.14mm沙的床沙形體的平均深度-流速圖（JBSouthard，1975）第二節(jié)第二節(jié) 測井相的識別與模式測井相的識別與模式 油氣勘探與開發(fā)始終都離不開對測井資料的分析與研究。而測井油氣勘探與開發(fā)始終都離不開對測井資料的分析與研究。而測井相分析依據(jù)不同的測井資料進(jìn)行沉積相的識別與研究，因此它是地相分析依據(jù)不同的測井資料進(jìn)行沉積相的識別與研究，因此它是地下

35、儲層沉積相識別的基礎(chǔ)手段之一，也是進(jìn)行小層對比的最基本、下儲層沉積相識別的基礎(chǔ)手段之一，也是進(jìn)行小層對比的最基本、最直接的依據(jù)。最直接的依據(jù)。一、概述一、概述 微相是沉積體系中最基本的構(gòu)成單元，反映了沉積條件基本一致微相是沉積體系中最基本的構(gòu)成單元，反映了沉積條件基本一致情況下形成的沉積巖。不同微相的沉積特征在測井資料中有所反映情況下形成的沉積巖。不同微相的沉積特征在測井資料中有所反映和表現(xiàn)的觀點，是測井識別沉積微相的基礎(chǔ)。和表現(xiàn)的觀點，是測井識別沉積微相的基礎(chǔ)。表表3-2 不同測井曲線在油氣儲層研究中的作用不同測井曲線在油氣儲層研究中的作用 測井系列測井系列直接作用直接作用間接的輔助作用間接

36、的輔助作用自然電位自然電位（SP）計算地層水電阻率計算地層水電阻率和指示滲透性和指示滲透性估算泥質(zhì)含量，估算泥質(zhì)含量，指示相及地層對比指示相及地層對比自然伽瑪自然伽瑪（GR）定量計算泥質(zhì)含量定量計算泥質(zhì)含量及地質(zhì)對比及地質(zhì)對比指示相、巖性指示相、巖性以及礦物識別和不整合識別以及礦物識別和不整合識別聲波聲波（AC）定量計算孔隙度、地震層速度定量計算孔隙度、地震層速度及聲阻抗及聲阻抗地層對比，巖性識別，生油層評價，地層對比，巖性識別，生油層評價，巖石結(jié)構(gòu)分析，裂縫識別，巖石結(jié)構(gòu)分析，裂縫識別，壓實程度和異常壓力分析壓實程度和異常壓力分析密度密度（DEN）計算孔隙度，間接地計算烴密度，計算孔隙度，間

37、接地計算烴密度，以及波阻抗以及波阻抗巖性識別，礦物識別，生油層評價，巖性識別，礦物識別，生油層評價，地層異常壓力帶識別地層異常壓力帶識別中子中子（CNL）計算巖層的孔隙度計算巖層的孔隙度氣層、巖性及火山巖識別氣層、巖性及火山巖識別電阻率電阻率感應(yīng)感應(yīng)計算流體飽和度，計算流體飽和度，巖性識別巖性識別巖石結(jié)構(gòu)分析，地層對比，相分析與識別，巖石結(jié)構(gòu)分析，地層對比，相分析與識別，壓實作用分析與超壓帶識別，生油層識別壓實作用分析與超壓帶識別，生油層識別二、常規(guī)測井曲線特征的地質(zhì)意義二、常規(guī)測井曲線特征的地質(zhì)意義（一）幅度大?。ㄒ唬┓却笮?自然電位測井的幅度主要反映井中自然狀態(tài)下電場強(qiáng)弱的分布；自然電位

38、測井的幅度主要反映井中自然狀態(tài)下電場強(qiáng)弱的分布；在滲透層段在滲透層段SP曲線偏離泥巖基線的幅度大小與地層水含鹽量和井中曲線偏離泥巖基線的幅度大小與地層水含鹽量和井中流體含鹽量之差有關(guān)。在淡水泥漿中，向含鹽水地層的位置流體含鹽量之差有關(guān)。在淡水泥漿中，向含鹽水地層的位置SP曲線曲線發(fā)生向左偏移，即負(fù)方向偏移。在其它條件相同的情況下，純砂巖發(fā)生向左偏移，即負(fù)方向偏移。在其它條件相同的情況下，純砂巖的負(fù)向偏移幅度最大；當(dāng)砂巖中含泥質(zhì)時，的負(fù)向偏移幅度最大；當(dāng)砂巖中含泥質(zhì)時，SP幅度減小，并與泥質(zhì)幅度減小，并與泥質(zhì)含量呈正比，直至泥巖層（泥質(zhì)含量為含量呈正比，直至泥巖層（泥質(zhì)含量為100時），時），S

39、P曲線完全和曲線完全和基線一致。而在采用鹽水泥漿時，含鹽水地層的基線一致。而在采用鹽水泥漿時，含鹽水地層的SP曲線則很少或沒曲線則很少或沒有發(fā)生偏移，甚至可以出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。有發(fā)生偏移，甚至可以出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。 自然伽瑪測井響應(yīng)主要是反映地層天然放射性能量。由自然伽瑪測井響應(yīng)主要是反映地層天然放射性能量。由于粘土礦物中含有鉀放射性同位素于粘土礦物中含有鉀放射性同位素K40，泥巖層具有較強(qiáng)，泥巖層具有較強(qiáng)的天然放射性，砂巖放射性要小得多；因此自然伽瑪測井的天然放射性，砂巖放射性要小得多；因此自然伽瑪測井曲線能較好地反映垂向?qū)有蛑猩皫r和泥巖的相對含量。隨曲線能較好地反映垂向?qū)有蛑猩皫r和泥巖的相對含量。隨著砂質(zhì)

40、的增多表現(xiàn)出放射性降低，砂巖粒度變粗，泥質(zhì)含著砂質(zhì)的增多表現(xiàn)出放射性降低，砂巖粒度變粗，泥質(zhì)含量減少。自然電位和自然伽瑪雖然總體上特征相似，即對量減少。自然電位和自然伽瑪雖然總體上特征相似，即對砂、泥巖比較敏感，但二者也有所區(qū)別，在一些特殊的情砂、泥巖比較敏感，但二者也有所區(qū)別，在一些特殊的情況下，如薄層和致密砂巖層，自然伽瑪可以彌補自然電位況下，如薄層和致密砂巖層，自然伽瑪可以彌補自然電位的不足。的不足。 砂泥巖剖面，砂巖的泥質(zhì)含量與沉積環(huán)境密切相關(guān)：高能環(huán)境，砂泥巖剖面，砂巖的泥質(zhì)含量與沉積環(huán)境密切相關(guān)：高能環(huán)境，水體強(qiáng)烈簸選，形成相對粒級較粗的純凈砂巖，水體強(qiáng)烈簸選，形成相對粒級較粗的純

41、凈砂巖，SP/Gr幅度大；低幅度大；低能環(huán)境，泥質(zhì)得以沉積，形成純泥巖，其能環(huán)境，泥質(zhì)得以沉積，形成純泥巖，其SP/Gr幅度與基線一致，幅度與基線一致，故故SP/Gr的相對高低，可判斷砂巖中泥質(zhì)含量的多少和沉積環(huán)境能的相對高低，可判斷砂巖中泥質(zhì)含量的多少和沉積環(huán)境能量的強(qiáng)弱。量的強(qiáng)弱。 圖3-14 曲線形態(tài)分類圖（據(jù)Serra & Sulpice，1975）（二）形態(tài)特征（二）形態(tài)特征 沉積環(huán)境不同，物源、水體大小和能量也不同，導(dǎo)致沉積物組合沉積環(huán)境不同，物源、水體大小和能量也不同，導(dǎo)致沉積物組合形式和層序特征的不同，測井曲線上表現(xiàn)為不同的曲線形態(tài)。形式和層序特征的不同，測井曲線上表現(xiàn)

42、為不同的曲線形態(tài)。 1975年年O.Serra等根據(jù)自然伽瑪（電位）曲線進(jìn)行了分類，歸納等根據(jù)自然伽瑪（電位）曲線進(jìn)行了分類，歸納了兩類分類方法：一為形態(tài)分類；二為曲線平滑程度分類。了兩類分類方法：一為形態(tài)分類；二為曲線平滑程度分類。 1、形態(tài)特征、形態(tài)特征（1）鐘形（）鐘形（Bell） 曲線下部最大，往上越來越小，是水流能量漸弱或物源供應(yīng)漸少曲線下部最大，往上越來越小，是水流能量漸弱或物源供應(yīng)漸少的表現(xiàn)。其特點為底部突變、頂部漸變，即為向上變細(xì)的韻律，反的表現(xiàn)。其特點為底部突變、頂部漸變，即為向上變細(xì)的韻律，反映河道側(cè)向遷移的正粒序結(jié)構(gòu)，典型的代表為曲流河點壩或河道相映河道側(cè)向遷移的正粒序結(jié)

43、構(gòu)，典型的代表為曲流河點壩或河道相沉積的產(chǎn)物。沉積的產(chǎn)物。（2）漏斗形（）漏斗形（Funnel） 與鐘形相反，垂向上呈現(xiàn)出向上變粗的水退反粒序結(jié)構(gòu)，水動力與鐘形相反，垂向上呈現(xiàn)出向上變粗的水退反粒序結(jié)構(gòu)，水動力逐漸加強(qiáng)和物源供應(yīng)充足。其特點是頂部突變接觸、底部漸變，反逐漸加強(qiáng)和物源供應(yīng)充足。其特點是頂部突變接觸、底部漸變，反映前積或順流加積砂體的反粒序結(jié)構(gòu)，典型的代表為三角洲前緣河映前積或順流加積砂體的反粒序結(jié)構(gòu)，典型的代表為三角洲前緣河口壩相?？趬蜗?。（3）箱形（）箱形（Cylinder） 也稱柱形。反映沉積過程中物源充足、水動力穩(wěn)定條件下的快速也稱柱形。反映沉積過程中物源充足、水動力穩(wěn)定條

44、件下的快速堆積或環(huán)境穩(wěn)定的沉積。頂?shù)捉缑婢鶠橥蛔兘佑|，反映沉積過程中堆積或環(huán)境穩(wěn)定的沉積。頂?shù)捉缑婢鶠橥蛔兘佑|，反映沉積過程中物源供給豐富和水動力條件相對較強(qiáng)，代表潮汐砂體或辮狀河道砂物源供給豐富和水動力條件相對較強(qiáng)，代表潮汐砂體或辮狀河道砂體。體。 （4）舌形（）舌形（Egg） 也稱為蛋形。上、下均為漸變形，而且通常厚度不大，也稱為蛋形。上、下均為漸變形，而且通常厚度不大，反映出受多種因素的影響，其整體背景的水動力條件相對反映出受多種因素的影響，其整體背景的水動力條件相對較弱或快速變化，多為決口扇、指狀砂壩及遠(yuǎn)砂壩沉積的較弱或快速變化，多為決口扇、指狀砂壩及遠(yuǎn)砂壩沉積的產(chǎn)物。也可進(jìn)一步劃分為

45、尖咀形。產(chǎn)物。也可進(jìn)一步劃分為尖咀形。（5）線形（）線形（Liner） 垂向上的幅度變化不大，主要反映相對較為平靜的沉積垂向上的幅度變化不大，主要反映相對較為平靜的沉積環(huán)境，如淺環(huán)境，如淺-深湖（海）相沉積，物源供給嚴(yán)重不足，以深湖（海）相沉積，物源供給嚴(yán)重不足，以細(xì)粒沉積為主。細(xì)粒沉積為主。 2、平滑程度、平滑程度（1）齒形（）齒形（Serrated） 反映沉積過程中能量的快速變化或水動力環(huán)境的不穩(wěn)定，它既可反映沉積過程中能量的快速變化或水動力環(huán)境的不穩(wěn)定，它既可以是正齒形，也可以是反齒形或?qū)ΨQ齒形，為沖積扇或濁積扇所具以是正齒形，也可以是反齒形或?qū)ΨQ齒形，為沖積扇或濁積扇所具有。有。（2）

46、平滑形（）平滑形（Smooth） 反映沉積環(huán)境較為穩(wěn)定和水動力條件相對平靜，因而體現(xiàn)出巖性反映沉積環(huán)境較為穩(wěn)定和水動力條件相對平靜，因而體現(xiàn)出巖性的穩(wěn)定變化，無砂泥間互現(xiàn)象。的穩(wěn)定變化，無砂泥間互現(xiàn)象。 （三）接觸關(guān)系（三）接觸關(guān)系 測井曲線可以反映層間的接觸關(guān)系?？傮w來看，接觸關(guān)測井曲線可以反映層間的接觸關(guān)系?？傮w來看，接觸關(guān)系主要有突變和漸變兩類。突變又可分為頂部突變和底部系主要有突變和漸變兩類。突變又可分為頂部突變和底部突變，漸變也以分為頂部漸變和底部漸變。其中底部突變突變，漸變也以分為頂部漸變和底部漸變。其中底部突變通常反映的是各種河流的沖刷作用。通常反映的是各種河流的沖刷作用。 Se

47、rra的劃分為測井相研究奠定了良好的基礎(chǔ)，但在具的劃分為測井相研究奠定了良好的基礎(chǔ)，但在具體分析時，還應(yīng)考慮其組合特征等。馬正體分析時，還應(yīng)考慮其組合特征等。馬正1981年根據(jù)我國年根據(jù)我國油田的實際情況，依據(jù)測井曲線幅度、形態(tài)、接觸關(guān)系、油田的實際情況，依據(jù)測井曲線幅度、形態(tài)、接觸關(guān)系、平滑程度以及組合關(guān)系進(jìn)行了分類（圖平滑程度以及組合關(guān)系進(jìn)行了分類（圖3-15），這一分類），這一分類對我國的陸相沉積更具有意義。對我國的陸相沉積更具有意義。（四）組合類型（四）組合類型 測井曲線的組合形式包括幅變組合與形態(tài)組合（表測井曲線的組合形式包括幅變組合與形態(tài)組合（表3-3）。幅變）。幅變組合包括加速幅

48、變、均勻幅變和減速幅變，形態(tài)組合包括箱形組合包括加速幅變、均勻幅變和減速幅變，形態(tài)組合包括箱形-鐘鐘形組合、漏斗形形組合、漏斗形-箱形組合、指形箱形組合、指形-漏斗形組合、箱形漏斗形組合、箱形-鐘形鐘形-漏斗形漏斗形組合以及齒形組合以及齒形-箱形箱形-鐘形鐘形-漏斗形組合等（圖漏斗形組合等（圖3-15），不同的組合特），不同的組合特征可以更好地反映地層的沉積環(huán)境。征可以更好地反映地層的沉積環(huán)境。 根據(jù)沉積學(xué)研究中沉積層序的旋回性，顆粒大小、巖性粗細(xì)在測根據(jù)沉積學(xué)研究中沉積層序的旋回性，顆粒大小、巖性粗細(xì)在測井曲線上的表現(xiàn)形式，總結(jié)出不同沉積相帶的曲線形態(tài)特征（圖井曲線上的表現(xiàn)形式，總結(jié)出不同沉

49、積相帶的曲線形態(tài)特征（圖3-16）。上述曲線形態(tài)是理想情況下的曲線形態(tài)，對于一個特定的地）。上述曲線形態(tài)是理想情況下的曲線形態(tài)，對于一個特定的地區(qū)，應(yīng)充分利用巖心分析資料，總結(jié)不同沉積相特征在曲線上的響區(qū)，應(yīng)充分利用巖心分析資料，總結(jié)不同沉積相特征在曲線上的響應(yīng)，建立研究區(qū)的測井相模式。應(yīng)，建立研究區(qū)的測井相模式。 圖3-15 自然電位曲線要素圖（據(jù)馬正，1981）表表3-3 各類沉積相自然電位測井曲線要素特征（據(jù)馬正，各類沉積相自然電位測井曲線要素特征（據(jù)馬正，1982修改）修改） 曲線要素 相、亞相、微相幅度形態(tài)接觸關(guān)系光滑程度齒中線幅變組合形態(tài)組合沖積扇扇根泥石流低幅齒形（反向） 上傾、

50、平行前積式漏斗形主溝道中幅齒形（對稱-正向） 平行（水平-下傾） 扇中辮狀溝道中-高幅齒形組 水平、平行加積、后積箱形-鐘形外扇席狀砂中-低幅齒形（反向） 上傾、平行 河流辮狀河道砂壩中幅箱形突變-漸變齒化-微齒內(nèi)收斂加積 曲流河點砂壩中幅鐘形 齒化-微齒內(nèi)收斂側(cè)積 三角洲平原分支河道中幅箱形、鐘形頂：加速漸變底：突-漸變微齒-光滑內(nèi)收斂 決口扇中-低幅齒形 水平 前緣河口壩中-高幅漏斗-箱形 齒化-微齒外收斂-水平前積、加積箱形遠(yuǎn)砂壩低-中幅漏斗形組 微齒外收斂前積漏斗形側(cè)翼相高幅漏斗形、指形 微齒-光滑外收斂、水平加積 濱岸灘中-高幅齒-指形漸-突變光滑水平-平行加積、前積、指形壩中心中-

51、高幅漏斗形底：減速漸變光滑外收斂-水平 中心（底流）中幅鐘-漏斗形頂、底突變齒化-微齒內(nèi)收斂-外收斂加積箱形堡壩內(nèi)側(cè)低幅齒形、漏斗形 微齒外收斂 堡壩外側(cè)高幅漏斗形、指形 光滑外收斂 水下扇扇根主溝道低幅齒形組 下傾平行加積筒形扇中辮狀溝道中-高幅箱-鐘形 齒化-微齒平行（下傾、水平） 前緣中幅漏斗形 微齒-光滑平行（水平、上傾）前積 扇緣席狀砂低幅漏斗-反向齒形 微齒-光滑平行（水平） 深水重力流溝道壩中心中-高幅箱-鐘形底、突-漸變微齒平行（下傾）后積 壩前緣中幅漏斗形 光滑平行（水平-上傾）后積、前積 壩側(cè)翼中-低幅對稱齒形組 齒化水平、平行后積鐘形濁積扇根部相低幅齒形 平行下傾加積筒形

52、-鐘形中心相中幅箱-鐘形 齒化-微齒平行、水平 邊緣相中-低幅漏斗-齒形 微齒平行、上傾前積 圖3-16 各類沉積環(huán)境自然電位測井曲線形態(tài)組合圖（據(jù)馬正1982）三、地層傾角測井和電阻率成像測井研究沉積相三、地層傾角測井和電阻率成像測井研究沉積相（一）地層傾角測井研究沉積環(huán)境（一）地層傾角測井研究沉積環(huán)境 近年來發(fā)展完善的高分辨率地層傾角測井為研究沉積環(huán)境提供了近年來發(fā)展完善的高分辨率地層傾角測井為研究沉積環(huán)境提供了有效的手段，能夠提供沉積構(gòu)造、古水流等方面的信息。有效的手段，能夠提供沉積構(gòu)造、古水流等方面的信息。 層理是重要的沉積構(gòu)造，也是反映古水流動力條件的直觀證據(jù)。層理是重要的沉積構(gòu)造，

53、也是反映古水流動力條件的直觀證據(jù)。采用相關(guān)對比或模式識別，對地層傾角測井資料進(jìn)行處理，可以根采用相關(guān)對比或模式識別，對地層傾角測井資料進(jìn)行處理，可以根據(jù)其處理成果對應(yīng)的據(jù)其處理成果對應(yīng)的矢量圖模式和方位頻率圖矢量圖模式和方位頻率圖分析沉積構(gòu)造和古水分析沉積構(gòu)造和古水流方向。流方向。1、矢量圖及其反映的層理特征、矢量圖及其反映的層理特征 在矢量圖上，根據(jù)地層傾角和傾向隨深度變化的規(guī)律，可以劃分在矢量圖上，根據(jù)地層傾角和傾向隨深度變化的規(guī)律，可以劃分出四種模式：即綠模式、紅模式、藍(lán)模式和雜亂模式（圖出四種模式：即綠模式、紅模式、藍(lán)模式和雜亂模式（圖3-17、表、表3-4）。根據(jù)地層傾角資料，可以解

54、釋各種沉積層理的類型（圖）。根據(jù)地層傾角資料，可以解釋各種沉積層理的類型（圖3-18），進(jìn)而是進(jìn)一步解釋其沉積環(huán)境和相。），進(jìn)而是進(jìn)一步解釋其沉積環(huán)境和相。 矢量圖模式矢量圖模式矢量圖特征矢量圖特征反映地質(zhì)特點反映地質(zhì)特點綠模式綠模式傾角和傾向隨深度的增加，傾角和傾向隨深度的增加，基本保持不變基本保持不變反映水平層理，也反映沉積構(gòu)造紋層的傾角反映水平層理，也反映沉積構(gòu)造紋層的傾角紅模式紅模式傾角隨深度增加而增大，傾角隨深度增加而增大，傾向基本不變傾向基本不變反映了向下傾方向的地層增厚，可解釋砂壩或河道等沉積特征反映了向下傾方向的地層增厚，可解釋砂壩或河道等沉積特征（要結(jié)合自然電位或自然伽瑪曲線

55、），也可能是褶皺斷層或不整（要結(jié)合自然電位或自然伽瑪曲線），也可能是褶皺斷層或不整合。合。藍(lán)模式藍(lán)模式傾角隨深度增加而減小，傾角隨深度增加而減小，傾向基本不變傾向基本不變表示向下傾方向地層變薄，可解釋為前積層理表示向下傾方向地層變薄，可解釋為前積層理也可能與褶皺或斷層有關(guān)也可能與褶皺或斷層有關(guān)雜亂模式雜亂模式傾角和傾向變化大，無規(guī)律傾角和傾向變化大，無規(guī)律性性反映斷層帶、風(fēng)化殼、礫石層及槽狀交錯層理等反映斷層帶、風(fēng)化殼、礫石層及槽狀交錯層理等表表3-4 地層傾角矢量模式及反映地質(zhì)特征地層傾角矢量模式及反映地質(zhì)特征 圖圖3-17 地層傾角模式地層傾角模式圖圖3-18 各種層理的理想傾角模式（引自

56、吳元燕，各種層理的理想傾角模式（引自吳元燕，1996）2、方位頻率圖、方位頻率圖 方位頻率圖是在某個給定井段內(nèi)優(yōu)選傾斜方位的統(tǒng)計圖，針對單方位頻率圖是在某個給定井段內(nèi)優(yōu)選傾斜方位的統(tǒng)計圖，針對單一砂層層面、層理進(jìn)行方位頻率統(tǒng)計，可用其判斷古水流方向；而一砂層層面、層理進(jìn)行方位頻率統(tǒng)計，可用其判斷古水流方向；而頻率集中的方向表示這段砂巖的主要古水流方向。頻率集中的方向表示這段砂巖的主要古水流方向。3、幾種典型沉積相在地層傾角測井中的特征反映、幾種典型沉積相在地層傾角測井中的特征反映 不同沉積環(huán)境下沉積物的特點在地層傾角測井中都會有所反映。不同沉積環(huán)境下沉積物的特點在地層傾角測井中都會有所反映。以

57、曲流河點砂壩、三角洲前緣砂、濁積水道等幾種典型環(huán)境為例，以曲流河點砂壩、三角洲前緣砂、濁積水道等幾種典型環(huán)境為例，加以說明（表加以說明（表3-5）。）。 表3-5 幾種典型沉積相在地層傾角測井中的響應(yīng)特征 沉積相沉積相地層傾角測井響應(yīng)特征地層傾角測井響應(yīng)特征曲流河點砂壩曲流河點砂壩內(nèi)部為藍(lán)模式，上部為紅模式，其傾向特征與井所在部位有關(guān)內(nèi)部為藍(lán)模式，上部為紅模式，其傾向特征與井所在部位有關(guān)點砂壩近上游處紅、藍(lán)方位角相差大于點砂壩近上游處紅、藍(lán)方位角相差大于90，中段，中段90，尾端相差小于，尾端相差小于90（圖（圖3-19）三角洲河口壩三角洲河口壩一般為藍(lán)模式，頂部矢量分散。在砂層內(nèi)部，由多個藍(lán)

58、模式組合而成一般為藍(lán)模式，頂部矢量分散。在砂層內(nèi)部，由多個藍(lán)模式組合而成當(dāng)傾角大于當(dāng)傾角大于10，說明堆積作用為主，水動力能量弱；傾角小于，說明堆積作用為主，水動力能量弱；傾角小于10，水體動力強(qiáng)，水體動力強(qiáng)在前緣砂背景上紅模式矢量（圖在前緣砂背景上紅模式矢量（圖3-20）濁積水道濁積水道濁流供應(yīng)水道下部為紅模式，上部為藍(lán)模式濁流供應(yīng)水道下部為紅模式，上部為藍(lán)模式藍(lán)模式傾向指向水流方向，紅藍(lán)方位相差藍(lán)模式傾向指向水流方向，紅藍(lán)方位相差90，中扇水道出口處，為藍(lán)模式矢量，中扇水道出口處，為藍(lán)模式矢量外扇席狀砂具加積特征，成低角度綠模式矢量（圖外扇席狀砂具加積特征，成低角度綠模式矢量（圖3-21）

59、圖圖3-19 點砂壩矢量圖（據(jù)點砂壩矢量圖（據(jù)Schlumberger）圖圖3-21 濁積水道矢量模式（據(jù)濁積水道矢量模式（據(jù)Schlumberger）圖圖3-20 河口壩相矢量圖（據(jù)河口壩相矢量圖（據(jù)Schlumberger）（二）成像測井分析沉積環(huán)境和特征（二）成像測井分析沉積環(huán)境和特征 目前地層微電阻率掃描和全井眼微電阻率掃描資料已經(jīng)比較成功目前地層微電阻率掃描和全井眼微電阻率掃描資料已經(jīng)比較成功地用于沉積相分析。一般而言，在垂向上有一定規(guī)模的沉積構(gòu)造如地用于沉積相分析。一般而言，在垂向上有一定規(guī)模的沉積構(gòu)造如沖刷面、大型交錯層理等，成像測井能夠比較清晰地反映出來（表沖刷面、大型交錯層理

60、等，成像測井能夠比較清晰地反映出來（表3-6）。）。 表3-6 不同沉積構(gòu)造在成像測井上的響應(yīng)序號序號沉積構(gòu)造沉積構(gòu)造全井眼微電阻率掃描全井眼微電阻率掃描測井響應(yīng)測井響應(yīng)1沖刷面沖刷面圖像上有一個凹凸不平起伏的界面，上部暗色泥礫呈扁平狀略顯定向排列，圖像上有一個凹凸不平起伏的界面，上部暗色泥礫呈扁平狀略顯定向排列，其下為含膏泥巖的高阻異常巖性反映其下為含膏泥巖的高阻異常巖性反映2斜層理斜層理斜層理往往對應(yīng)于一組有明暗條紋顯示的正弦波曲線斜層理往往對應(yīng)于一組有明暗條紋顯示的正弦波曲線3槽狀交錯層理槽狀交錯層理圖像上由一套不同角度的正弦曲線顯示的層系界面，兩層系界面間上弧形的圖像上由一套不同角度的正弦曲線