沉積流體力學.ppt

1、碎屑巖系油氣儲層沉積學,第一節(jié) 流體動力學的概念與水動力條件分析,一、流體動力學的概念 1、牛頓流體與非牛頓流體 從流體力學性質來說，凡服從牛頓內摩擦定律的流體稱做牛頓流體，否則稱為非牛頓流體。所謂服從牛頓內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)。牽引流屬牛頓流體，沉積重力流屬非牛頓流體。,沉積相的研究方法與沉積作用,2、兩類最基本的流體 1）牽引流（Tractional Current）： 定義：“服從牛頓內摩擦定律使碎屑物質作牽引運動的流體”，如含有少量碎屑物的水流（河流、海流、湖流、波浪流、潮汐流、等源流等）和大氣流等。 2）重力流（Gravi

2、ty Current or Gravity Flow）： 定義：“在重力作用下使碎屑物質與流體高度混合，不符合牛頓內摩擦定律的高密度流體”，它可進一步劃分為碎屑流（泥石流）；顆粒流；液化（沉積）流；濁流。 3）濁流（Turbidity Current）： 屬于重力流的一種，是指由大量泥、砂物質和水混合，受紊流支撐的一種水下重力流。,3、流體的基本搬運方式 從物理學上來看，有兩種最基本的物質搬運類型（或搬運方式），即懸浮載荷（懸移質）和床沙載荷（推移質），相對應的有兩種搬運形式，懸浮搬運和推移搬運 1）懸浮搬運（SuspensionTransport）：空氣或水流把細粒沉積物彌散開來（如粉砂、粘

3、土級顆粒以及不同比例的砂級顆），并使其在流動的內部呈懸浮狀進行搬運。最基本的驅動力就是紊流，它可以把顆粒上舉起來，使之懸浮于流動內部而進行搬運。 2）推移質搬運（TractionTransport）：在沉積學中稱之為牽引搬運（Traction），這一術語乃是作為沉積物以床沙載荷（推移質）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物。,Sediment load,Sediment load,二、水流的主要類型及其沉積物特征,根據(jù)水流對底床物質的作用，可將水流分為4種主要類型：（1）中性水流（Neutral currents）；（2）侵蝕改造水流（Eroding/Reworking

4、currents）；（3）沉積改造水流（Depositing/Reworking currents）；（4）沉積變形水流（Depositing/Reforming currents）。 一）侵蝕改造水流的效應 侵蝕改造水流是指能夠侵蝕底床物質或改造底床物質的水流。 1、尤斯特龍效應（Hjulstrm effect）；2、粘性底質上的流痕 3、床沙底形與流態(tài) ； 4、沉積物的選擇搬運,1、尤斯特龍效應（Hjulstrm effect）,是指細粒沉積物抗侵蝕的能力,水流能量與顆粒大小所表現(xiàn)出的床沙形體與流態(tài)的關系,三、水槽實驗層理的形成機理,1961年DRSimons和EVRichardson對粒

5、徑小于0.6mm（M=1.25）的砂進行了大規(guī)模的水槽實驗，所用水槽寬2.44m，長45.72m，使水在水槽平坦的沙床上流動，當流速（20cm/sec）和坡度逐漸增加到一臨界值時，沉積物開始移動，并開始由于流動的阻力形成小型沙紋（ripple）。,The Forming Processes of Wave and Current Ripple,內蒙岱海元子溝三角洲前緣的Wave Ripple浪成爬升小型沙紋,平均流速與粒度所呈現(xiàn)出的不同位置的床沙形體 （JBSouthard，1975）,粒度為0.1mm的沙的床沙形體的平均 深度流速圖（JBSouthard，1975）,粒度為0.4，0.54mm的沙的床沙形體的平均深度流速圖（JBSouthard，1975）,粒度為1.14mm的沙的床沙形體的平均深度流速圖（JBSouthard，1975）,通常情況下床沙形體發(fā)育的順序為： 無沉積物移動的（下部）平坦床沙沙紋小型沙垅沙垅及沙浪（上部）平坦床沙逆行沙丘沖槽及沖坑。 但不同粒度則有所變化，主要是低流態(tài)下床沙形體的不同。,四、不同床沙形體所對應的沉積構造,同心狀大型槽狀交錯層理,同心狀大型槽狀交錯層理,單組低角度下切型板狀交錯