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沉积相讲课(3-河流讲课)

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沉积相 讲课 河流
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第三章 河流,第三章 河流,第一节 河流沉积过程和河流分类,一、河流沉积过程1、层流和紊流层流:质点运动方向彼此平行、规则成层 流动 的水流紊流:质点运动方向和速度不规则的、具 有强烈侧向混合作用的水流,河流沉积过程是河流分类的基础,2、横向环流由表流和底流构成的、螺旋形向前运动的水流,,,,,,,平直河段,主流线居中,存在两个横向环流弯曲河段,主流线偏向凹岸,存在一个横向环流,曲流河段流速涡流的分布,3、 流水作用-层流,紊流河流是沉积物搬运的重要地质营力(1)侵蚀作用-冲刷 垂向侵蚀,加深河床; 侧向侵蚀,拓展河道,3 流水作用-层流,紊流河流是沉积物搬运的重要地质营力(2)搬运作用-三种搬运方式悬浮搬运-粉砂和粘土跳跃搬运-细砂滚动搬运-粗粒沉积,3 流水作用-层流,紊流河流是沉积物搬运的重要地质营力(3)堆积作用-垂向和侧向加积侧向加积-凸岸形成边滩垂向加积-洪泛形成漫溢沉积,二、河流类型及划分,1、河流的分类分类的依据:河道的几何形态、弯度、坡降、流量、地理位置、发育阶段等,1、河流的分类1)据地形和坡度 山区和平原河流2)据河流发育阶段 幼年河、壮年河和老年河,1、河流的分类3)据河流弯曲度(分叉参数和弯曲度) 平直河、曲流河、 辫状河、网状河,河流类型及划分,RUST,1978提出:河道分叉参数在平均每个蛇曲波长中,河道砂坝的数目。河道分叉参数小于、等于1,为单河道;大于1为多河道。,,,,,河流类型及划分,RUST,1978提出:弯度指数:河道长度与河谷长度的比值。该指数小于1.5,为低弯度河,大于1 .5为高弯度河。,,,,河道,,河谷,河流类型及划分,平直河,曲流河,辫状河,网状河,低弯度,<1.5,高弯度,>1.5,单河道,分叉参数<1,多河道,分叉参数>1,河流名称,,,,,,,河流类型,平直河曲流河辫状河网状河,2、不同类型河流的主要特征,(1)平直河 平直河流弯度小,弯度指数小于1.5,在自然界较少见,往往存在于大型河流的某一河段。,河流类型,(2)曲流河-水深流缓,发育边滩 弯度指数大于1.5的单河道,河道较稳定、宽深比值低(<40)。河道坡度较缓,流量稳定,搬运的沉积物较细,具有明显的侧向侵蚀和加积作用,发育边滩。常发生河道截弯取直作用。 中下游地区多。,现代曲流河沉积,曲流河,雅加达现代河流,河流的基本类型,曲流河,辫状河,河流主要分为辫状河、曲流河、网状河、 平直河, 其中辫状河与曲流河最常见。,曲流河:单河道,水深流缓,发育边滩,沉积物细,以细砂岩、泥岩为主,具典型的“二元结构”,沉积剖面上砂岩少,泥岩多,为“泥包砂”。,(3)辫状河-水浅流急,发育心滩 多河道、多次分叉并汇聚成辫状。河道宽浅,弯度小,宽深比值大于40,弯度指数小于1.5。河道坡降大,沉积物搬运量大、粒粗,不稳定,发育心滩。 中上游地区多,河流的基本类型,曲流河,辫状河,河流主要分为辫状河、曲流河、网状河、 平直河,其中辫状河与曲流河最常见。,辫状河:多河道,水浅流急,发育心滩,沉积物粗,以砾岩、中粗砂岩为主,沉积剖面上砂砾岩多,泥岩少,为“砂包泥”。,,,,,辨 状 河,砾质辨状河(以砾岩沉积为主),,,,,辨 状 河,砂质辨状河(以砂岩沉积为主),河流类型,(4)网状河-水深流缓,稳定 多河道,河道窄而深,顺流向下呈网状。河道间存在永久性的、由细粒沉积物组成的冲积岛和泛滥平原,面积占60-90%。 中下游地区多,,自然界常见的、与油气勘探开发关系密切的河流类型是:曲流河;辫状河;网状河,同一河流的不同河段或同一河流的不同演化阶段,河流类型可以发生变化,第二节 河流沉积模式一、顺直河和曲流河沉积特征和沉积模式,顺直河是不常见的,一、曲流河沉积模式,1、曲流河沉积亚相划分(4个亚相):河床亚相、堤岸亚相、河漫亚相、牛轭湖亚相,,,,,曲流河沉积模式,2、河床亚相1)微相划分河床滞留沉积,边滩沉积,河谷-河道-河床的关系,曲流河沉积模式,2)河床滞留沉积选择性搬运,在河床底部滞留沉积的砾石(来源可不同),厚度小,成分杂,叠瓦状排列,呈透镜状。,,,,,,,,河流的侧向侵蚀导致凹岸跨塌,砾岩,砾石为泥岩,磨圆差,由河流侵蚀导致凹岸跨塌形成。,河流的侧向侵蚀与底部砾岩的形成,凹岸,河床沉积典型岩心照片,陕113,第1次取心,陕148,第2次取心,曲流河沉积模式,3)边滩沉积(point bar),是河床的主要沉积,是河床侧向侵蚀和加积作用的结果,滚动和跳跃方式搬运,沉积成分复杂的砂岩,交错层理类型多,向上规模变小陕北侏罗系河床长石砂岩含量达49%,,曲流河沉积模式,边滩砂岩,河漫滩泥岩,曲流河沉积模式,3、堤岸亚相1)微相划分天然堤沉积,决口扇沉积,2)天然堤沉积,洪水溢岸沉积而成;沉积物粒度细-粉细砂岩;沉积厚度取决于河流规模;凹岸发育;层理规模小,上攀交错层理;植物根、钙结核等,,,,,,天然堤沉积的典型沉积构造,3)决口扇沉积,洪水冲越天然堤,砂泥物质在决口处沉积呈扇体。沉积物较细,但粗于天然堤沉积物小型波状层理和交错层理,多冲刷构造平面呈舌形,剖面呈透镜状,,决口扇典型岩心照片(陕145,第五次取心),曲流河沉积模式,4、河漫亚相1)微相划分河漫滩沉积河漫沼泽沉积河漫湖泊沉积,2)河漫滩沉积,河漫滩是河谷底部较平坦的部分,平水期无水,洪水期淹没形成河漫滩。河漫滩发育在河流演化 的晚期-河谷较宽的 时期 粉砂岩,波状层理和斜波状层理 化石少,干裂和雨痕,,,,河道和河漫沉积典型岩心照片,河谷及河漫滩的发育过程,,河道迁移,,晚,河流泛滥平原典型岩心照片,陕122,第二次取心,榆31,第2次取心,河床高于河谷低洼处,洪水漫出河道形成湖泊沉积粘土岩以及粉砂, 可见水平层理。沉积构造依赖于古气候,3)河漫湖泊沉积,,,,在潮湿气候条件下,河漫滩和河漫湖泊可演化成沼泽。植物多,可成煤,4)河漫沼泽沉积,,,,,5、牛轭湖亚相,沉积序列为不对称的二元结构,窜沟取直,颈项截直,粉砂岩和粘土沉积,透镜状,延伸达数十公里,6、曲流河沉积的标准垂向模式,可划分成4个单元:滞留沉积、边滩及其顶部、天然堤和泛滥平原。典型的间断正韵律顶层和底层构成“二元结构”。厚度8-10米,岩性和沉积构造韵律变化,滦河沉积序列,7米,4米,边滩,越岸,曲流河垂向层序和自然电位曲线图,粒度,SP,,山西组底界砂岩(北岔沟砂岩),太原组东大窑灰岩,太原组顶部泥岩段,山西柳林成家庄,,曲流河沉积主要发育于山西组及上石盒子组,大港明化镇河流沉积,930,940,950,辽河东营组河流沉积序列,1450,1500,大庆油田检3-23曲流河砂体岩相柱状图,粒度,渗透率,950,960,英国老红砂岩沉积序列2-15米,,准噶尔盆地河流沉积,,,莫北2井河流二元结构,车27井SC2高位体系域河流垂向沉积序列,3920,3960,CLINTON油田曲流河砂岩等厚图据CLOMENT,1991,,,,二、辫状河沉积特征和沉积模式,1、辫状河沉积特征多河道、河床坡度大、宽而浅、侧向迁移快、发育心滩。这是与曲流河的重要区别。,辫状河沉积模式,,,,,2、辨状河沉积亚相:河床和河漫沉积,,,,,,辨状河沉积模式,3、心滩形成机理主流线两侧形成两个对称性前进的水流,由表流和底流形成螺旋式前进的横向环形水流。底流由两岸向河流中心会聚,携带沉积物在河流中心沉积而成。,,,,,布拉马普特拉河心滩垂向序列,心滩沉积特征上游侵蚀、沉积物粗;下游沉积、沉积物细;心滩向下游迁移。心滩沉积物成分复杂,粒粗、发育大型槽状和板状交错层理,其底可出现河道滞留沉积,,,,,河 道,3-10米,,,4、辫状河河漫沉积,辫状河沉积不稳定,迁移快,故不发育天然堤、决口扇和泛滥平原沉积。也不易形成牛轭湖。沉积序列不像曲流河那么典型,加拿大魁北克省泥盆纪巴特里角辫状河垂向沉积序列,冲刷面,小型板状,大板、大槽,波状层理,泥岩,沉积物粗,发育大型交错层理,“二元”结构不对称9米厚,5、沉积序列,辫状河沉积模式,鄂尔多斯辫状河沉积主要发育于下石盒子组,,辨状河沉积,,多河道叠加沉积,每个河道底部为冲刷面,并有滞留砾石沉积,泛滥盆地,,,,辨状河沉积,,辨状河沉积剖面,红色为泥岩,灰白色为砂岩,典型的“砂包泥”,而且自下而上砂岩增多。,,,准噶尔盆地河流沉积,,,玛11井辫状河沉积,辫状河垂向序列和自然电位曲线图,粒度,SP,,辨状河沉积,,SP,RT,,1700,1750,,,,1650,辫状河砂体岩相柱状图实例(胜利油田),,,,粒度,渗透率,1990,2000,三、网状河沉积特征和沉积模式,1、网状河概念及组成1)概念:是由窄而深以及顺直到弯曲的、相互连接的低坡度稳定网状水道形成的交织河网水系。2)沉积组成河道、天然堤、心滩边滩、决口扇、湖泊湿地、沼泽、池塘等。,三、网状河沉积特征和沉积模式,2、沉积作用1)沉积基本特征发育于坡缓、气候潮湿、植被发育的河流中下游地区多由几条弯度多变的、相互连通的、宽深比较小的、分叉系数较高的河道组成。2)沉积作用低能沉积环境悬浮搬运沉积作用为主,垂向加积明显。,3、网状河河道沉积,网状河道:多河道,但河道稳定,河道砂体厚度很大(多在十几米以上),既有辨状河的特征(多河道),也有曲流河的特征(河道稳定)。,槽状交错层理砂岩,向上变细的沉积序列,4、湿地沉积,河道间发育冲积岛和泛滥平原沉积,河道间“湿地”沉积细,并且稳定发育,面积占60-90%。,沉积物:多为富碳的粉砂和粘土,沉积厚度大, 但横向变化快,5、网状河与曲流河、辫状河沉积特征对比,,,,,,,,,,河型,网状河,辫状河,曲流河,水流特点,水浅流急,水深流缓,水深流缓,沉积作用,侧向加积,垂向加积,垂向和侧向加积,沉积物,砂泥,砂泥,砾砂,岩性序列,对称二元结构,砂泥间互或泥包砂,不对称二元结构,砂包泥,不对称二元结构,泥包砂,第三节 古代河流鉴别标志及河流与油气勘探的关系,一、鉴别标志1、矿物成分复杂,成熟度低碎屑岩多,碳酸盐岩少;沉积物粒度变化大;沉积物的成分复杂;高岭石等酸性粘土多,一、鉴别标志2、典型的粒度曲线特征概率曲线多为二段式;C-M图呈S型,多由PQ、QR、RS段组成,一、鉴别标志3、沉积构造丰富, 发育“二元结构”层理类型多,板状和槽状交错层理多;砾石叠瓦构造和冲刷面多;不对称波痕多;具有二元结构,一、鉴别标志4、生物化石少, 特征的砂体形态,二、河流沉积与油气勘探的关系,是油气储集的良好场所。心滩和边滩的储层物性好。河道砂体可形成岩性油藏。,美国德州小白垩油田河流砂体勘探,长庆马岭油田侏罗系河道砂,胜利孤东油田馆上段32砂层沉积微相图曲流河,胜利孤东油田馆上段54砂层沉积微相图辫状河,胜利孤东油田馆上段45砂层沉积微相图网状河,大港港东地区,调整开发放方案,曲流河平面模式,频率为23HZ的储层特征,颜色=厚度,,厚层,,薄层,Yellow – 18 Hz, Brown – 24 Hz, Blue – 32 Hz,调整开发方案,,,,,,调整开发放方案,大庆油田,水流方向,谢 谢,
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