古珠江三角洲沉积数值模拟及主控因素分析

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作者周家伟
来源浙江大学
出版年2019
摘要
南海珠江口盆地白云凹陷21Ma时期海平面发生剧烈下降,古珠江逐渐向海延伸,在陆架边缘发育了一套大规模的三角洲进积体。勘探实践表明,该三角洲进积体不仅控制着深海扇的沉积过程,其本身的分流河道及河口坝等砂体也是油气的有利储集体,具有巨大的勘探价值。虽然前人运用地球物理手段(地震和钻测井技术)对该三角洲进行了大量的研究,但受地震分辨率和钻井井位稀疏等条件限制,难以精细刻画和描述砂体的三维形态及砂体间的配置关系,且缺乏对物源条件(供给沉积物粒级配分)和外在水动力(波浪和潮汐作用)等因素对三角洲地貌形态、河道网络、地层结构和砂体分布的影响与控制作用的探讨。因此,本文在前人的研究基础上,基于层序地层学观点,将该三角洲进积体的演化过程划分为高位期陆架三角洲和低位期陆架边缘三角洲两个阶段,运用Delft3D软件分别模拟两个阶段的三角洲在不同供给沉积物粒级配分和水动力条件下一段时间的沉积过程,并对比了两个阶段的三角洲沉积特征差异,以期对古代三角洲的演化过程有个深入且直观的认识,且为研究区的油气勘探工作提供参考。取得的主要认识和研究成果如下:不同水动力条件下三角洲模拟对照实验结果显示,波浪作用淘洗和侵蚀了三角洲前缘砂坝,在三角洲的前端和侧缘形成浪成砂坝带,并将细粒泥质沉积物搬运至深水沉积,形成了光滑的三角洲外缘,还在一定程度上抑制了河口坝的形成,降低了分流河道的分叉频率。潮汐作用改造了三角洲的前缘河口坝和分流河道,形成了具有笔直分流河道和潮沟分割外缘的三角洲地貌形态。相比陆架三角洲,陆架边缘三角洲由于坡度更陡,通常受到更强的波浪作用,但受到潮汐作用的范围却较为局限。不同供给沉积物粒级配分的模拟对照实验结果显示,在波浪和潮汐作用共存的水动力条件下,随着供给沉积物粒度变细,三角洲展布面积缩减,地貌形态逐渐向狭长状转变。其次,泥质组分的增加使供给沉积物粘性增加,其较高的临界剪切应力值阻碍了对已沉积砂体的侵蚀作用,促使河口和天然堤更加稳定,从而在一定程度上抑制了三角洲分流河道的分叉和决口过程,导致泥质三角洲相比砂质三角洲具有更低曲度、更少数量的分流河道。油气有利储集砂体及圈闭分析结果表明,波浪和潮汐作用较弱条件下的河流三角洲砂体大多呈孤立状分散于分流河道和河口坝中,砂体之间连续性较差,非均质性较高,三角洲砂质含量范围约为20%-60%,较易形成网状水道型岩性圈闭。潮汐影响的三角洲与河流三角洲具有相似的砂体分布特征和砂质含量,但是潮流在一定程度上增加了砂体的连续和连通性,形成镶边状水道型岩性圈闭。波浪改造的三角洲具有最高的砂质含量,平均达到40%-80%,三角洲前缘最高可达到90%以上。其砂体连续性最好,形成席状砂型岩性圈闭。相较陆架三角洲,陆架边缘三角洲总体上砂体分布具有横向窄,纵向长的特征。综上所述,高位期陆架三角洲和低位期陆架边缘三角洲在不同水动力和供给沉积物粒级配分条件下具有不同的地貌形态、沉积特征和砂体分布规律。古珠江三角洲的油气勘探工作应该对不同的三角洲演化阶段采取不同的勘探策略。

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