CN105116467A - 近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，建立了针对无规律的事件性重力流自旋回沉积作用控制下的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，以准确划分断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体为目标，在近岸水下扇沉积成因机制和水槽沉积模拟实验等研究的基础上，建立近岸水下扇砂砾岩沉积单元体识别和划分标准，以近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分标准为指导，进行近岸水下扇沉积单元体的地震资料和钻井资料划分，以近岸水下扇沉积单元体地震资料划分和钻井资料划分为基础，以单井时间-深度关系为约束，开展近岸水下扇沉积单元体的井间对比，对断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体进行准确识别与划分，可准确有效地划分近岸水下扇砂砾岩沉积单元体，确定其空间展布范围。

Description

近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法

技术领域

本发明属于石油天然气勘探开发技术领域，具体地说，涉及一种砂砾岩沉积单元体的划分方法。

背景技术

断陷湖盆陡坡带近岸水下扇是指在湖侵和高水位时期，由控盆断层幕式活动和气候控制的泥石流、阵发性山区洪水和洪水间歇期山区河流等多种沉积作用沉积形成的紧靠断层分布的深水砂砾岩扇体。断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩体紧邻深湖相烃源岩分布，具有极佳的生储盖匹配关系。近年来，断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩油气勘探取得了重大突破，在渤海湾盆地、南华北盆地、二连盆地、海拉尔盆地等均发现了以近岸水下扇为储集体的油气藏，已先后建成10多个油气生产基地。

近岸水下扇砂砾岩沉积单元体是指由同一物源、同一水动力系统控制，在一定地质时期内沉积形成的以侵蚀不整合面或与之对应的整合面为边界的成因上有联系的三维等时砂砾岩地层。断陷湖盆边界断层的幕式活动和气候控制了近岸水下扇砂砾岩沉积单元体的沉积旋回和沉积期次。近岸水下扇砂砾岩沉积单元体以泥石流、洪水等事件性重力流沉积作用为主，具有厚度大、粒度粗、成层性差、缺少泥岩隔层及生物化石、横向分布不稳定，岩电关系复杂，低频、较弱振幅的杂乱地震反射等特征，多沉积期次近岸水下扇砂砾岩沉积单元体空间叠置组合样式主要受自旋回事件性重力流沉积作用控制，导致近岸水下扇砂砾岩沉积单元体识别和划分极其困难，进而导致对近岸水下扇砂砾岩沉积单元体空间展布和组合认识不清，给此类油气藏勘探开发带来极大的困难和风险，如某油田某口井在近岸水下扇砂砾岩中获得高产油气流，而紧邻该井钻探的另外两口井均未成功，这种情况在近岸水下扇砂砾岩体油气勘探中屡见不鲜。

目前，国内外学者主要是以高分辨率层序地层学理论为指导，利用基于地震资料的时频分析技术、三维可视化技术、地震属性技术、相干分析技术、地层切片技术、测井约束反演技术、随机优化反演技术以及基于测井资料的频谱分析技术、小波变换分析技术等地球物理技术，划分和识别断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体。然而，高分辨率层序地层学对渐变的牵引流沉积单元体识别具有良好的指导意义，对无规律的事件性重力流自旋回沉积作用控制的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体的划分缺乏有效的指导意义。因此，需要建立事件性重力流自旋回沉积作用控制下的断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，这对断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩油气藏勘探开发具有重要的理论和实际意义。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于事件性重力流自旋回沉积作用的断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法。

本发明的技术方案是：一种近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，含有以下步骤：

第一步：建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分标准，其步骤为：

(1)确定研究区近岸水下扇沉积古地貌特征；

(2)确定研究区近岸水下扇砂砾岩沉积特征；

(3)建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积成因机制；

(4)开展断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验；

(5)建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分标准。

第二步：划分断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体地震资料。

第三步：划分断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体钻井资料。

第四步：进行断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体连井对比，确定各期次沉积单元体的空间展布。

进一步的，所述第一步中，利用高精度三维地震资料，通过geoframe软件获取研究区近岸水下扇沉积古地貌特征。所述的古地貌特征包括断层产状、古冲沟条数，古冲沟坡角、古冲沟之间梁的坡角等。

进一步的，所述第一步中，砂砾岩沉积特征的确定方法为：通过近岸水下扇砂砾岩岩心观察，依据碎屑岩的沉积构造、颗粒结构和颜色特征，确定近岸水下扇砂砾岩岩相和岩相组合特征。

进一步的，所述第一步中，成因机制的建立过程为:根据近岸水下扇砂砾岩岩相及岩相组合特征，结合野外现代沉积作用类型观察，确定断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积作用类型，然后建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积作用类型与控盆断层活动和气候之间的关系。

进一步的，所述第一步中，开展模拟实验时，首先，以研究区古地貌特征为基础，根据几何相似性原则，建造断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验装置，设计实验基底；其次，以研究区近岸水下扇砂砾岩岩相特征研究为基础，以断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积成因机制为指导，根据相似性理论，设计断陷湖盆陡坡带近岸水下扇水槽沉积模拟实验过程和实验参数，开展断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验，在整个实验过程中，保持所有沉积作用完全发育于水下，以反映深水沉积特征；最后，在断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验结束后，将模拟实验装置中水槽的水放干，对沉积模拟实验沉积体采用网格化解剖方法进行精细解剖，明确断陷湖盆陡坡带近岸水下扇纵剖面、横剖面沉积特征。在进行精细解剖时，本着“精细、有序、力求完整”的原则，按照“分块解剖、分段描述、整体分析”的思路进行。

作为优选，所述的模拟实验装置包括实验基底和置于实验基底上的实验水槽，实验水槽的一端设有高低两个排水口，另一端的两侧各配备有一个物源供给装置，实验水槽上还设有三维标尺；所述物源供给装置包括安装在支架上的供给箱和安装在供给箱上的搅拌机，供给箱与供水系统连接，供给箱的底部设有出水口和流量控制阀；所述的实验基底分为断层控制的陡坡带和平缓缓坡带两部分，断层控制的陡坡带与平缓缓坡带倾向相反，断层控制的陡坡带设有两个物源通道，两个物源通道通过管线与供给箱连通，且一个物源通道对应一个供给箱，物源通道呈“S”型，由上部平缓的峡谷和下部上陡下缓的铲式斜坡组成，两个物源通道之间的梁上下角度一致。

进一步的，所述第一步中，砂砾岩单元体划分标准的建立过程为：利用SIMO软件对断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验横剖面和纵剖面开展地震正演模拟，建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积单元体纵剖面和横剖面地震资料划分标准；以断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验横剖面和纵剖面为基础，结合研究区近岸水下扇砂砾岩岩相和岩相组合特征，建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇不同位置沉积单元体钻井资料划分和对比标准。

进一步的，所述第二步中，沉积单元体地震资料的划分过程为：根据断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体地震资料划分标准，利用geoframe地震解释软件对研究区高精度三维地震资料进行精细解释，划分断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体。在研究区高精度三维地震解释过程中遵循以下原则：(1)先解释横剖面，然后解释纵剖面；(2)在地震剖面横剖面解释中，由近岸水下扇前端向根部逐渐解释；(3)在地震剖面纵剖面解释中，由近岸水下扇侧缘向中央逐渐解释；(4)地震反射包络面解释由大到小。

进一步的，所述第三步中，利用岩心、录井岩屑、常规测井资料，利用Coreldraw软件，根据断陷湖盆陡坡带近岸水下扇不同位置沉积单元体钻井资料划分标准，对砂砾岩进行钻井资料沉积单元体划分。

进一步的，所述第四步中，首先，利用高精度三维地震资料和测井声波时差资料，利用geoframe软件里面Synthetics模块，建立时间-深度关系；然后，以断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体地震资料划分及钻井资料划分结果为基础，以单井时间-深度关系为约束，以井间对比模式为指导，进行断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体井间对比，确定各期次沉积单元体的空间展布。

本发明的有益效果是：本发明建立了针对无规律的事件性重力流自旋回沉积作用控制下的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，以准确划分断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体为目标，在近岸水下扇沉积成因机制和水槽沉积模拟实验等研究的基础上，建立近岸水下扇砂砾岩沉积单元体识别和划分标准，以近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分标准为指导，进行近岸水下扇沉积单元体的地震资料和钻井资料划分，以近岸水下扇沉积单元体地震资料划分和钻井资料划分为基础，以单井时间-深度关系为约束，开展近岸水下扇沉积单元体的井间对比，对断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体进行准确识别与划分，可准确有效地划分近岸水下扇砂砾岩沉积单元体，确定其空间展布范围，有效地指导井网部署及注水开放方案的制定，解决注水开发矛盾，提高注水开发及原油采收效率，对断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩油气藏勘探开发具有重要的理论和实际指导意义。

附图说明

图1为本发明近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分技术流程图。

图2为本发明具体实施例中××油田××断陷湖盆陡坡带沟梁纵剖面形态图。

图3为本发明具体实施例中××油田××断陷湖盆陡坡带沙四上亚段近岸水下扇砂砾岩岩相组合类型图。

图4为本发明具体实施例野外现代山区沉积作用类型图。

图5为本发明具体实施例开展断陷湖盆陡坡带构造活动与近岸水下沉积作用的关系图。

图6为本发明具体实施例沉积模拟试验装置结构图。

图7为本发明具体实施例实验基底剖面结构示意图。

图8为本发明具体实施例铲式断坡双物源通道模拟实验沉积体平面网格化解剖示意图。

图9为本发明具体实施例单物源通道模拟实验一扇体中央纵剖图。

图10为本发明具体实施例铲式断坡双物源通道模拟实验1号沉积扇体扇中央纵剖面图。

图11为本发明具体实施例双物源通道模拟实验沉积扇体横剖面12沉积特征图。

图12为本发明具体实施例铲式断坡单物源通道模拟实验二横剖面沉积特征图。

图13为本发明具体实施例断陷湖盆陡坡带近岸水下扇纵剖面特征图。

图14为本发明具体实施例断陷湖盆陡坡带近岸水下扇横剖面特征图。

图15为本发明具体实施例单物源通道模拟实验一扇体中央纵剖面的正演模拟地震剖面图。

图16为本发明具体实施例双物源通道铲式断坡模拟实验横剖面12的正演模拟剖面图。

图17为本发明具体实施例断陷湖盆陡坡带近岸水下沉积单元体划分对比模式图。

图18为本发明具体实施例××区块砂砾岩体地震沉积期次精细划分与对比图。

图19为本发明具体实施例××地区××区块沙四上纯上亚段近岸水下扇平面图及地震横剖面图。

图20为本发明具体实施例××地区××区块沙四上纯上亚段近岸水下扇平面图及地震纵剖面图。

图21为本发明具体实施例Y-22井岩心分析划分单井沉积期次图。

图22为本发明具体实施例Y井时间-深度关系图。

图23为本发明具体实施例××地区××区块沙四上纯上亚段近岸水下扇某纵剖面沉积单元体期次划分图。

图24为本发明具体实施例××地区××区块沙四上纯上亚段近岸水下扇某横剖面沉积单元体期次划分图。

图25为现有以高分辨率层序地层学理论为指导的近岸水下扇砂砾岩沉积单元划分图。

图26为本发明具体基于近岸水下扇沉积成因机制和沉积模拟实验的砂砾岩沉积单元体划分图。

图中，1、搅拌机，2、供给箱，3、流量控制阀，4、管线，5、支架，6、2号物源通道，7、1号物源通道，8、陡坡带，9、缓坡带，10、纵向标尺，11、横向标尺，12、排水口，13、实验基底，14、进水口，15、垂向标尺，16、玻璃池壁。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作出进一步说明。

以××油田××断陷湖盆铲式边界断层控制的陡坡带沙四上亚段近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分为例。如图1所示，本发明近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，其含有以下步骤：

第一步：建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分标准。

(1)确定研究区近岸水下扇沉积古地貌特征。

××油田××断陷湖盆陡坡带是一条铲式边界断层控制的陡斜坡构造带，具有沟梁相间的古地貌特征，发育两个古冲沟和一个梁，分别命名为1号古冲沟、2号古冲沟和1号梁。对研究区不同位置的20口井制作精细合成地震记录，利用geoframe软件拟合适用于研究区的时间-深度关系；在此基础上，通过对太古界基底三维地震精细解释结果的时深转换，建立了××油田××断陷湖盆北部陡坡带古地貌图：沟梁具有上陡下缓、上窄下宽的特征，1号古冲沟角度为27.4°-22.3°、1号梁角度为31.8°-25.2°、2号古冲沟角度为26.2°-18.7°。该××油田××断陷湖盆陡坡带沟梁纵剖面形态图如图2所示。

(2)确定研究区近岸水下扇砂砾岩沉积特征。

在岩心详细观察的基础上，依据××油田××断陷湖盆陡坡带沙四上亚段近岸水下扇砂砾岩结构、沉积构造和颜色特征，共识别出11种岩相类型和14种岩相组合类型。××油田××断陷湖盆陡坡带沙四上亚段近岸水下扇砂砾岩岩相类型及特征如表1所示，××油田××断陷湖盆陡坡带沙四上亚段近岸水下扇砂砾岩岩相组合类型如图3所示。

表1

(3)建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积成因机制。

根据××油田××断陷湖盆陡坡带沙四上亚段近岸水下扇砂砾岩岩相及岩相组合特征，结合野外现代沉积作用类型观察，确定××油田××断陷湖盆陡坡带沙四上亚段近岸水下扇沉积作用类型包括泥石流、阵发性洪水和洪水间歇期山区河流。然后建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积作用类型与控盆断层活动和气候之间的关系。图4(来源于网络)为野外现代山区沉积作用类型，其中图4a所示为泥石流，图4b所示为阵发性洪水，图4c所示为洪水间歇期山区河流。

上述泥石流沉积作用类型的岩相及岩相组合特征：泥石流是一种高密度和高粘度的块体流，其碎屑颗粒由杂基支撑，并在重力作用下呈块体搬运；具有沉积物密度大(1.8-2.3t/m³)，固体体积含量大(一般40-60％，最高达80％)，稠度大，水不是搬运介质、而是组成物质，固液两相物质呈整体运动、具层流运动性质等特点。由表1和图3可知，Gms→Gms岩相组合粒度粗、分选磨圆差，砾石棱角状-次棱角状、杂乱排列、常见直立状砾石，块状层理、垂向基本无递变，杂基含量高、颜色为深灰色，反映了深水泥石流沉积特征。

上述阵发性洪水沉积作用类型的岩相及岩相组合特征：由气候控制的阵发性洪水密度相对较小(1.2-1.8t/m³)，固体体积小(一般为10-40％)，稠度小，水为搬运介质，流体呈紊流状态、可连续流动，固体物质以滚动、跳跃、悬浮方式搬运。阵发性洪水能量强，可携带大量粗碎屑物质直接进入深湖，沉积形成粗碎屑沉积物。由图3可知，Gcp→Gcp、Gmp→Gmp、Gcp→G-S、Gmp→G-S、Gmp→G-S→Gfp→S-G→Sc、G-S→Gfp→Sm→Sf、G-S→S-G→Sm、G-S→S-G→Sg、S-G→Sg→Sf、Sg-M-Sg-M型岩相及岩相组合反映了陡坡带阵发性洪水携带大量碎屑物质直接进入深湖的沉积特征。

上述洪水间歇期山区河流沉积作用类型的岩相及岩相组合特征：阵发性洪水间歇期，断陷湖盆陡坡带以山区河流沉积作用为主。洪水间歇期山区河流流速、流量小，携带的碎屑物质含量低、粒度细，沉积时间长，但沉积物厚度薄。由图3可知，岩相组合类型Sf→M→Sf→M、Sm→M→Sm→M、Sg→M→Sg→M，以发育厚层暗色泥岩夹有薄层砂为特征，整体上粒度细、分选好、基本无递变特征，向前逐渐过渡为湖相悬浮沉积，反映了洪水间歇期陡坡带山区河流携带少量碎屑物质直接进入深湖，在湖水顶托阻力作用下快速沉积的特征。

图5为断陷湖盆陡坡带构造结构与近岸水下扇沉积作用的关系图。由图5可知，××油田××断陷湖盆一侧为正断层所控制的陡坡带，另一侧为平缓的斜坡带，盆地横切面呈箕状。陡坡带边界断层的断裂活动具有幕式旋回性，一个幕式旋回可分为构造活动期和宁静期。在构造活动期内，边界断层瞬时强烈活动使断层上升盘物源区地层遭受强烈破坏、形成充足的物源；同时，断陷湖盆陡坡带边界断层的瞬时活动往往伴随着山体滑坡、泥石流等事件性沉积作用，在短时间内将断层上升盘物源区粗碎屑物质带到湖盆陡坡带深水区沉积下来，形成紧靠断层分布的厚度大、粒度粗的沉积物。在断层幕式活动之后较长期的构造活动宁静期，构造活动相对稳定，沉积作用主要为气候引起的阵发性洪水沉积和洪水间歇期山区河流沉积。陡坡带阵发性洪水能量强，沉积时间相对较长，沉积物向湖盆中心推进距离较远、展布范围大、厚度较大、粒度粗且具有粗细渐变特征。洪水间歇期山区河流沉积具有能量弱、沉积时间长、厚度小、范围小、粒度细的特征。因此，断陷湖盆陡坡带断层幕式活动期主要发生泥石流沉积，断层活动宁静期主要为气候控制下的阵发性洪水、洪水间歇期山区河流沉积。

(4)开展断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验。

首先，以研究区古地貌特征为基础，根据几何相似性原则，建造断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验装置，设计实验基底。如图6所示，本发明设计模拟实验装置包括实验基底和置于实验基底上的实验水槽，实验水槽的一端设有高低两个排水口，另一端的两侧各配备有一个物源供给装置，物源供给装置包括安装在支架上的供给箱和安装在供给箱上的搅拌机，供给箱的底部设有出水口和流量控制阀。通过调节物源供给装置内的固体碎屑物质(砾、砂、泥)和水的比例，可模拟不同的沉积作用类型(泥石流沉积、阵发性洪水沉积和洪水间歇期山区河流沉积)，通过调节流量控制阀来控制流速、流量和持续时间；供给箱上的搅拌机(或电动机)在实验过程中持续运转，对箱内物质进行搅拌，使其均匀防止物质沉淀。

如图6所示，实验水槽上还设有三维标尺；可将实验水槽坐标化，测量水槽内任意点的三维坐标，较准确的实现实验沉积体的数字化。实验水槽上方配有容积20m³的供水系统，该供水系统与物源供给装置的供给箱连接，为物源供给装置供水。

断层控制的陡坡带与平缓缓坡带倾向相反，两个物源通道通过管线与供给箱连通，本实施例中，实验水槽长5m、宽3.8m、深1.3m，三侧为水泥墙，一侧为钢化玻璃，钢化玻璃一侧便于对沉积模拟实验过程进行观察和记录。实验基底高40cm，支架高2.26m，供给箱内径80cm、高75cm、总容积377L。

如图6所示，本发明设计的实验基底分为断层控制的陡坡带和平缓缓坡带两部分，断层控制的陡坡带有两个物源通道，分别命名为1号物源通道和2号物源通道，物源通道上窄下宽，到斜坡底部沟梁基本一致；物源供给装置的供给箱与基底的物源通道通过管线相连，且一个物源通道对应一个物源供给装置的供给箱，做单物源实验时只打开一个流量阀，做双物源实验时两个流量阀同时开启，沉积物就会通过管线和物源通道在基底发生沉积。

如图7所示，上述提到的物源通道呈“S”型，由上部较缓的峡谷和下部上陡下缓的铲式斜坡组成，上部18°，中间较陡26°，下部又较缓18°；两个物源通道之间梁上下角度一致，均为32°左右；平缓缓坡带基底与断层控制的陡坡带倾向相反，角度为5°。

其次，以研究区近岸水下扇砂砾岩岩相特征研究为基础，以断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积成因机制为指导，根据相似性理论，设计断陷湖盆陡坡带近岸水下扇水槽沉积模拟实验过程和实验参数，开展断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验，模拟断层活动期泥石流沉积、断层活动静止期气候控制的阵发性洪水和洪水间歇期山区河流沉积的近岸水下扇完整沉积序列。

上述沉积模拟实验包括单物源和双物源两组。表2为单物源通道模拟实验过程及实验参数，表3为双物源通道模拟实验过程及实验参数。

表2

表3

由表2可知，单物源沉积模拟实验开展了2次，每次实验设计了湖平面稳定不变情况下分别由泥石流、阵发性洪水、正常牵引流组合成的两个旋回的实验。由表3可知，双物源沉积模拟实验的实验过程分为湖平面快速上升和高位稳定两个阶段、四个旋回，第一旋回湖平面快速上升、第二、三、四旋回湖平面高位稳定。在双物源沉积模拟实验中，每个物源在不同的阶段和同一阶段不同的物源间流体性质均有差别。第一旋回1号物源通道物源供应充足、2号物源通道物源供应不充足，第二旋回将物源特征对调，第三、第四旋回物源供应特征一致；另外每个旋回内部又分为多种沉积作用和多个期次，每个期次流速流量不一致。

在实验过程中，根据泥石流的组成，在大盆中将砾、砂、泥搅拌均匀，直接倾倒入物源通道，以此来模拟泥石流的快速沉积。阵发性洪水和洪水间歇期牵引流沉积是利用大功率搅拌机在物源供给装置内将沉积物搅拌均匀后，通过流量控制阀控制流量、流速。在整个实验过程中，保持所有沉积作用完全发育于水下，以反映深水沉积特征。实验过程中为了模拟泥石流沉积、洪水沉积和牵引流沉积，配备了建筑砂砾(粒径分别为20-50mm，5-20mm，1-10mm)、彩砂(0.1-1mm)、黄河粉砂(0.005-0.1mm)、粘土(<0.01mm)等各粒径泥、砂、砾，同时为了解决近岸水下扇发育于水下不易直接观察的难题，配备了鸡血红、金黄、墨绿、雪花白、肉红等五种颜色的彩砂，在沉积体解剖时可以很容易辨别沉积期次。在断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验结束后，将实验水槽的水放干。

最后，对沉积模拟实验沉积体采用网格化解剖方法进行精细解剖，本着“精细、有序、力求完整”的原则，按照“分块解剖、分段描述、整体分析”的思路进行精细解剖，明确断陷湖盆陡坡带近岸水下扇纵剖面、横剖面沉积特征。在实验沉积体解剖过程中，对于单物源实验一沉积体等间距的切了4条横剖面(垂直物源方向)和1条扇体中央纵剖面(沿物源方向)；对于单物源实验二沉积体等间距的切了10个横剖面和1条扇体中央纵剖面；如图8所示，对于双物源实验沉积体(1号物源通道对应扇体为实验1号沉积扇体，2号物源通道对应扇体为实验2号沉积扇体)一共选取了18条横剖面(垂直于物源方向)，按照解剖顺序自扇缘向扇根分别命名为横剖面0、1、2……17；11条纵剖面(沿物源方向)，按照剖面位置自右向左依次命名为纵剖面A、B……K。

纵剖面沉积特征：泥石流沉积物沉积速率快，搬运距离较近，一般紧靠断层分布，展布范围小，呈楔状或透镜状；粒度较粗，泥质杂基含量高，垂向无明显分异。如图9所示的单物源通道模拟实验一扇体中央纵剖面中，期次1-1和期次2-1泥石流紧靠断层沉积在坡脚处，呈向物源方向和扇体延伸方向厚度都减薄的透镜状；阵发性洪水沉积具有明显的沉积分异作用，表现为沿扇体推进方向粒度逐渐变细和垂向上具明显的正粒序特征，阵发性洪水沉积具有较强的侵蚀冲刷作用，在实验沉积体主体部位，普遍可见阵发性洪水侵蚀冲刷作用特征，多期洪水砂体多连续叠置发育，在各期次内部均不发育水道间泥质隔夹层，只是在期次间可见分布稳定或不稳定的间歇期泥质细粒沉积。洪水间歇期沉积包括山区河流沉积和湖相悬浮沉积，二者不易区分，而通称其为间歇期产物，后期的阵发性洪水侵蚀作用较强，洪水间歇期细粒沉积较难完整保存，向扇根方向常被侵蚀，如图10中的位置a，而在湖平面快速上升期，湖盆可容空间增大速率大于沉积物供给速率时，近岸水下扇以快速退积为特征，侵蚀作用相对弱，细粒沉积物会保存相对完整，如图10中的期次1-4和期次2-1之间稳定分布的泥岩层；阵发性洪水在扇主体上侵蚀能力较强，而向扇体边缘，其侵蚀能力会逐渐减弱，从而在扇体边缘间歇期细粒沉积往往保存相对完整，从扇中央纵剖面上可看到自扇根向扇缘洪水间歇期细粒沉积逐渐变厚变稳定，到近扇缘位置，各层均保存相对完整，如图10中的位置b。

横剖面特征：

如图11右侧扇体(即实验1号物源通道形成的沉积扇体)横剖面图，湖平面快速上升期，可容空间增加的量大于沉积物补给量，阵发性洪水沉积以退积为主，横向摆动沉积不明显；湖平面高位稳定时期，可容空间增加的量小于沉积物补给量，阵发性洪水带来的沉积物在一个方向沉积於高，当沉积物高度达到一定高度时，会摆向沉积物少的地势低洼处，最终形成横向补偿沉积、迁移叠置的沉积特征。此外，阵发性洪水的侵蚀冲刷作用仍可体现，如图11左侧扇体(即实验2号物源通道形成的沉积扇体)横剖面图，在双物源通道模拟实验2号物源通道形成的沉积扇体横剖面12中，期次2-1阵发性洪水强烈侵蚀前期的期次1-4阵发性洪水沉积，甚至侵蚀到了更早一期的1-2阵发性洪水沉积，期次1-4阵发性洪水沉积向左侧呈突变尖灭，且期次1-4与期次2-1之间的期次1-5牵引流沉积物被完全侵蚀掉，只在期次2-1无沉积的扇体右侧有残余。同时，如图12所示，从扇体不同位置横剖面上也可以看出其侵蚀能力向扇体根部增强的特征，在近扇缘位置横剖面2上，间歇期细粒沉积横向分布较稳定，而向扇体根部方向，自横剖面3到横剖面8逐渐分布不稳定，尤其是在扇主体上，基本上无残留，只在扇体的两侧，水动力相对较弱，残留了部分间歇期细粒沉积。

(5)建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分标准。

以断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验为指导，明确了砂砾岩沉积单元体沉积模式为：单期次砂砾岩体由底部向顶部依次为泥石流沉积-阵发性洪水沉积-间歇期细粒沉积，各沉积作用在不同部位可能有所缺失，但整体形成一个正旋回，可作为划分对比的基本单元，其中间歇期细粒沉积可作为期次划分的重要标志，如图13；横向上砂体具有补偿沉积、迁移摆动的特征，如图14；同时间歇期细粒沉积在扇缘保存最好，向扇根方向厚度逐渐变薄。以断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体沉积模式为指导，建立砂砾岩体地震及钻井资料划分标准。

地震划分标准如下：

如图15(单物源)、图16(双物源)所示，通过单物源通道模拟实验一扇体中央纵剖面和双物源通道铲式断坡模拟实验横剖面12的正演模拟发现，近岸水下扇砂砾岩体沉积间断或物源方向改变期间沉积的湖相泥岩，在地震剖面上常表现为稳定的连续强反射特征、且沉积间断越长、泥岩厚度越大，地震反射越强。阵发性洪水补偿沉积、砂体横向上迁移摆动，形成底平顶凸的沉积“扇背斜”的特征，在地震横剖面上，不同期次砂体之间存在明显的地震削截、摆动特征，且不同沉积期次间泥岩越厚，地震反射越强。利用地震资料反射特征划分近岸水下扇砂砾岩体沉积期次，需要遵循以下原则：

a.先解释横剖面，然后解释纵剖面。在垂直物源方向的横剖面中，洪水沉积形成的舌形体迁移摆动特征明显，砂砾岩沉积期次解释较容易。在平行于物源的纵剖面上，由于受到舌形体迁移摆动及侵蚀冲刷的影响，地震反射特征较差。

b.在地震剖面横剖面解释中，由扇体前缘向扇体根部逐渐解释。扇体前缘泥岩发育，地震反射清楚连续，容易追踪；向扇根部位，由于扇体频繁的迁移摆动、侵蚀冲刷，经常缺乏泥岩层，地震反射逐渐变差。

c.在地震剖面纵剖面解释中，由扇侧缘向扇中央逐渐解释。在扇侧缘部位，泥岩层层数多、厚度大且稳定，地震反射连续，确定沉积期次界面及关系较容易。在扇体中央位置，由于扇体频繁的迁移摆动、侵蚀冲刷，经常缺乏泥岩层，地震反射逐渐变差。

d.地震反射包络面解释由大到小。地震反射包络面反映沉积期次，包络面级别越大，沉积期次厚度越大，期次间间断时间越长，地震反射越清晰。

钻井资料划分标准如下：

近岸水下扇砂砾岩体的沉积受物源影响大，在沉积物供应充足的情况下主要以沉积砂砾岩为主，而物源缺乏或物源方向改变的情况下，以沉积湖相泥岩为主；在砂砾岩体长时期的间断期，将沉积稳定分布的厚层湖相泥岩，该套泥岩代表较大的砂砾岩体沉积期次界面，如图9、图10、图13，沉积单元体划分的关键是在不同沉积作用或同种沉积作用不同期次之间发育的众多岩相突变面中识别旋回界面，而只有发育在多沉积作用有序组合的正旋回底部的岩相突变面才是真正的旋回界面，其中代表沉积间断的泥岩是最可靠的参考标志。而不同部位的岩相组合标准也有所不同，如图17所示。

扇根部位主要为泥石流和阵发性洪水沉积，紧邻根部间歇期细粒沉积多被侵蚀，以泥石流沉积作为沉积单元体的底界，向上为一期或多期洪水型沉积，到出现下一次泥石流沉积为该沉积单元体的顶界(模拟井位1)；扇根靠前部位间歇期细粒沉积可部分保留，划分时则以泥石流沉积-洪水型沉积-间歇期细粒沉积为一个沉积单元，以泥石流沉积为单元体的底，以间歇期细粒沉积与下一期泥石流沉积的分界为沉积单元体的顶(模拟井位2)。而在一个沉积单元体内部，又可根据洪水型沉积的期次，将沉积单元体划分为几个次一级的沉积单元，其中最下部的一个次级沉积单元为泥石流沉积与洪水型沉积的组合(模拟井位1、2)，其上各次级沉积单元为洪水型沉积(模拟井位1)或洪水型沉积与间歇期细粒沉积的组合(模拟井位2)。

扇主体中部主要为阵发性洪水沉积和少量间歇期细粒沉积，也可有少量泥石流沉积延伸至此部位，以发育叠覆或偶夹薄层暗色泥岩的正递变砂砾岩为特征，沉积单元体的底部为泥石流沉积(模拟井位3)或洪水型沉积(模拟井位4)，向上依次出现间歇期细粒沉积和洪水型沉积的交替，其间间歇期细粒沉积可被洪水沉积侵蚀而变得非常薄，直到形成厚层泥岩沉积代表一个沉积单元的结束，其上的洪水型沉积为下一个沉积单元体的开始；而由近扇根向扇缘方向延伸，间歇期细粒沉积厚度呈增大趋势；在沉积单元体内部，则以间歇期细粒沉积为标志，将沉积单元体划分为几个次一级的沉积单元，每个次一级的沉积单元体自下而上为洪水型沉积-间歇期细粒沉积。

扇缘部位主要为间歇期细粒沉积，洪水型沉积则变的较薄，以发育夹于厚层暗色泥岩中的薄层砂岩为特征，每个沉积单元体由洪水型沉积开始，向上为间歇期细粒沉积和洪水型沉积交互，并且泥岩厚度变大，而洪水型沉积厚度变薄，直到出现厚层泥岩沉积及其上部较厚的洪水型沉积时，以厚层泥岩顶界为一个单元体的顶界；在此部位，同样可将一个沉积单元体划分为多个次一级的沉积单元体，每个次一级沉积单元体自下而上由洪水型沉积和泥岩组成，在扇体最前端可能缺少洪水型沉积，对其次一级单元体的划分较为困难，需要借助其他方法进行。

在对不同部位的单井沉积单元体划分的基础上，则可进行井间对比。井间对比时以砂体成因机制为约束进行对比，即泥石流成因砂体与泥石流成因砂体连接，阵发性洪水成因砂体与阵发性洪水成因砂体连接，间歇期细粒沉积与间歇期细粒沉积连接，这样不同成因的砂体在垂向上叠加，每一个由泥石流沉积到间歇期细粒沉积的序列构成一个单元体。

第二步：划分断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体地震资料。

根据断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体地震资料划分标准，利用geoframe地震解释软件，对研究区高精度三维地震资料进行1*1网格化解释，如图18所示。扇体扇缘处地震反射轴较清楚，横向迁移摆动规律明显，因此先在横剖面上扇前缘处确定较大沉积期次界面及关系，再在横剖面上向扇体根部及纵剖面上由扇侧缘向扇中央进行追踪解释，如图19、图20所示；在明确较大沉积期次界面位置及关系基础上，依据“包络面级别由大→小”的地震解释原则，确定次一级沉积期次界面位置及关系。上述图19中A为近岸水下扇平面分布及地震剖面位置图，靠上的线表示地震剖面B的位置，靠下的线表示地震剖面C的位置；B为扇体根部地震剖面；C为扇体前缘地震剖面。图20中A为近岸水下扇平面分布及地震剖面位置图，左侧线表示地震剖面B的位置，右侧线表示地震剖面C的位置；B为扇侧缘部位地震剖面；C为扇体中央地震剖面。通过精细划分对比，在沙四上纯上内划分出15个较大沉积期次，各大期次按发育先后依次命名为Es4scs-1、Es4scs-2、Es4scs-3、Es4scs-4、Es4scs-5、Es4scs-6、Es4scs-7、Es4scs-8、Es4scs-9、Es4scs-10、Es4scs-11、Es4scs-12、Es4scs-13、Es4scs-14和Es4scs-15，进一步划分为72个次一级沉积期次。

第三步：划分断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体钻井资料。

根据断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体钻井资料划分标准，综合利用测录井资料、岩心资料、录井岩屑资料，以泥石流沉积-阵发性洪水沉积-间歇期细粒沉积的正序叠加为基本单元，在coreldraw软件中对钻井资料进行不同级次沉积单元体的划分，如图21所示为Y-22井岩心分析划分单井沉积期次。

第四步：进行断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体连井对比，确定各期次沉积单元体的空间展布。

利用高精度三维地震资料和测井声波时差资料，利用geoframe软件里面Synthetics模块，建立××油田××断陷湖盆陡坡带各井时间-深度关系(即合成记录)，如图22所示，以断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体地震资料划分及钻井资料划分结果为基础，以单井时间-深度关系为约束，以近岸水下扇砂砾岩井间对比模式为指导，进行井间的沉积期次划分对比，确定各期次沉积单元体的空间展布。

如在××油田井1-井2-井3-井4连井剖面中，以高分辨率层序地层学理论为指导对砂砾岩沉积单元体进行划分时，将沙四上亚段近岸水下扇砂砾岩体划分为5个沉积单元体，认为井1和井3在层位1是连通的，在井1注水(网格状位置)，在井3会见效(斜杠状位置)，如图25所示，但是注水存在矛盾，发现井3层位1并未见效。利用本发明方法将同一套近岸水下扇砂砾岩体识别出10期沉积单元体，发现井1的注水位置对应于本方法划分结果的层位3和层位2的部分，而井3的生产位置对应于层位4和层位5，如图26所示，其间并不连通，这很好的解释了注水开发矛盾，而真正见效的位置应为图26中的星状位置。

以上所举实施例仅用为方便举例说明本发明，并非对本发明保护范围的限制，在本发明所述技术方案范畴，所属技术领域的技术人员所作各种简单变形与修饰，均应包含在以上申请专利范围中。

Claims (10)

1.一种近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，其特征在于：含有以下步骤：

第一步：建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分标准，其步骤为：

(1)确定研究区近岸水下扇沉积古地貌特征；

(2)确定研究区近岸水下扇砂砾岩沉积特征；

(3)建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积成因机制；

(4)开展断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验；

(5)建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分标准；

第二步：划分断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体地震资料；

第三步：划分断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体钻井资料；

第四步：进行断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体连井对比，确定各期次沉积单元体的空间展布。

2.根据权利要求1所述的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，其特征在于：所述第一步中，利用高精度三维地震资料，通过软件获取研究区近岸水下扇沉积古地貌特征。

3.根据权利要求1所述的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，其特征在于：所述第一步中，砂砾岩沉积特征的确定方法为:通过近岸水下扇砂砾岩岩心观察，依据碎屑岩的沉积构造、颗粒结构和颜色特征，确定近岸水下扇砂砾岩岩相和岩相组合特征。

4.根据权利要求1所述的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，其特征在于：所述第一步中，成因机制的建立过程为:根据近岸水下扇砂砾岩岩相及岩相组合特征，结合野外现代沉积作用类型观察，确定断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积作用类型，然后建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积作用类型与控盆断层活动和气候之间的关系。

5.根据权利要求1所述的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，其特征在于：所述第一步中，开展模拟实验时，首先，以研究区古地貌特征为基础，根据几何相似性原则，建造断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验装置，设计实验基底；其次，以研究区近岸水下扇砂砾岩岩相特征研究为基础，以断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积成因机制为指导，根据相似性理论，设计断陷湖盆陡坡带近岸水下扇水槽沉积模拟实验过程和实验参数，开展断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验，在整个实验过程中，保持所有沉积作用完全发育于水下，以反映深水沉积特征；最后，在断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验结束后，将模拟实验装置中水槽的水放干，对沉积模拟实验沉积体采用网格化解剖方法进行精细解剖，明确断陷湖盆陡坡带近岸水下扇纵剖面、横剖面沉积特征。

6.根据权利要求5所述的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，其特征在于：所述的模拟实验装置包括实验基底和置于实验基底上的实验水槽，实验水槽的一端设有高低两个排水口，另一端的两侧各配备有一个物源供给装置，实验水槽上还设有三维标尺；所述物源供给装置包括安装在支架上的供给箱和安装在供给箱上的搅拌机，供给箱与供水系统连接，供给箱的底部设有出水口和流量控制阀；所述的实验基底分为断层控制的陡坡带和平缓缓坡带两部分，断层控制的陡坡带与平缓缓坡带倾向相反，断层控制的陡坡带设有两个物源通道，两个物源通道通过管线与供给箱连通，且一个物源通道对应一个供给箱，物源通道呈“S”型，由上部平缓的峡谷和下部上陡下缓的铲式斜坡组成，两个物源通道之间的梁上下角度一致。

7.据权利要求1所述的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，其特征在于：所述第一步中，砂砾岩单元体划分标准的建立过程为：利用软件对断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验横剖面和纵剖面开展地震正演模拟，建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积单元体纵剖面和横剖面地震资料划分标准；以断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验横剖面和纵剖面为基础，结合研究区近岸水下扇砂砾岩岩相和岩相组合特征，建立断陷湖盆陡坡带近岸水下扇不同位置沉积单元体钻井资料划分和对比标准。

8.据权利要求1所述的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，其特征在于：所述第二步中，沉积单元体地震资料的划分过程为：根据断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体地震资料划分标准，利用软件对研究区高精度三维地震资料进行精细解释，划分断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体。

9.据权利要求1所述的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，其特征在于：所述第三步中，利用岩心、录井岩屑、常规测井资料，利用软件，根据断陷湖盆陡坡带近岸水下扇不同位置沉积单元体钻井资料划分标准，对砂砾岩进行钻井资料沉积单元体划分。

10.据权利要求1所述的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体划分方法，其特征在于：所述第四步中，首先，利用高精度三维地震资料和测井声波时差资料，利用软件建立时间-深度关系；然后，以断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体地震资料划分及钻井资料划分结果为基础，以单井时间-深度关系为约束，以井间对比模式为指导，进行断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体井间对比，确定各期次沉积单元体的空间展布。