CN105468890A - 近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，本发明通过明确近岸水下扇砂砾岩沉积单元体平面及剖面展布特征，研究沉积单元体垂直中央纵剖面的横剖面上厚度的变化规律，确定不同位置横剖面的宽度，建立距物源点不同距离时沉积单元体与中央纵剖面垂直方向宽度变化的理论公式，以模拟实验确定的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体展布特征为指导，以井-震结合为手段，对实际地质体进行沉积单元体的划分；在沉积单元体划分的基础上，确定沉积单元体的边界厚度，根据各沉积单元体上井位实际情况，对洪水沉积单元体的宽度进行定量预测。可准确有效地确定近岸水下扇洪水沉积单元体距物源不同距离时的宽度变化，从而确定勘探边界，提高勘探开发过程中的布井效率，节省勘探开发过程中的生产经费。

Description

近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法

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，涉及一种近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法。

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。地质时期的长短和物源供给量的多少决定了近岸水下扇砂砾岩沉积单元体的厚度；物源供给的水动力强弱和古地貌特征决定了近岸水下扇砂砾岩沉积单元体形态和展布规模。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，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，这导致对砂砾岩油气藏勘探开发面临着两个难点：

首先，对近岸水下扇砂砾岩沉积单元体的识别和划分极其困难。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。

其次，对近岸水下扇洪水沉积单元体的空间展布规模认识不清。对于近岸水下扇砂砾岩来说，洪水沉积单元体的储集性能最好，是其生产开发的主体部分，在明确工区发育砂砾岩沉积单元体的情况下，目前缺少一个有效而准确的方法来预测洪水沉积单元体的范围，这样就会给资源量的准确评价及井位的精确部署带来极大的困难，这种情况下就要在一个可能的范围内打一些井去寻找沉积单元体的边界，带来大量的经济消耗。

因此，亟需明确近岸水下扇洪水沉积单元体的展布规律，并建立其量化预测模型，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，提供一种断陷湖盆陡坡带近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法。

本发明的技术方案是：一种近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，含有以下步骤：

第一步：明确断陷湖盆陡坡带近岸水下扇洪水沉积单元体平面及剖面展布特征，其步骤为：(1)确定研究区近岸水下扇沉积古地貌特征、砂砾岩沉积特征以及明确近岸水下扇沉积成因机制，(2)开展断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验，(3)确定断陷湖盆陡坡带近岸水下扇洪水沉积单元体平面及剖面特征，(4)建立与洪水沉积单元体中央纵剖面垂直的横剖面上厚度变化理论公式模型，(5)建立洪水沉积单元体宽度变化理论公式模型；

第二步：划分对比断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体，其步骤为：(1)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，(2)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，(3)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，(4)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；

第三步：量化预测近岸水下扇砂砾岩洪水沉积单元体宽度，其步骤为：(1)确定洪水沉积单元体边界厚度，(2)量化预测洪水沉积单元体宽度。

进一步的，所述第一步的步骤(1)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，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；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；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，所述第一步的步骤(2)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，其中，实验基底包括断层和古冲沟；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，例如几何相似、运动相似、动力相似等，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；所述步骤(3)中，在步骤(2)的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，所述第一步的步骤(4)中，在对近岸水下扇平面及剖面特征进行研究的同时，对于各期次洪水沉积单元体，精细统计距物源点不同距离时与中央纵剖面垂直的横剖面上的厚度变化，建立沉积单元体与中央纵剖面垂直的横剖面厚度变化的理论公式模型，该厚度变化理论公式模型的表达式为:h＝a′d′²+b′d′+c′，式中，a′、b′、c′为待定系数；h为某点厚度；d′为该点距某一参考位置的距离。

进一步的，所述第一步的步骤(5)中，在建立洪水沉积单元体与中央纵剖面垂直的横剖面厚度变化理论公式模型的基础上，明确距物源点不同距离的横剖面宽度，找出沉积单元体宽度与距物源点距离间的关系，建立洪水沉积单元体宽度变化理论公式模型，该宽度变化理论公式模型的表达式为：D＝ad²+bd+c，式中，a、b、c为待定系数；D为扇体某一横剖面的宽度；d为横剖面距物源点的距离。

进一步的，所述第二步的步骤(1)中，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的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，所述第二步的步骤(2)中，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。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，所述第二步的步骤(3)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。

进一步的，所述第二步的步骤(4)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，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。

进一步的，所述第三步的步骤(1)中，在沉积单元体划分的基础上，以井网分布密集的某一个或几个沉积单元体为对象，统计分析沉积单元体边缘井位的地层厚度、含油性及产油情况，从而确定洪水沉积单元体边界厚度。

进一步的，所述第三步的步骤(2)中，在完成近岸水下扇沉积单元体划分并确定洪水沉积单元体边界厚度的基础上，根据各沉积单元体上井位数量和分布情况不同，采取下述不同的方案对洪水沉积单元体的宽度进行预测：

①当沉积单元体上只有3口井，且位于与中央纵剖面垂直的横剖面上时，利用洪水沉积单元体与中央纵剖面垂直的横剖面上厚度变化的理论公式模型，将3口井对应于该单元体的厚度以及相对于某一参考点的距离带入公式，求取待定系数，得到该横剖面上沉积单元体厚度的变化规律，然后将边界厚度带入，获得该横剖面上沉积单元体的宽度；

②当沉积单元体上有9口井，且分别位于沉积单元体与中央纵剖面垂直的3个横剖面上时，先利用洪水沉积单元体与中央纵剖面垂直的横剖面上厚度变化的理论公式模型，求出三个横剖面上的沉积单元体宽度，然后将三个宽度值及其距物源点的距离带入洪水沉积单元体宽度变化理论公式，求取待定系数，明确沉积单元体在距物源点不同距离时的宽度变化；

③当沉积单元体上有≥3口井，但不满足①、②两种条件时，以等距法做出沉积单元体的地层厚度等值线图，在此基础上，以沉积单元体边界厚度为界，读出距物源点不同距离时的一系列宽度，最后拟合沉积单元体宽度与距物源点距离之间的定量关系式，从而对沉积单元体距物源点不同距离时的宽度进行预测。

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洪水沉积单元体宽度量化预测方法，本发明以准确确定断陷湖盆陡坡带近岸水下扇洪水沉积单元体宽度为目标，在近岸水下扇沉积成因机制和水槽沉积模拟实验的基础上，明确近岸水下扇砂砾岩沉积单元体平面及剖面展布特征；以此为基础，研究沉积单元体垂直中央纵剖面的横剖面上厚度的变化规律，确定不同位置横剖面的宽度，进而建立距物源点不同距离时沉积单元体与中央纵剖面垂直方向宽度变化的理论公式；以模拟实验确定的近岸水下扇砂砾岩沉积单元体展布特征为指导，以井-震结合为手段，对实际地质体进行沉积单元体的划分；在沉积单元体划分的基础上，确定沉积单元体的边界厚度，然后根据各沉积单元体上井位实际情况(井数量、井位置)，采取相应方案对洪水沉积单元体的宽度进行定量预测。本发明方法可准确有效地确定近岸水下扇洪水沉积单元体距物源不同距离时的宽度变化，从而确定勘探边界，提高勘探开发过程中的布井效率，节省勘探开发过程中的生产经费,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。

附图说明

图1为本发明近岸水下洪水沉积单元体宽度预测方法的技术流程图。

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扇沉积作用的关系图。

图6为本发明具体实施例沉积模拟实验装置结构图。

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双物源通道模拟实验沉积体典型洪水沉积砂体厚度等值线图。

图13为本发明具体实施例洪水沉积砂砾岩舌形体地层厚度变化分析示意图。

图14为本发明具体实施例1号扇期次2-1垂直于扇体延伸方向横剖面上扇体厚度与距某一参考位置距离的关系图。

图15为本发明具体实施例洪水沉积单元宽度与距物源点距离的关系图。

图16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17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18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19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20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21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22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平面图及地震纵剖面图。

图24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25为本发明具体实施例Y井时间-深度关系图。

图26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27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28为本发明具体实施例单期次洪水沉积砂砾岩舌形体含油性特征图。

图29为本发明具体实施例单期次洪水沉积砂砾岩舌形体砂砾岩累积厚度小于5m时单层厚度分布图。

图30为本发明具体实施例12-1期次扇体边界砂砾岩厚度图。

图31为本发明具体实施例单期次洪水沉积砂砾岩舌形体砂砾岩累积厚度小于5m时砂砾岩百分含量直方图。

图32为本发明具体实施例12-2期次洪水沉积单元体井位分布示意图。

图33为本发明具体实施例9-4期次洪水沉积单元体井位分布示意图。

图34为本发明具体实施例××地区××区块沙四上纯上亚洪水沉积单元体地层厚度等值线图。

图35为本发明具体实施例××地区××区块洪水沉积砂砾岩舌形体宽度与距物源点距离的关系图。

图36为本发明具体实施例近岸水下扇砂砾岩体开发井位部署示意图。

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洪水沉积单元体宽度量化预测为例。如图1所示，本发明近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，其含有以下步骤：

第一步：明确断陷湖盆陡坡带近岸水下扇洪水沉积单元体平面及剖面展布特征。

(1)确定研究区近岸水下扇沉积古地貌特征、砂砾岩沉积特征以及明确近岸水下扇沉积成因机制。

××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。

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

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。

(2)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。

(3)确定断陷湖盆陡坡带近岸水下扇洪水沉积单元体平面及剖面特征。

①实验沉积体精细解剖

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。在实验沉积体解剖过程中，利用辅助测量装置，共采得700余个点位(即综合剖面交点位置，相当于700口井)上的各期次扇体厚度数据。

②实验认识

A.整体沉积特征

近岸水下扇模拟实验沉积体总体上表现为多沉积期次正序叠加的沉积特征，每个沉积期次自下而上由泥石流、阵发性洪水、洪水间歇期正常牵引流等多种沉积作用有序沉积组合，由于扇体的沉积摆动和侵蚀作用，在某些沉积期次正旋回内可能缺失某种沉积作用。

在早期，断层活动强烈、物源供应充足，泥石流和山区阵发性洪水发育，固体碎屑物质含量高，沉积速率快、厚度大；随着断层活动减弱、物源量减少，主要发育气候控制下的山区阵发性洪水和间歇期正常牵引流沉积，沉积作用时间长，但粒度细、单层厚度薄。总体上，在垂向上表现为自下而上，砂砾岩层数减少、单层厚度减薄，泥岩等细碎屑岩层数增多、厚度增大的正旋回特征。每个正旋回都是泥石流、阵发性洪水、间歇期正常牵引流等多种沉积作用有序发育的产物，旋回内可能缺失某一沉积作用，但是整体上都表现为正序叠加，是构成近岸水下扇的基本单元，如图9所示。

在间歇期，物源供应不足，以正常牵引流和湖相悬浮沉积为主，分布广泛而稳定。而间歇期后，控盆断层的再次强烈活动则标志着下一个沉积单元形成的开始，此时湖盆扩张，湖平面快速上升，可容空间充裕，砂砾岩体表现为纵向上(沿物源方向)快速退积，如图10所示，且对其下伏的间歇期细粒沉积侵蚀冲刷作用相对弱，而使得在旋回间保存了相对完整的泥岩层。随着构造活动减弱，湖盆可容空间增加速率小于沉积物供给速率，相对湖平面不断下降，湖盆可容空间相对不充裕，当扇体在一个方向於高时会自动摆向沉积物少、可容空间更大处堆积，在有效可容空间的支配下以横向补偿迁移叠置为特征，如图11所示，同时其对下伏的期次间细粒沉积侵蚀冲刷作用较强，在扇主体上的旋回内期次间常见不到稳定的泥质沉积。

B.阵发性洪水单元体剖面及平面特征

a.纵剖面沉积特征：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；其侵蚀冲刷作用较强，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，纵剖面上，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，如图10所示。

b.横剖面特征：阵发性洪水沉积的冲刷侵蚀作用在横剖面同样明显，多期洪水砂体多连续叠置发育，如双物源通道模拟实验2号沉积扇体横剖面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。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横向补偿沉积、迁移叠置的沉积特征。

C.平面特征：结合各期次砂体厚度平面分布，并以厚度为3cm作为洪水沉积单元体的边界，由图12可以看出：单期阵发性洪水沉积单元体常表现为自根部向端部厚度逐渐变小、宽度变化不大的无水道的“舌状体”，多期“舌形体”在平面上迁移摆动，多个无水道舌形体最终形成平面上的扇形特征。

(4)建立洪水沉积单元体与中央纵剖面垂直的横剖面上厚度变化的理论公式模型。

在明确砂砾岩洪水沉积单元体平面形态的基础上，对于各期次洪水沉积单元体，精细统计距物源点不同距离时与中央纵剖面垂直的横剖面上的厚度变化，如图13所示，图13中OA为中央纵剖面，BC为横剖面；建立洪水型沉积单元体在与最大延伸方向垂直的横剖面上扇体厚度与某一参考点距离的函数关系，该函数关系符合二次函数关系，即：

h＝a′d′²+b′d′+c′

式中，a′、b′、c′为待定系数；h为某点厚度；d′为该点距某一参考位置的距离。

由图14可知，个别横剖面上，关系不是特别好，应与扇体受古地貌、后期侵蚀作用的有关，但整体上满足二次函数关系。

(5)建立洪水沉积单元体宽度变化理论公式模型。

在明确洪水沉积单元体与最大延伸方向中央纵剖面垂直的横剖面上扇体厚度变化规律的基础上，明确距物源点不同距离的横剖面上扇体的宽度变化规律，从而确定扇体宽度D与横剖面距物源点距离d间的关系。表4为双物源实验中洪水沉积单元宽度与距物源点距离的关系，图15为洪水沉积单元体宽度与距物源点距离的关系图，由表4和图15可知，通过统计四个扇体的数据发现，扇体宽度D与距物源点距离d呈明显的二次函数关系，即：

D＝ad²+bd+c

式中，a、b、c为待定系数；D为扇体某一横剖面的宽度；d为横剖面距物源点的距离。

表4

第二步：划分对比断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体。

(1)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；横向上砂体具有补偿沉积、迁移摆动的特征；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，如图16、图17所示。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。

①地震划分标准

如图18(单物源)、图19(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。

②钻井资料划分标准

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16所示，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20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。

(2)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21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22、图23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22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23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。

(3)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24所示为Y-22井岩心分析划分单井沉积期次。

(4)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

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25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(如图20所示)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，各期次沉积单元体的空间展布如图26、图27所示。通过精细划分对比，共划分出15个沉积期次砂砾岩体，在平面上，每个沉积期次具有明显的舌形体形态，整体上具有迁移摆动、补偿沉积的特征。

第三步：量化预测近岸水下扇砂砾岩洪水沉积单元体宽度。

(1)确定洪水沉积单元体边界厚度。

断陷湖盆陡坡带季节性洪水入湖沉积形成的舌状砂砾岩体厚度向前端和两侧逐渐变薄，最终过渡为薄层的泥岩沉积，理论上其边界难以确定。但是，要确定单一期次阵发性洪水沉积砂砾岩舌形体的空间定量展布规律，必须先确定砂砾岩舌形体的边界。

本次研究从勘探和开发效果出发，确定了单一期次洪水沉积砂砾岩舌形体的边界厚度。在沉积单元体划分的基础上，选取井网分布较为密集的沉积单元体，通过分析单一期次洪水沉积砂砾岩舌形体边缘井位的含油性可知，当单一期次内砂砾岩累积厚度大于5m时以油层为主、小于5m时以干层为主，如图28所示。通过统计发现，如图29、图30所示，单期次砂砾岩舌形体边缘砂砾岩累积厚度小于5m时，单层砂砾岩厚度以小于1m为主；如图31所示，单层砂砾岩百分含量多集中在1％-5％范围内，地层厚度一般小于10m。因此，将砂砾岩累积厚度5m或地层厚度10m作为单一期次洪水沉积砂砾岩舌形体边界厚度。

(2)量化预测洪水沉积单元体宽度。

在完成近岸水下扇沉积单元体划分并确定了沉积单元体边界厚度的基础上，根据各沉积单元体上井数量和井位置，采取不同的方案对工区洪水沉积单元体宽度进行预测：

①当沉积单元体上只有3口井，且位于与中央纵剖面垂直的横剖面上时，将这三口井距参考点的距离d′₁、d′₂、d′₃，及其对应于该单元体的地层厚度h₁、h₂、h₃，带入由沉积模拟实验确定的洪水沉积单元体与中央纵剖面垂直的横剖面上厚度变化的理论公式模型h＝a′d′²+b′d′+c′，求解待定系数a′、b′、c′，就可以得到该横剖面上沉积单元体厚度变化的定量关系式，将边界厚度带入，就可求取沉积单元体在该横剖面上的宽度D。

如图32所示的研究区12-2期次单元体，只有井13、井18和井19打穿该单元体且位于与中央纵剖面垂直的横剖面上，井13距参考点距离为744.96m、地层厚度为81m，井19距参考点的距离为459.28m、地层厚度为19m，井18距参考点距离为1047.6m、地层厚度为21m，将其带入公式求解：

$\begin{array}{c}\left\{\begin{array}{c}81=a\&times;{744.96}^2+b\&times;744.96+c\\ 19=a\&times;{459.28}^2+b\&times;459.28+c\end{array}\right.\\ 21=a\&times;{1047.6}^2+b\&times;1047.6+c\end{array}$ 解得 $\begin{array}{c}\left\{\begin{array}{c}a=-0.00071\\ b=1.067\end{array}\right.\\ c=-322.188\end{array}$

由此得到沉积单元体在该横剖面上的厚度变化公式为h＝-0.00071d′²+1.067d′+-322.188。

将边界厚度10m带入公式，求得两个边界点距参考点的距离分别为440.37m和1062.45m，因此该横剖面上沉积单元体的宽度为622.08m。

②当沉积单元体上只有9口井，且分别位于与中央纵剖面垂直的3个横剖面上时，按照情况①的方法，分别求取三个横剖面的宽度D₁、D₂、D₃。然后确定三个横剖面距物源点的距离d₁、d₂、d₃，将其带入沉积单元体宽度与距物源点距离关系的理论公式D＝ad²+bd+c，求取待定系数a、b、c，就可确定沉积单元体宽度的变化规律。

如图33所示的研究区9-4期次单元体，井5、井6、井7、井10、井12、井15、井13、井18和井19分别位于与中央纵剖面垂直的三个横剖面(横剖面1、横剖面2和横剖面3)上，每口井对应的沉积单元体厚度和距参考点距离如表5，将边界厚度带入3个横剖面的公式，即可求出三个横剖面的宽度，横剖面1宽度为D₁＝446.31m，横剖面2宽度为D₂＝621.82m，横剖面3的宽度为D₃＝729.72m。

表5

在明确了三个横剖面宽度的基础上，确定横剖面1、横剖面2、横剖面3距物源点的距离分别为d₁＝1712m，d₂＝2048m，d₃＝2296m。

将D₁、D₂、D₃和d₁、d₂、d₃带入公式D＝ad²+bd+c，

$\begin{array}{c}\left\{\begin{array}{c}446.31=a\&times;{1712}^2+b\&times;1712+c\\ 621.82=a\&times;{2048}^2+b\&times;2048+c\end{array}\right.\\ 729.72=a\&times;{2296}^2+b\&times;2296+c\end{array}$ 解得 $\begin{array}{c}\left\{\begin{array}{c}a=-0.00015\\ b=1.084\end{array}\right.\\ c=-971.90\end{array}$

由此确定，该沉积单元体在与中央纵剖面垂直的横剖面上宽度的变化公式为：D＝-0.00015d²+1.084d-971.9，可根据此式对沉积单元体不同位置的宽度进行预测。

③当沉积单元体上有≥3口井，但不满足①、②两种条件时，以等距法做出沉积单元体的地层厚度等值线图，如图34所示，在此基础上，以沉积单元体边界厚度为界，读出距物源点不同距离(d₁、d₂、d₃、d₄、d₅……)时的一系列宽度(D₁、D₂、D₃、D₄、D₅……)，以公式D＝ad²+bd+c为模型，对沉积单元体宽度随距物源点距离的变化进行拟合，获得宽度与距物源点距离的量化公式，从而对沉积单元体距物源点不同距离时的宽度进行预测。如图35所示为获得的××地区××区块洪水沉积砂砾岩舌形体宽度与距物源点距离的量化关系图。

如图36所示，在某区发现近岸水下扇洪水沉积砂砾岩体，对其进行开发首先要明确沉积单元体的展布范围，即沉积单元体的最大延伸距离和宽度。假设其最大延伸距离已经明确，但其宽度的确定仍是一个难题，因为沉积单元体的宽度不是一个定值，其随距物源的距离不同而变，在不清楚其变化规律的情况下，要控制其展布范围，就要不断的在其周围部署探井进行探边，如图中的6井、8井、11井、13井、14井和15井等，而很多井并未钻遇砂体(8井、11井、14井和15井)，从而成为无效井，造成了不必要的经济损失。因此明确洪水沉积单元体的宽度变化规律并建立其量化预测方法，对准确部署井位、节约开发经费及提高开发效率有重要意义。

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)

1.一种近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，其特征在于：含有以下步骤：

第一步：明确断陷湖盆陡坡带近岸水下扇洪水沉积单元体平面及剖面展布特征，其步骤为：(1)确定研究区近岸水下扇沉积古地貌特征、砂砾岩沉积特征以及明确近岸水下扇沉积成因机制，(2)开展断陷湖盆陡坡带近岸水下扇沉积过程模拟实验，(3)确定断陷湖盆陡坡带近岸水下扇洪水沉积单元体平面及剖面特征，(4)建立与洪水沉积单元体中央纵剖面垂直的横剖面上厚度变化理论公式模型，(5)建立洪水沉积单元体宽度变化理论公式模型；

第二步：划分对比断陷湖盆陡坡带近岸水下扇砂砾岩沉积单元体，其步骤为：(1)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，(2)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，(3)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，(4)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；

第三步：量化预测近岸水下扇砂砾岩洪水沉积单元体宽度，其步骤为：(1)确定洪水沉积单元体边界厚度，(2)量化预测洪水沉积单元体宽度。

2.根据权利要求1所述的近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，其特征在于：所述第一步的步骤(1)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；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；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。

3.根据权利要求1所述的近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，其特征在于：所述第一步的步骤(2)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；所述步骤(3)中，在步骤(2)的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平面及剖面沉积特征。

4.根据权利要求1所述的近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，其特征在于：所述第一步的步骤(4)中，在对近岸水下扇平面及剖面特征进行研究的同时，对于各期次洪水沉积单元体，精细统计距物源点不同距离时与中央纵剖面垂直的横剖面上的厚度变化，建立沉积单元体与中央纵剖面垂直的横剖面厚度变化的理论公式模型，该厚度变化理论公式模型的表达式为:h＝a′d′²+b′d′+c′，式中，a′、b′、c′为待定系数；h为某点厚度；d′为该点距某一参考位置的距离。

5.根据权利要求1所述的近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，其特征在于：所述第一步的步骤(5)中，在建立洪水沉积单元体与中央纵剖面垂直的横剖面厚度变化理论公式模型的基础上，明确距物源点不同距离的横剖面宽度，找出沉积单元体宽度与距物源点距离间的关系，建立洪水沉积单元体宽度变化理论公式模型，该宽度变化理论公式模型的表达式为：D＝ad²+bd+c，式中，a、b、c为待定系数；D为扇体某一横剖面的宽度；d为横剖面距物源点的距离。

6.根据权利要求1所述的近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，其特征在于：所述第二步的步骤(1)中，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的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。

7.根据权利要求1所述的近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，其特征在于：所述第二步的步骤(2)中，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；所述第二步的步骤(3)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。

8.根据权利要求1所述的近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，其特征在于：所述第二步的步骤(4)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，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。

9.根据权利要求1所述的近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，其特征在于：所述第三步的步骤(1)中，在沉积单元体划分的基础上，以井网分布密集的某一个或几个沉积单元体为对象，统计分析沉积单元体边缘井位的地层厚度、含油性及产油情况，从而确定洪水沉积单元体边界厚度。

10.根据权利要求1所述的近岸水下扇洪水沉积单元体宽度量化预测方法，其特征在于：所述第三步的步骤(2)中，在完成近岸水下扇沉积单元体划分并确定洪水沉积单元体边界厚度的基础上，根据各沉积单元体上井位数量和分布情况不同，采取下述不同的方案对洪水沉积单元体的宽度进行预测：

①当沉积单元体上只有3口井，且位于与中央纵剖面垂直的横剖面上时，利用洪水沉积单元体与中央纵剖面垂直的横剖面上厚度变化的理论公式模型，将3口井对应于该单元体的厚度以及相对于某一参考点的距离带入公式，求取待定系数，得到该横剖面上沉积单元体厚度的变化规律，然后将边界厚度带入，获得该横剖面上沉积单元体的宽度；

②当沉积单元体上有9口井，且分别位于沉积单元体与中央纵剖面垂直的3个横剖面上时，先利用洪水沉积单元体与中央纵剖面垂直的横剖面上厚度变化的理论公式模型，求出三个横剖面上的沉积单元体宽度，然后将三个宽度值及其距物源点的距离带入洪水沉积单元体宽度变化理论公式，求取待定系数，明确沉积单元体在距物源点不同距离时的宽度变化；

③当沉积单元体上有≥3口井，但不满足①、②两种条件时，以等距法做出沉积单元体的地层厚度等值线图，在此基础上，以沉积单元体边界厚度为界，读出距物源点不同距离时的一系列宽度，最后拟合沉积单元体宽度与距物源点距离之间的定量关系式，从而对沉积单元体距物源点不同距离时的宽度进行预测。