嫩江齐齐哈尔段现代网状河沉积研究
嫩江齐齐哈尔段现代网状河沉积研究
谢庆宾(1) 管守锐(1) 薛培华(2) 朱筱敏(1) 王贵文(1) 刘少宾(1)
(1)石油大学(北京) (2)中国石油天然气集团公司石油勘探开发科学研究院
前 言
近年来发现,网状河的砂体空间展布与曲流河和辫状河的砂体明显不同,因此对网状河沉积特征的研究受到一些专家的格外重视。笔者曾对卫星照片、航空照片以及1∶5万的地形图进行研究和分析,发现国内许多河流,从长江、黑龙江、珠江等大型河流到嫩江、赣江等中小型河流,都发育网状河段。本文根据实地挖掘探槽、密集采样所取得的资料,重点对嫩江齐齐哈尔网状河段沉积特征进行详细分析和描述,并将其与国外报道的沉积模式进行比较。
现代网状河沉积特征
1 现代网状河特点及地貌单元
网状河曾被解释为:低坡降、较深而窄的、顺直或弯曲的交织河道,它具有由细粒沉积物(粉砂或泥)和植被组成的稳定河岸,以及由分隔河道的植被岛、天然堤和湿地构成的泛滥平原,在湿地区偶尔出现决口水道和决口扇沉积物[1]。网状河河道宽深比小,大部分地区表现为垂向加积。
嫩江齐齐哈尔段网状河流体系位于平原地区,因地势平坦宽阔,有足够的空间和条件供河流分汊和横向扩展,所以网状河流体系的规模较大。
网状河流体系分汊系数一般较高,约为3～5,河道的平均宽深比为15～35,坡降率为0.014%,弯曲度为1.48。网状河沉积速率较高,14C测年结果为:河道17～47cm/100a,天然堤23～165cm/100a。
文献[1]提到的网状河6种沉积环境及有关结构(通过对3条小规模山地河流的观察)在嫩江齐齐哈尔网状河段基本都能见到。常见的亚相或微相类型主要有:主河道、季节性河道、废弃河道、天然堤、决口扇
、湖泊及沼泽和河间漫滩等地貌单元。此外,嫩江齐齐哈尔网状河段还常见风成沙丘(见图1)。
图1 嫩江齐齐哈尔网状河流体系地貌单元
2 现代网状河的沉积特征
(1)网状河道
嫩江齐齐哈尔段网状河流体系中网状河道十分发育,规模不一,有常年流水的主河道,宽度可达350m,也有季节性流水的河道,最小宽度仅10m,还有常年干枯的废弃河道。上述河道平面交织呈网状,本身被天然堤限制,河道之间广泛发育河间漫滩。主河道为含砾中粗砂和砂砾沉积;季节性河道以中细砂沉积为主,局部为含砾砂。在详细描述3条季节性网状河道探槽时观察到,河道沉积砂体厚度仅1m,砂体内部见多次冲刷现象,砂层多具槽状交错层理,尤以上部层理最为显著,单个层系厚度可达13cm,单个纹层最厚者可达2cm,粒度的差异显示出纹层的变化。砂体中间夹有薄泥层,富含生物碎屑和有机质,在河道边缘较厚,向河道中部倾斜减薄至尖灭。该泥层沉积为落淤沉积物,是一次洪水终结时,河流中悬浮载荷以垂向落淤方式
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2000年10月 PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENT Vol.27 No.5
所形成,正是钱宁先生所谓“浆河现象”的结果(见图2)
。
(剖面位置见图1)
图2 嫩江网状河道的探槽横剖面图
(2)天然堤
河道两侧天然堤十分发育,可高出河床1～4m,宽
度从几米到几十米,其上植被茂密,以泥质沉积为主,间夹薄层粉砂,单层泥质沉积物的最大厚度可达30cm,具水平层理,常见植物根和叶,生物扰动强烈
。河道砂体在此呈船形尖灭。
(3)决口扇
嫩江网状河体系中常见决口扇,说明由洪水引起的决口在齐齐哈尔段非常普遍(据史料记载,近200年来嫩江较大洪水就有30多次)。决口扇以细粒沉积为主,大多数决口扇由于被堵塞或因水流梯度降低丧失了水力效率而消亡,也可演化成新的网状河道或岸后湖泊。决口改道是网状河体系中的常见现象,并且是形成新河道的主要机理[1,2]。
(4)河间漫滩
河间漫滩(江心洲)是嫩江网状河流体系中最发育的地貌单元,属湿地环境,面积占整个河流体系的85%,沉积物以细粒为主(见图3)。
河间漫滩在网状河道之间,被河道分割包围,一般具有平原地貌,其上以草本植物为主,局部生长灌木及高大树木。这些漫滩上发育了各种网状河的典型沉积环境,如季节性河道、废弃河道、决口扇、天然堤、湖泊和沼泽等。
图3 齐齐哈尔地区河流沉积横剖面图
(5
)浅湖或天然池塘
浅湖或天然池塘是河流体系中常见的地貌环境,常发育于天然堤的外侧,其水体面积较小(一般5×103～20×103m 2),形状各异,湖泊周围常伴有大片沼泽(泥炭沼),湖泊在低水位时水深一般为1～3m 。沉积物以泥质为主,洪水季节接受粉砂级细粒沉积物。
(6)沼泽
沼泽(泥炭沼)常与湖泊、河道以及废弃河道伴生,位于湖泊周围或天然堤外侧。沼泽并非季节性排水,大部分沼泽上部沉积物为饱含水的黑色淤泥质,富含有机质;沼泽下部沉积物为河道或湖泊沉积物,说明其为河湖演化的产物。
(7)风成沙丘
嫩江齐齐哈尔网状河体系中见风成沙丘,沉积物以细砂和粉砂为主,分选好,圆度好,发育楔状、槽状交错层理,表面见不对称波痕,部分沙丘有植被覆盖。
总之,嫩江齐齐哈尔网状河段具有低坡降、加积速度快,河道交织成网状等特点,其沉积模式包含了网状河道、天然堤、决口扇、河间漫滩、湖泊、沼泽和风成沙丘等地貌单元(见图4)
1—主河道;2—季节性河道;3—废弃河道;4—天然堤;5—决口扇;
6—湖泊;7—沼泽;8—河间漫滩;9—风成沙丘
图4 嫩江齐齐哈尔段网状河沉积模式图
与Smith 网状河模式相比较
近期出版的沉积学教材中已将网状河作为一个独立的河型,均采用Smith [1]的网状河模式,国内外关于网状河的文章也都采用该沉积模式。将本文对嫩江齐齐哈尔网状河段的研究结果与Smith 网状河模式对比,它们的共同点主要表现在:①网状河都表现为不断分汊合并的多河道系统;②泛滥平原(湿地)均十分发
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育,在泛滥平原中均发育河漫沼泽、泥炭沼泽、河漫湖
泊等微地貌单元;③天然堤和决口扇均比较发育;④均在坡降很低的背景下形成。但嫩江齐齐哈尔段网状河中见到的一些特殊现象在Smith的网状河模式中并未提及,主要包括:
①Smith特别强调网状河具有很高的侧向稳定性,认为网状河道的河岸是由相对高粘结性的细粒沉积物和植物根所组成,抗冲击能力强,河道侧向迁移受到限制。而嫩江网状河段由于坡降很小,水流平缓,河水下切无力,旁蚀和沉积作用增强,加之单一河道曲率较大和地转偏向力作用等多种因素影响,使得河道以每年20cm的速度由东向西迁移。因此网状河中某些河道的沉积很像曲流河,凹岸侵蚀,凸岸加积,形成点砂坝,沉积物以侧向加积为主,某些地方甚至出现牛轭湖。这与Smith网状河模式特别强调的垂向加积作用有所不同。
②风成沙丘是嫩江齐齐哈尔网状河的重要地貌单元,在嫩江网状河道的两岸零星分布,有的沙丘甚至高出周围6m左右,其上稀疏生长着灌木丛和藤蔓植被,沙丘表面发育风成波痕。其形成的主要原因是齐齐哈尔为多风地区,每年4月、5月的季风风速较大,平均风速达4.6～5.7m/s,年平均有14天刮风速大于17.2 m/s的大风。风力可以把砂坝中的砂质沉积物卷起,聚集成沙丘,因此在多风地区,沙丘也可以是网状河的重要地貌单元。Smith的网状河模式中没有提及风成沙丘。
③据测年资料,嫩江的许多季节性网状河道不过百年历史,而且目前处于填积和废弃阶段。由于其坡度太缓,水流能量较低,河流下切无力,加之区域的沉降速率极其缓慢,因此沉积速率极高,河道很快被废弃,使得河道的宽深比相对较大,河道砂体呈船形垂向叠置。Smith的网状河道模式特别强调巨厚的墙状砂体和较小的宽深比。
网状河的成因
网状河的成因至今尚未定论。从区域钻孔资料看,嫩江网状河的基底是辫状河沉积,由于松嫩平原的相对沉降速率与嫩江沉积速率达到平衡,辫状河的心滩不再沉于水下,上面开始滋生植物,而植被的生长又促使含黏性细粒物质沉积在滩面上,形成黏性土的覆盖层,从而形成相对稳定的多河道分汊系统;低坡降是形成网状河的重要条件,嫩江进入齐齐哈尔地区以后,地势变得十分平缓,坡降仅0.014%;快速加积作用也是形成网状河的重要条件之一,嫩江的输沙量很高,使得网状河的加积速度比较高。此外,决口改道也是形成新河道的主要机理。
结 论
嫩江齐齐哈尔网状河段湿地十分发育,并具有低坡降、快速加积、不断分汊合并的多河道系统,它的沉积发育特征在许多方面与Smith的网状河模式有相似之处,但它的另一些特点(侧向迁移、风成沙丘、相对较大的宽深比以及船形叠置砂体等)与Smith网状河模式不同,因此借用国外的沉积模式要慎重。
参 考 文 献
1 SmithDG,SmithND.Sedimentationinanastomosedrivers ystems: examplesfromalluvialvalle ysnearBanff,Alberta.J.Sed.Petrol.,1980,
50:157～164.
2SmithDG.Anastomosedfluvialde posits:modernexam plesfromWestern Canada.S pec.Publ.Int.Assoc.Sedimentol,1983,6:155～168.
第一作者简介 谢庆宾,男,34岁,讲师,获硕士学位,现从事矿物学、岩石学、沉积学的教学和研究工作。地址:北京市昌平区,石油大学沉积学研究室,邮政编码102200。
收稿日期 2000204202
(编辑、绘图 李建国)
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石油勘探与开发?综合 Vol.27 No.5
社会效益。图2表2参3(孙景民摘)
主题词 枣园油田 黄原胶 剖面调整 吸水剖面 效果
TE358.320000527法国IFP选择性堵水技术[刊]/CosteJean2Paul,Za2 itounA...∥石油勘探与开发.22000,27(5).293～97, 101
重点介绍法国石油研究院的堵水技术(IFP堵水技术),开发的堵水剂都是相对渗透率改善剂(Relative Permeabilit yModifiers,又称Disproportionate Permea2 bility Reducer),对油或气体的相对渗透率影响并不大。IFP化学溶液满足笼统注入的条件。阐述了IFP堵水技术的特性,分析了IFP选井方法和堵水工艺技术;还介绍了用IFP技术堵水的典型现场试验,包括地下储气库的储气井、开采稠油的水平井、海上的砾石充填井、多层水驱井等。此外也介绍了IFP的最新技术发展的两个主要研究方向:①针对注水井处理,IFP进行了微凝胶深部调剖剂的研究;重点是研究对微凝胶的大小及构造的控制。②针对改善笼统注入效果,进行了预处理转向剂的研究;该转向剂以高分子聚合物的无稳态滞留现象(称为“桥联吸附”)为基础。图6表2参18(CosteJean2Paul摘)
主题词 法国 堵水剂 聚合物溶液 选择性封堵 现场试验 相对渗透率改善剂
TE34520000528埕北油田沥青质堵塞综合研究[刊]/伍增贵,鞠斌山...∥石油勘探与开发.22000,27(5).298～101胶质2沥青质在近井带沉淀造成的堵塞是稠油油田开发过程中油井产能下降的重要原因之一。油田动态资料分析和室内实验相结合的研究方法可以提高解除此类堵塞的成功率,降低有机溶剂解堵(特别是在海上油井作业)的风险性。实验评价和施工结果表明,有机溶剂U201对这种有机堵塞有很好的清洗作用。两口油井解堵后的液量分别为解堵前的1.7倍和4倍,证明研究结果与实际情况基本一致。而合理选井和严格控制施工质量是油井通过有机解堵提高增产油量的关键。图1表2参3(伍增贵摘)
主题词 地层损害 有机堵塞 解堵 胶质 沥青质 生产能力
?综 合?
P512.2 P931.120000529古河型演化模式及其影响因素的沉积体系分析[刊]/王随继,倪晋仁...∥石油勘探与开发.22000,27(5).2 102～105
从古代河流沉积体系中识别出了河型随时间演化的6种模式:辫状体系→曲流体系,曲流体系→辫状体系,辫状体系→网状体系,网状体系→辫状体系,网状体系→曲流体系,曲流体系→网状体系。依据具体实例讨论了3类河型的6种转化模式的特点及其成因,分析了对应于各演化模式的古河型可能的空间分布特征。系统总结了古代冲积河型演化的一些主要影响因素:①河道比降;②河岸及河漫滩物质组成;③植被覆盖度;④流域来沙量大小及来沙组成;⑤流量变率;⑥气候因素;⑦构造因素;⑧海平面变化。认为这些因素对河型的控制往往彼此相关,但在不同时期、不同地点其影响作用的相对大小有所不同。与现代冲积河型空间转化的影响因素相比,地质构造作用和古气候变化是古代河型演化的主要控制因素。图1参14(王孝陵摘)
主题词 古代 河流沉积 类型 河流相 沉积模式 演化 空间分布 影响
TE111.320000530嫩江齐齐哈尔段现代网状河沉积特征[刊]/谢庆宾,管守锐...∥石油勘探与开发.22000,27(5).2106～108因为网状河砂体可作为油气的储集体,所以对网状河沉积特征的研究越来越受到重视。国内许多河流发育网状河段,作者通过实地挖掘探槽、密集采样,重点对嫩江齐齐哈尔网状河段沉积特征进行了详细描述和研究。分析认为,嫩江齐齐哈尔段现代网状河是由不断分汊合并的多河道系统及大片泛滥平原(湿地)组成的一种河流类型;其中发育网状河道、天然堤、决口扇、河间漫滩、湖泊、沼泽、风成沙丘等微地貌单元;网
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石油勘探与开发?中文摘要 Vol.27 No.5
状河道的沉积物以沙砾石和中细沙为主,发育槽状交错层理和斜层理,河道间其它微地貌单元以细粒沉积物为主;该区所具有的缓慢沉降背景、低坡降、高的加积速度以及易决口分汊是网状河形成的主要原因。同时,在与国外报道的沉积模式进行比较后指出,该区网状河特有的侧向迁移、风成沙丘、较大的宽2深比以及船形叠置砂体与Smith所建立的网状河模式存在一定差别。图4参2(李建国摘)
主题词 网状河 现代 沉积特征 河道 泛滥平原 沉积模式 嫩江
TE125.620000531原油正构烷烃沥青质沉淀量测定及聚沉机理研究[刊]/胡玉峰,杨兰英...∥石油勘探与开发.22000,27 (5).2109～111,114
用IP2143标准方法测定了我国孤岛和草桥原油正构烷沥青质沉淀量。结果表明两种原油的沥青质沉淀量均随沉淀剂分子量增大而减小、随剂油比增大而增大。在原油沥青质2胶质胶束模型的基础上提出了一种新的沥青质聚沉机理,该机理的基本假设是原油中沥青质分子以胶束形式存在,其中胶核为沥青质缔合物,溶剂化层为胶质和溶剂分子。通过分析沉淀剂性质、剂油比、体系温度和压力等对沥青质2胶质胶束稳定性的影响得出了沥青质沉淀点、沉淀量、沉淀物平均分子量以及沉淀物平均颗粒大小随沉淀剂性质和剂油比等因素变化的规律。经比较说明,这些规律与本文及文献实验结果相符。图1表6参22(胡玉峰摘)主题词 沥青质 胶质 沉淀剂 沉降机理 沉淀规律
TE257.1 TE12520000532射孔压实带研究[刊]/李东传,唐国海∥石油勘探与开发.22000,27(5).2112～114
聚能射孔弹射孔后产生射孔孔道,同时形成射孔压实带,压实带是射孔损害最重要的组成部分,严重影响油井产能。用实验手段对压实带进行了研究,实验用靶为标准贝雷砂岩靶,在APIRP43(第五版)标准中第四章的标准实验条件下进行负压射孔,并进行流动测试。射孔流动实验后对靶体做了核磁共振、扫描电镜、电子探针、粒度分析等实验。结果证实,压实带区域颗粒接触紧密,孔隙连通性变差,小碎屑大量增加;由孔道入口到顶端压实带颗粒直径有增大的趋势,表明射孔损害程度降低;压实带中未发现爆轰残留物,杵体的主要成份为铜的氧化物。研究工作不仅进一步认识了压实带,并对聚能射孔弹的研制、射孔参数的优化设计提供了指导。图4表1参4(李东传摘)
主题词 压实带 射孔完井 聚能射孔弹 孔隙度 渗透率 地层损害 爆炸 残渣
P631.8220000533长庆低渗透砂岩气层测井评价方法[刊]/孙小平,石玉江...∥石油勘探与开发.22000,27(5).2115～118,121长庆气田上古生界发育致密砂岩型气藏,其测井评价受低信噪比、储集层伤害及非均质性强等多种因素制约。“四性”关系研究表明,储集层岩石组分特征对其孔隙结构、物性和含气性具有决定性控制作用。一般石英砂岩发育残余粒间孔和高岭石晶间孔孔隙组合,渗透性好,试气产量高,测井表现为低声波时差、高电阻率;而岩屑砂岩和岩屑质石英砂岩主要发育溶蚀孔和晶间孔,渗透率低,试气一般为中低产,测井表现为高时差、低电阻率。针对致密砂岩气层特点,文中引入或提出了一些新的气水层识别方法,如三孔隙度重叠法、气层测井孔隙度下限值法、视弹性模量差比法、声波时差差值法及其它一些根据试气资料的统计分析方法等,使气层的判识符合率在90%以上。在“岩心刻度测井”的基础上,文中计算了地层石英含量、岩屑含量和泥质含量,并分岩性回归出了高精度的孔隙度、渗透率和含水饱和度计算公式,为储量计算和气藏工业化评价提供了测井手段。图4参4(李建国摘)
主题词 长庆气田 低渗透储集层 测井解释 储集层特征 物性参数
P631.84 P5320000534测井资料识别层序的方法及问题讨论[刊]/张占松∥石油勘探与开发.22000,27(5).2119～121
测井资料层序识别是层序地层分析的基础之一。
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Vol.27 No.5 石油勘探与开发?中文摘要
Depositionals ystemanal ysisontheevolutionmodelofancient
rivert ypeanditscontrollin gfactors.WANGSui2ji;etal. (DepartmentofH ydraulicandH ydropowerEn gineering,Tsin ghua Universit y,Bei jing100084,P.R.China).Shi you Kantan Yu Kaifa2000,27(5),1022105.Sixmodelsevolvedwithtimehave beenidentifiedinancientfluvialde positionals ystems:(1)braided→meanderings ystem;(2)meandering→braideds ystem;(3)braided →anastomosings ystem;(4)anastomosing→braideds ystem;(5) anastomosing→meanderings ystem;and(6)meandering→anastomosings ystem.Characteristicsof6transformationmodelsof
3fluvialt ypesandtheir genesisarediscussedaccordin gtoactual examples.Possibles patialdistributionofeachevolutionalmodelof ancientrivert ypesareanal yzed.Allmaincontrollin gfactors affectingtheevolutionofancientfluvialt ypesaresummarized systematically:(1)riverchannelslo pe;(2)compositionof riverbankandflood plainmaterials;(3)vegetationcovera ge;(4) amountandcom positionofsandde posited;(5)rateofchan geof watercurrent;(6)climatefactors;(7)tectonicfactors;(8)change ofsea2level.Itisreco gnizedthatthesefactorsrelateoneanother usually;however,theeffectsofeachfactorisdifferentatdifferent timeanddifferent point.Geolo gicaltectoniceffectsandthechan ge of palaeoclimatewillbethemaincontrollin gfactorsascom pared withthecontrollin gfactorsaffectin gthes patialtransformationof modernriverfluvial patterns.Sub jectheadin g:Ancienttime, Fluvialde posit,Rivert ype,Fluvialfacies,De positionalmodel, Evolution,S patialdistribution,Influence
Depositionalcharacteristicsofthemodernanastomosin griverin Qi qiharsectionofNen jiangriver.XIEQin g2bin;etal. (UniversityofPetroleum,Bei jing102249,P.R.China).Shi you Kantan Yu Kaifa2000,27(5),1062108.Sandbod yof anastomosingrivercanreserveoiland gas,somoreandmore petroleum geologistshave paidattentiontoresearchin gits depositionalcharacteristics.Alotofrivershavebeendevelo ped anastomosingriversectioninChina.Oneoftheexam plesisQi qihar section,Nen jiangriver.Themodernanastomosin griverinQi qihar sectionofNen jiangrivercontainslow gradient,hi gha ggradation rate,multi plechannelandlar ge2areawetlandbetweenthe channels.Channels,naturallevees,crevasse2splay,flood plain, lakes,marshesandeoliandunesareim portantmor phologicaland sedimentaryunits.Anastomosin gchannelfillin gsedimentsare mainlycom posedof pebblysandandmediumtofinesands. Internallychannelsandbod yconsistsmainl yoftrou ghcross2strata andobli quebeddin g.Theothermor phologicalunitsaremainl y composedoffine grainedsediments.Amilieuofsubsidence,low gradient,hi gha ggradationrateandeasil ybursthavebeenthemain causesfortheanastomosin griverinQi qiharofNen jiangriver. Thereareobviousl ydifferencesbetweenthecharacteristicsofthe anastomosingriverinQi qiharofNen jiangriverandthatofwhich Smithhaddescribed.Thecharacteristicsincludelateralmi gration, eoliandunes,bi ggerwidthtode pthandsandbod yalternatedasboat shape.Sub jectheadin g:Recent,Anastomosin griver,De positional feature,Streamchannel,Flood plain,Sedimentar yfacies pattern, Nenjiangriver
N2alkaneas phaltene precipitationandthemechanismoftheir formation.HUYu2feng;etal.(UniversityofPetroleum,Bei jing 102249,P.R.China).Shi you Kantan Yu Kaifa2000,27(5), 1092111,114.ThestandardIP2143methodhasbeenusedto determinetheamountofas phaltene precipitationwhentheGudao andCao qiaocrudeoilsweredilutedwithvariousn2alkanes.The resultsshowthattheamountofas phaltene precipitationdecreases withthemolecularwei ghtofn2alkaneandincreaseswiththe precipitant2to2oilratio.Anewmechanismofas phaltene precipitationhasbeen proposedb yusin gthethermod ynamic micellizationmodel.Thenewmechanismisbasedonthe assumptionthatmostas phaltenemoleculesexistasmicellesina crude,wherethemicellarcoreistheas phalteneassociatesandthe solvatedshellconsistsofresinsandthesolvent.Theinfluencesof thenatureofthealkane,thealkane2to2oilratio,tem peratureand pressureonthestabilit yoftheas phaltene2resinmicelleshavebeen analyzed.Thetrendsconcernin gtheireffectsontheonsetof asphaltene precipitation,theamountofas phaltenes precipitated, themeanmolecularwei ght,andthemean particlesizehavebeen presentedandhavebeenshowntobein gooda greementwithour experimentalresultsandthosere portedintheliteratures.Sub ject headin g:Asphaltene,Resin,Preci pitant,Settlin gmechanism, Precipitatin gtrend
Astud yon perforationcrushed2zone.LIDon g2chuan;etal.
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