海底大弯曲渠道中浊流的三维数值模拟

因和海洋油气资源的密切关系,对浊流在海底弯曲渠道中的流动及沉积的研究一直为研究热点之一。本研究采用内插法产生正交性高的网格和基于雷诺平均的Navier-Stokes方程及浮力项修正的湍流k-ε模型对高弯曲度梯形渠道内及漫滩的浊流进行了三维数值模拟,得到大弯曲度渠道中浊流流动、沉积及二次流的如下特征:周围流体的夹带作用强,弯道顶点断面处的密度等值面的倾斜度随着弯曲度的增加而增加;浊流多次流动后内岸处有较多侵蚀,渠道内沉积呈现由内岸向外岸的波状倾斜;从紧贴弯曲渠道边缘的纵剖面上观察的沉积比低弯曲度的更加波状起伏;从切过渠道内部及堤坝的纵剖面上观察的沉积比低弯曲度渠道更呈明显的由上游向下游方向倾斜及厚度减低的特征;渠道底部的外岸处存在受较大压缩的类似河流的二次流。     

断面曲率半径对海底浊流的影响

基于雷诺平均的纳维尔-斯托克斯模型,三维数值模拟研究海底浊流在断面顶宽相同、但曲率半径不同的2个圆弧形弯曲渠道内的流动及沉积。结果表明:断面曲率半径大、边坡平缓渠道内的浊流更易在弯道顶点及其下游处发生溢流,而断面曲率半径小、边坡较陡的渠道浊流更易对边坡形成侵蚀,使浊流在渠道内流至下游时依然保持较高的流速及强度;经多次浊流事件的侵蚀及沉积,圆弧形的渠道渐渐向不对称的梯形转换;提高流向坡度会改变弯道顶点中心处二次流的方向。     

贵州杉树林铅锌矿床碳酸盐岩浊流沉积与成矿的关系

杉树林铅锌矿床矿体呈似层状和透镜状成群分布在中石炭统黄龙群(C_2hn~(2a))中,含矿层属碳酸盐台盆相,先沉积矿源层后发生浊流沉积。浊积岩中有完整的鲍马序列,其可分为盆地边缘相;斜坡滑动相;流动相和前锋相。在σ_i—Mz图,σ_i—Ski图、σ_i—K_G图和C—M图上的颗粒分布均显示浊积岩特征。据萨胡判别式,该区87％的Y值符合浊积岩条件。突发的浊流沉积推济破坏矿源层的连续性,使矿体沿走向成群分布并向东南侧伏,矿石具有被扰动的纹层构造。本区浊积岩可称为“碳酸盐滑动浊积岩”。浊流前锋相控制了矿化体分布,在1400m标高以下,可能有3个新的矿化体。     

云南东部及邻区中三迭统濁流沉积地层、岩石学特征及含矿性探讨

一、前言浊流沉积是沉积学中的一个新领域,浊积岩中蕴藏有丰富的铁、锰、镍、钴、铅、锌、金及石油、天然气等矿产资源。滇东及毗邻地区中三迭统浊积岩中已发现铅、锌、石油等矿苗及金异常。因此,开展对该地层的浊流沉积岩石学及沉积相学的研究,对于指导矿产调查具有重要意义。国外对浊流沉积的研究,自1938年约翰逊提出“浊流”一词以来,特别是五十年代后,有了很大进展。国内对浊流沉积的研究始于七十年代初,滇黔桂地区中三迭统     

鄂尔多斯盆地吴堡地区长6段浊积特征及其石油地质意义

在介绍鄂尔多斯盆地吴堡地区延长组长6段沉积特征的基础上,探讨了该储层物性特征、浊积岩特征、浊积岩分布规律及其对油藏的影响,明确了浊流沉积的石油地质意义。结果表明:鄂尔多斯盆地吴堡地区长6段以发育长石砂岩为主,填隙物成分有方解石、绿泥石、白云母以及少量的石英加大、长石加大等,砂岩储集层孔隙结构具有很强的非均质性; 吴堡地区长6期湖盆沉降趋于稳定,是三角洲的高建设时期; 多水系、多物源的三角洲前缘沉积为深湖浊积扇沉积提供了充足的物质基础; 在吴堡地区东北部三角洲前缘水下分流河道前端发育深湖浊积扇沉积,可区分出中心微相和边缘微相两个沉积微相带,其中浊积扇中心微相以细砂岩、粉砂岩与暗色泥岩呈砂泥互层; 从平面上看,浊积岩砂体非均质性在侧向上逐渐变弱,砂体底部发育厚度较大、成熟度较高的暗色湖相沉积的烃源岩,深湖相的暗色泥岩含有丰富的烃源岩,而浊积岩砂体是由深湖相的暗色泥岩构成,孔渗物性好的区域易于形成良好的上倾尖灭的透镜状岩性油藏。     

新疆恰尔隆一带二叠纪沉积特征与古环境演化初探

依据实测剖面与地质填图资料,认为二叠纪地层为一套比较典型的复理石陆源碎屑岩夹碳酸盐岩建造。恰尔隆一带主要为浊积岩沉积盆地,盆地沉积为陆相、滨海-浅海相及深海相等3种沉积相。二叠纪古环境演化过程可分为早期三角洲-滨海-浅海浊流沉积盆地、中期滨海-浅海台地浊流沉积盆地和晚期斜坡浊流盆地三个阶段。二叠纪沉积盆地是在近岸浊流碎屑占优势的情况下进行的,来自石炭纪地层的灰岩块体的混杂堆积的出现在层位上由南往北逐渐抬高,巨大岩块的分布也具有由南往北逐渐变小和变少的趋势,表明在石炭纪和二叠纪之间有一次地壳运动的重大地质事件发生,其间应该有一次被后期改造破坏了的事件界面存在。     

植被条件下坡面薄层水流动力学特性试验研究

基于系列坡面流试验,研究了植被条件对坡面流水动力特性的影响。结果表明:相同流量与坡度条件下,由于柔韧植被的阻水作用,光面条件下的流速远大于柔韧植被作用的流速,随着植被刚度及密度的增加,坡面流流速、弗劳德数呈现递减趋势。由于植被阻水及水流混掺效应,Darcy-Weisbath阻力系数基本随雷诺数增大而增大,而一般研究认为阻力系数随雷诺数的增大而减小,由此表明,坡面阻力系数与雷诺数并不存在单调的递增或递减关系,而与坡面糙度单元组成存在较强的依赖关系。     

柴达木盆地西南部重力流沉积特征及其沉积模式研究

根据野外露头、岩心观察和测井分析,在柴西南古近纪发现浊流和碎屑流2种重力流沉积。碎屑流以湖底扇的形式发育于山前滨浅湖带;浊流以浊积扇形式发育于半深湖中,这2种重力流在盆缘交替沉积。该区重力流沉积分为陡坡欠补偿型和缓坡过补偿型,前者形成近岸湖底扇+碎屑流—浊积扇沉积组合,后者形成扇三角洲—浊积扇沉积组合。     

辽中凹陷东营组重力流发育机制及沉积构成

辽中凹陷锦州区块东营组发育三角洲滑塌浊积扇、远岸水下扇和近岸水下扇等重力流沉积.在高分辨率层序地层划分和对比的基础上,通过区域沉积体系分析,探讨了各类水下重力流沉积的形成条件,建立了相应的发育模式,分析认为:物源系统、坡折类型和湖平面变化的耦合关系决定着沉积体的基本特征,包括类型、层序位置、发育部位和规模大小等.进一步研究表明,各类重力流沉积内部构成差异明显,坡折类型及组合样式对其控制作用明显,表现为:坡折组合的规模和复杂状况决定了砂体平面展布的分异状况;坡折带的类型和坡度决定着沟道体系的发育情况;坡折下方微地貌构建的次级坡折带控制着砂体的分配,尤其是优质砂体的富集位置.沟道化是断陷湖盆重力流沉积的一大特色,探讨了其有别于经典海相重力流相模式的原因.对岩性圈闭的勘探有一定的借鉴意义.     

环境流体密度分层对浊流的流动和沉积的影响

基于雷诺平均的数学模型模拟研究环境流体密度分层与否条件下,2种入流机制的含多粒径颗粒物浊流由斜坡流至水平地形上的流动和沉积。结果表明:突然释放型浊流不论环境流体有无密度分层均在斜坡及水平地形前段形成沉积物波,而环境流体无密度分层的连续入流型浊流未出现波状沉积;自近源地区至远源地区沉积物粒径逐渐减小,但突然释放型浊流在波状沉积位置有大粒径沉积物,连续入流浊流沉积呈现更均匀的由上游至下游的自然粒径分选。     

柴达木盆地西部渐新统湖相碳酸盐岩重力流沉积

为了明确柴达木盆地西部地区湖相碳酸盐岩重力流沉积特征,利用大量岩心、薄片、地震及地球化学资料,围绕柴西凹陷区渐新统下干柴沟组上段(E■)湖相碳酸盐岩重力流沉积,研究其特征及成因机制,剖析控制因素并建立沉积模式——系统分析了高角度陡斜坡(坡度大于3°)、中等坡度斜坡带(坡度为2°～3°)以及低角度缓坡带(坡度小于1°)对重力流沉积作用的影响.建立了柴西地区咸化湖泊陡坡带、缓坡带、以及断崖坡等3类重力流沉积模式,明确不同类型重力流沉积特征,指出同沉积断层是重力流沉积的主要触发机制.认为下干柴沟组(E■)沉积时期,柴西凹陷区演化为咸化湖泊沉积环境,形成以湖相碳酸盐岩为主的沉积组合,并混合陆源碎屑、黏土及蒸发岩等矿物成分,整体具混积特征,在斜坡带及凹陷区普遍发育碳酸盐岩重力流沉积.研究结果表明:1)下干柴沟组上段(E■)共识别出8类碳酸盐岩重力流沉积岩相,分别为变形泥灰岩、角砾灰岩、含角砾泥灰岩、粗砾灰岩、细砾灰岩、泥粒灰岩、粒泥灰岩、浊积岩等.其中,角砾灰岩与含角砾泥灰岩相的单层厚度以1～2 m为主,最大可达数十米;变形泥灰岩、粗砾灰岩以及细砾灰岩相单层厚度以数十厘米为主,最大可达1～2 m;泥粒灰岩、粒泥灰岩以及浊积岩相的单层厚度以毫米—厘米级为主.2)湖相碳酸盐岩的重力流沉积形成包括启动、搬运及再沉积3个过程,沉积岩相由蠕动变形、原位破裂、碎屑流、颗粒流、浊流等控制形成.3)利用三维地震资料恢复古地貌,在柴西地区刻画出5种类型古地貌,分别为西部山前隆起带(昆仑山前,坡度为1°～4°)、西南部断阶带(坡度为2°～5°)、北部山前隆起带(阿尔金山前,坡度为3°～7°)、斜坡带(坡度为0～2°)以及凹陷区(坡度一般小于1°).     

济源下侏罗统鞍腰组沉积构造特征及环境解释

豫西济源盆地下侏罗统鞍腰组记录了一套发育于拉分盆地的湖相浊流沉积体系,其中丰富的物理成因沉积构造与生物成因沉积构造以及浊流沉积序列———鲍玛序列都有其自身的特点.沉积环境分析表明,该组地层系湖泊浊积扇不同相带反复沉积的产物.     

济源下侏罗统鞍腰组沉积构造特征及环境解释

豫西济源盆地下侏罗统鞍腰组记录了一套发育于拉分盆地的湖相浊流沉积体系,其中丰富的物理成因沉积构造与生物成因沉积构造以及浊流沉积序列--鲍玛序列都有其自身的特点.沉积环境分析表明,该组地层系湖泊浊积扇不同相带反复沉积的产物.     

查干诺尔凹陷南屯组湖底扇沉积特征及沉积模式研究

在区域层序地层格架内,根据岩石相、地震剖面相、测井相特征并结合粒度分析等资料,对海拉尔盆地查干诺尔凹陷下白垩统南屯组内发育的湖底扇沉积体系、沉积特征及模式进行了系统的研究,认为研究区南屯组湖底扇沉积体系主要发育有3类亚相和5类微相。在此基础上,建立了查干诺尔凹陷南屯组的湖底扇沉积模式,认为平面微相相序表现为“内扇主沟道→中扇辫状沟道→外扇浊积岩→深湖泥”的变化规律,且水道体系（主沟道、辫状沟道）之间,都被明显规模的深湖相泥岩所分隔。在这一沉积模式控制下,湖底扇沉积在研究区南部由东侧陡坡带向湖盆中心延伸较远,而由南向北则随着构造坡折带影响能力的减弱,逐渐过渡为扇三角洲沉积体。     

浊积岩的成因识别及沉积模式探讨

由于辽河盆地东部凹陷深水浊积岩油藏勘探程度较低,应用粒度判别函数及成因图解两种方法分析该套砂岩的沉积类型。应用粒度分析数据,依据设定的判别函数可以对沉积碎屑岩做出初步的沉积环境鉴别,而成因图解方法分析可以反映碎屑岩沉积过程中能量以及流动性的变化规律,二者结合则能较为准确地判断沉积碎屑岩的沉积环境。应用此方法判定了欧利坨子沙三中段厚层砂砾岩沉积为浊流沉积产物,并在此基础上探讨了该套砂岩的沉积模式。     

红壤开挖面坡面径流特征研究

为了研究坡面径流特征,采用上方人工放水实验模拟坡面水流,研究不同放水流量强度、不同坡长及不同坡度条件下红壤坡面径流过程特征.结果表明:(1)不同放水流量强度条件下,坡面径流率随径流历时的变化总体上呈先逐渐增大,后趋于稳定的变化过程,且放水流量强度越小,坡面径流率的增长速度反而越大;(2)不同坡长条件下,坡面径流率随径流历时的变化过程总体上先逐渐增大,后趋于稳定,且随坡长的增大,坡面径流率越小;(3)不同坡度条件下,坡面径流率随径流历时大部分先逐渐增大,后趋于稳定,对于两个较陡坡(50°和65°)且放水流量较大的坡面,坡面径流率随历时先逐渐减小,后趋于稳定.     

不同类型浊积砂体判识特征及成因模式

对浊流沉积与浊积砂体的研究进展与现状做了简要介绍.通过分析前人的多种浊积砂体分类方案,认为吴崇筠的方案具有较高的实用性.通过修改吴崇筠的方案,结合东营凹陷滨县凸起南岸影响浊积体发育的各种条件,最终将浊积砂体分为近岸水下扇、远岸浊积扇、前缘滑塌扇和深水透镜状浊积体4种类型.主要以滨县凸起东、南坡沙三段浊积体为例,阐述了陆相湖盆不同类型浊积砂体的沉积特征与地球物理特征,总结了其判识特征、分布规律,建立了相应的成因模式.     

径流条件下散粒体斜坡的颗粒冲刷启动机理

摘 要：为研究地表径流对散粒体斜坡的冲刷侵蚀效应,根据斜坡坡面径流和坡内渗流特征建立了散粒体斜坡径流-渗流耦合模型。该模型用Navier?Stokes方程描述淹没区坡面径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述散粒体斜坡坡内渗流。径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足Neal和Nader提出的流速相等和剪应力连续双边界条件。采用Navier?Stokes方程和Brinkman-extended Darcy方程分别联立连续性方程推求出径流区和渗流区的流速分布。分析流速理论表达式可知,影响斜坡表部径流流速和坡体内部渗流流速的主要因素有斜坡坡度、径流水深、斜坡散粒体的孔隙率和渗透率,且流速随它们的增大而增大。为探究在径流条件下散粒体斜坡坡面颗粒的冲刷启动机理,引入Newton内摩擦定律求得径流区和渗流区交界面上的切应力,并对颗粒发生滑动和滚动两种情况分别进行受力分析,给出了颗粒滑动和滚动两种运动方式相应的失稳判据。分析两种判据可知：(1)颗粒发生滑动时,其抗滑稳定安全系数主要受散粒体斜坡坡度、颗粒的内摩擦角、颗粒半径、径流水深、散粒体斜坡孔隙率和渗透率的影响,且随颗粒的内摩擦角、颗粒半径、散粒体斜坡孔隙率和渗透率的增大而增大,随散粒体斜坡坡度和径流水深的增大而减小;(2)颗粒发生滚动与否主要取决于散粒体斜坡坡度、径流水深、颗粒半径、散粒体斜坡孔隙率和渗透率,且它们的值越大,颗粒越容易失稳。     

厚煤层采动裂隙发育演化规律及分布形态研究

结合弹塑性和断裂力学相关理论分析厚煤层上覆岩层采动裂隙扩展力学原理,根据覆岩内原生裂隙、次生裂隙和贯通裂隙分布情况将采动裂隙瓦斯流动通道沿工作面倾向分为:孤立区、局部网络区和网络区,运用UDEC数值软件模拟不同倾角和工作面长度条件下覆岩采动裂隙分布规律.结果表明:受采动影响,厚煤层工作面采空区覆岩出现"O"形裂隙圈,其随煤层倾角增大且沿煤层倾向向上发育,由水平煤层的等腰梯形演化为急倾斜煤层的不对称钝角梯形,瓦斯积聚于"O"形圈顶部;煤层倾角不变的情况下,"O"形裂隙圈随工作面长度的增加而增高.     

不同水沙条件下弯道河床冲淤与漫滩洪水特性研究

我国西南山区山洪灾害频发,严重威胁山区社会发展和人民生命财产安全。由于地形限制,山区常见弯曲河道,而弯曲段时常发生山洪灾害。以往弯曲河道水沙运动及河床演变的研究成果难以有效识别弯曲河道漫滩洪水下凹岸易灾区域范围。基于四川省芦山县王家村弯曲河道漫滩洪水灾害的现场观测,本文设计了弯曲水槽模型,测量了不同水沙条件下弯道水面超高、河床地形、凹岸水位和滩槽纵向流速,探讨了漫滩洪水的致灾机制,识别了漫滩洪水下弯曲河道易灾区范围。结果表明,上游流量是弯道漫滩洪水致灾的关键因素,而上游泥沙补给是次要因素。弯道水面超高随泥沙补给增加而增大,经对比计算,兰运长等的率定参数能较好预测河床冲淤稳定的弯道水面超高。水流不漫滩时,泥沙补给仅造成弯道凸岸轻微淤积,对弯道凹岸水位提升的影响很小。洪水漫滩后,上游流量增大造成凹岸水位和滩地流速显著增加。随着泥沙补给不断增大,弯曲主河道河床整体淤积,但淤积对水位和滩地流速的影响较小。30-60°断面区域是90°弯曲河道的易灾区范围,这是因为该区域内的滩地流速大于主河道流速和上游来流流速,滩地最大流速出现在弯道50°断面,其值可达上游来流流速的1.3倍。从水动力学角度分析,洪水漫滩时,滩地流速显著增大是王家村弯曲河段弯顶附近滩地成灾的原因。