辫状三角洲与扇三角洲的沉积特征和储层表征方法

辫状三角洲与扇三角洲沉积特征与储层表征方法目录第一章辫状三角洲的沉积特征第二章扇三角洲的沉积特征第三章辫状三角洲、扇三角洲及正常三角洲的对比分析第四章储层表征方法1.1辫状三角洲的概念和形成条件辫状三角洲:由辫状河体系（包括河流控制的潮湿气候冲积扇和冰水冲积扇）前积到停滞水体中形成的富含砂和砾石的三角洲，其辫状分流平原由单条或多条底负载河流提供物质。其发育受季节性洪水流量或山区河流流量的控制。辫状三角洲的类型a.物源来自远距离山区高地的辫状河三角洲；b.在冲积扇前方发育辫状分流平原的辫状河三角洲；c.与冰川冲积平原有关的辫状河三角洲（据Mcpherson，1987）1.2辫状三角洲亚相沉积特征辫状三角洲同扇三角洲和正常三角洲一样，由辫状三角洲平原、辫状三角洲前缘和前辫状三角洲三个亚相单元组成。由图中亦可看出扇三角洲在一定条件下可以转化为辫状三角洲。（据赵澄林，2001）1.2辫状三角洲亚相沉积特征辫状三角洲平原主要由众多的辫状河道或辫状河平原所组成，在气候较为潮湿的地区，可以发育河漫沼泽沉积。高度的河道化、持续深切的水流、良好的侧向连续性是该亚相的典型特征。辫状河道以色杂、粒粗、分选较差、不稳定矿物含量高、底部发育冲刷充填构造为特征。辫状河道充填物宽厚比高，剖面呈透镜状，发育有大型板、槽状交错层理、平行层理。废弃河道充填沉积，其沉积往往呈下凸上平的透镜状，沉积物从下向上粒度明显变细，从砾岩逐渐变为砂岩、粉砂岩和泥岩。向上层理规模从大、中型交错层理、平行层理到小型交错层理，顶部为水平层理。河漫沼泽沉积可在潮湿气候条件下发育，由棕褐色泥岩、泥质粉砂岩与煤层构成。1.2.1辫状三角洲平原沉积特征1.2辫状三角洲亚相沉积特征辫状三角洲前缘亚相主要发育水下分流河道、河口坝、远砂坝、席状砂和水下分流河道间沉积。水下分流河道是辫状三角洲前缘沉积的主体，沉积物粒度较粗，由砂砾岩组成，其它沉积特征与辫状河道极为相似，整体上向上粒度变细，单砂体厚度减薄。分流河道间沉积是水下分流河道之间沉积的较细粒的沉积物质，常为粉砂岩与泥岩，见水平层理和小型槽状交错层理。因分流河道迁移频繁，常遭到破坏。河口沙坝不发育或规模较小。主要为砂岩，也可见含砾砂岩和粉砂岩，在垂向上一般呈下细上粗的反韵律，砂体中可见平行层理和交错层理。1.2.2辫状三角洲前缘沉积特征1.2辫状三角洲亚相沉积特征远沙坝和席状砂为辫状三角洲前缘边部的末端沉积，由粉砂岩和细砂岩组成，横向延伸远，分布范围广，但纵向上沉积厚度薄，内部见小沙纹层理，往往同前三角洲泥质沉积物呈薄互层状频繁交互。同样，在气候较为干旱的辫状三角洲前缘沉积地区，河口沉积物受波浪和岸流作用的影响，远沙坝常受到改造破坏，形成分布广、成分和结构成熟度较高的、砂泥间互的席状砂沉积。2.2.3前辫状三角洲沉积特征前辫状三角洲沉积主要为泥岩和粉细砂质泥岩，颜色较深，有时见水平层理。若辫状三角洲前缘沉积速度快，可形成滑塌成因的浊积砂砾岩体包裹在前辫状三角洲或深水盆地泥质沉积中。1.3辫状三角洲的沉积特征同扇三角洲相比,平原沉积以河流体系的多河道化,更深、更持续的水流和很好的侧向连续性为特征。沉积物含丰富的交错层理,砂砾岩显示清楚的正韵律。前缘沉积以水下分流河道沉积为主,其内发育大规模的特征性层理构造,具向上变细层序。辫状河道及水下分流河道最显著的特征是砂坝侧向迁移加积形成的“侧积交错层”特别发育,成为辫状河三角洲最主要的沉积构造现象。辫状三角洲沉积总体显示牵引流沉积特征,辫状水道和水下分流河道沉积是最主要的沉积单元。岩层中层理构造发育,砂体侧向迁移形成的侧积交错层是主要的沉积构造。辫状三角洲分布范围广,横向延伸长,沉积物粒度粗,以砂砾岩占绝对优势,基质含量较少,颗粒支撑。因物源近,沉积物丰富、供给迅速,受湖泊改造不强烈。平原沉积同冲积扇无关。1.3.1沉积特点1.3辫状三角洲的沉积特征辫状河三角洲垂向沉积序列具有两种韵律结构，一是向上变细的退积型辫状河三角洲，剖面上表现为多个水流作用由强至弱向上变细的正韵律组合；二是向上变粗的进积型辫状河三角洲，由多个向上变粗的沉积旋回组成。由于水动力条件和古地形条件的变化，辫状河三角洲垂向层序往往保存不完整，常以平原亚相和前缘亚相呈互层沉积出现在剖面上。1.3.2相层序和相模式（据朱筱敏，1998）目录第一章辫状三角洲的沉积特征第二章扇三角洲的沉积特征第三章辫状三角洲、扇三角洲及正常三角洲的对比分析第四章储层表征方法2.1扇三角洲的概念和发育条件扇三角洲发育的重要条件是海、湖岸附近地形高差大，岸上斜坡陡窄，物源近，碎屑物质供应充足。其分布位置常与同沉积期大型断裂带相伴。由于临近物源区，扇三角洲沉积物粒度较粗，为砾石质，分选磨圆差，成分和结构成熟度低。扇三角洲可单独出现，也可以成群分布，平面呈扇形，剖面呈楔形。Holmes&McGowen：由相邻高地进积到安静水体中的冲积扇。Nemee：扇三角洲是由冲积扇作为物源，在活动的扇体与稳定水体交

界地带沉积的沿岸沉积体系。于兴河：以冲积扇为物源而形成的近源砾石质三角洲。122.2扇三角洲环境的划分及沉积相的特点2.2.1水动力特征扇三角洲以陆上沉积作用占优势，海、湖边缘坡度变缓，向水推进一定深度为其特征（WescottandEthridge，1990）。受波浪和潮汐控制的水道分叉、河口坝淤塞和迁移是扇三角洲形态特征的重要控制因素（Kleispehn等，1984）。扇三角洲沉积多以事件性洪流沉积为主体，具有复合型水动力机制，兼具牵引流、碎屑流和浊流沉积的特征。2.2.2沉积物成分和结构特征

由于扇三角洲紧邻基岩物源区，流程短，沉积物受物源区母岩控制，多砂砾混杂，泥质含量高，分选性和磨圆度较差，矿物成分成熟度也较低。另外，沉积物粒度粗也是扇三角洲沉积的重要特点和标志。

扇三角洲分为三个亚相：扇三角洲平原，扇三角洲前缘，前扇三角洲。

（1）扇三角洲平原特征

扇三角洲平原是扇三角洲

陆上部分，通常呈向盆地

方向倾斜的扇形，平原亚

相可分为辫状分流河道和

漫滩沼泽两个沉积微相，沉积特征类似于陆上冲

扇三角洲理想剖面

积扇。

2.2扇三角洲环境的划分及沉积相的特点2.2.3扇三角洲的亚相类型及其特征（2）扇三角洲前缘沉积特征扇三角洲前缘常位于岸线至正常基面之间的较浅水区，是大陆

水流与波浪潮汐相互作用的地带。其为最主要的沉积相带和砂体发育区。河流作用为主的扇三角洲前缘具有湖泊扇三角洲的沉积特点。波浪作用和潮汐作用改造的扇三角洲前缘常伴生发育障壁岛湖沉积特征。三角洲前缘可以分为：1.水下分流河道。2.水下分流河道间。3.河口沙坝。4.前缘席状砂沉积四个微相。在前扇三角洲以及在深水暗色泥岩中可见较粗粒的砂砾。2.2扇三角洲环境的划分及沉积相的特点（3）前扇三角洲沉积特征

前扇三角洲处于浪基面以下的较深水地区，主要由互层的灰绿色，灰黑色泥岩以及泥质粉砂岩、钙质页岩、油页岩等组成。常见粉砂质透镜体夹层。发育水平层理，含有较丰富的介形鱼虫类等化石。2.2扇三角洲环境的划分及沉积相的特点

通常，一个完整的建设型扇三角洲连续的沉积层序自下而上为：前扇三角洲—扇三角洲前缘末端粉、细砂岩—扇三角洲前缘河、含砾砂岩—扇三角

2.3扇三角洲的沉积特点2.3.1垂向层序洲平原砂砾岩和砾岩。扇三角洲平原可以在洪水期间和在风暴间歇期侵蚀海底后的回流过程迅速向海建造。推进作用将会在扇三角洲平原产生从细粒的陆棚砂到粗砾石层的不规则的向上变粗的层序。由于河道迁移产生的扇三角洲沉积层序（Kleinspehnetal，1984）

扇三角洲向陆方向通常以断层为界，是一个由粗碎屑物质组成的楔状或棱柱状沉积体（剖面），平面形态为扇形、叶状或伸长形，向盆地方向变薄变。其形态取决于物源供给条件及扇前缘是否被改造或破坏等条件。

扇三角洲扇体面积一般为几到几十平方公里，有的甚至不到1平方公里。

我国断陷湖盆面积较小，在中、新生代发育的扇三角洲面积一般为30—300平方千米，而正常河流三角洲的规模则是相当惊人的，仅以陆上面积计，我国黄河三角洲达9000平方公里，是世界上现代大三角洲之一。扇三角洲也常成群出现。。2.3扇三角洲的沉积特点2.3.2扇三角洲的形态及面积2.3.3扇三角洲与其它三角洲的区别2.3扇三角洲的沉积特点（1）扇三角洲和河流三角洲有类似之处，即都处于海陆过渡带，具有三层结构；（2）扇三角洲前缘砂体受波浪潮汐改造，说明其位于浪基面以上的浅水带；（3）垂向层序绝大多数呈反旋回，而层理构造显示具有牵引流性质，因此一些人认为扇三角洲属三角洲范畴；又有人认为它的前缘发育不好，不能归入三角洲；也有人称它为沿岸冲积扇（A.D.Miall，1983）。吴崇筠（1993）赞成用扇三角洲这个名词，并将其分为以下两种：①靠山型：扇区小溪出口处就是海（湖），冲积扇直接入水，扇三角洲紧靠山根，扇三角洲平原就是冲积扇。②靠扇形：冲积扇末端水流入湖形成的扇三角洲，扇三角洲平原的顶端靠冲积扇。2.3.4扇三角洲与油气的关系2.3扇三角洲的沉积特点扇三角洲相一般具有粒度粗、厚度大的特点，其前方紧靠生油凹陷区，油源充足，尤其是其前缘部分，砂质粒度适中，具备良好的油气储集条件。例如辽河西部凹陷古近系沙二下段齐欢双扇三角洲（吴崇筠，1993），平面呈扇形，面积约250km2，剖面呈透镜体，最厚处200m。砂层的物性以水下河道砂的前部及其前端的河口砂坝最好，孔隙面孔率达20%。多个类似的扇三角洲砂体并列在西斜坡上，侧向连接成平行于斜坡走向的带状砂带，前方邻近同层的深湖亚相，又紧靠下伏沙三段的深湖亚相，油源充足，成为凹陷中油气最富集地带。目录第一章辫状三角洲的沉积特征第二章扇三角洲的沉积特征第三章辫状三角洲、扇三角洲及正常三角洲的对比分析第四章储层表征方法3.1粗粒三角洲和正常三角洲的区别3.1粗粒三角洲和正常三角洲的区别类型粗粒三角洲正常三角洲供给体系近源河流（冲积扇或辫状平原）长程河流（曲流河）相邻沉积体系阵发性水流、重力流、盆内水体稳定水流、盆内水体沉积物成熟度分选磨圆不好，成熟度低分选磨圆较好，成熟度高沉积结构无典型的二元结构具明显的二元结构形态大小和分布形态小，成群分布形态较大，单独分布3.2扇三角洲和辫状河三角洲的区别3.2.1发育的地质背景类型扇三角洲辫状三角洲古地理环境扇三角洲是冲积扇直接前积进入湖泊内而形成的一种三角洲，主要发育于盆地靠近山前一侧的构造陡坡或高地，地形高差较大，盆缘斜坡较陡辫状三角洲是辫状河注入断陷缓坡型或坳陷陡坡型湖泊形成的三角洲沉积，通常受相对平缓的古隆起、古高地控制。岸上与水下的斜坡坡度较大，湖岸离山麓近，河流短，只发育到辫状河阶段就进入湖水。供源远近

扇三角洲供源为冲积扇，离供源距离近，流程短，冲积扇直接入湖。辫状三角洲供源为辫状河。与扇三角洲相比，与源区有一定距离，流程稍长，河流发育到辫状河阶段后入湖。3.2扇三角洲和辫状河三角洲的区别3.2.2沉积特征类型扇三角洲辫状三角洲沉积结构粒度一般为极粗粒，漂砾岩、砂砾岩和砂泥质砾岩，泥质含量高一般为中、粗粒砂岩、含砾砂岩和细砂岩，泥质含量低分选差，不见粒序中，常见粒序颗粒形态不规则，棱角一次圆次圆-圆沉积相三角洲平原通常发育泥石流、辫状河道等沉积微相类型，河道沉积不发育，河口砂坝不发育由众多的辫状河道或辫状河平原组成，辫状河沉积物河流体系的高度河道化三角洲前缘碎屑流沉积发育，其余相似缺少碎屑流沉积相变化复杂、多、突变简单、少、渐变3.2扇三角洲和辫状河三角洲的区别3.2.2沉积特征类型扇三角洲辫状三角洲砂体性能几何形态及大小楔形及透镜型，数十万平方公里或更小宽厚比高、宽平板状，达数百万平方公里孔隙度渗透率低中-高侧向连续性差较好垂向序列垂向沉积序列以砾岩为主，下部为细粒盆地相，向上为粗粒冲积扇相。垂向沉积序列以砂岩为主，垂向层序是把扇三角洲细粒盆地相和粗粒冲积扇相从中间分开，多了辫状平原层序。沉积构造河道砂体侧向迁移加积而形成的侧积交错层理是辫状三角洲特有的沉积特征。3.2

扇三角洲和辫状河三角洲的区别3.2.3沉积作用及水动力特征它直接受供源冲积扇中水动力充足、沉积物不稳定的水道影响，主要发育片流、碎屑流、辫状沟道沉积，碎屑供应以突发性和间歇性为特征。它有一个非常重要的特点，通常含有一定比例的重力流沉积，包括颗粒流、碎屑流、及泥石流等几种沉积类型，扇三角洲平原上多见泥石流，干旱扇三角洲泥石流更为发育。岩石类型多为细砾岩，砂砾岩，砾状砂岩，含砾砂岩，粗砂岩等。扇三角洲沉积的形成过程，正是山洪暴发提供大量碎屑与间歇期湖泊改造长期综合作用结果。主要为辫状沟道沉积，沉积基本为牵引流搬运，分选相对较好，有一定的磨蚀和分选，砂体中泥质含量少，缺少重力流沉积，辫状三角洲平原上泥石流不发育，岩石类型以含砾砂岩，粗砂岩、中、细砂岩为主夹分流河道间微相泥质沉积。是季节性辫状河流水和湖泊综合作用的结果。扇三角洲

辫状三角洲3.2扇三角洲和辫状河三角洲的区别3.2.4油气储集性能扇三角洲的几何形态及大小、砂体的侧向连续性、孔隙度及渗透率几方面，都不及辫状三角洲。它楔形体较小，岩相常常突变，具大量富杂基的岩相，分选差、泥质含量高，单层砂岩分布范围小，高度的粘土及碳酸盐胶结导致其储集性能差。辫状三角洲具有中等一好的分选性，无杂基的砾岩和砂岩使辫状三角洲具很高的渗透性及孔隙度，加上高度的侧向连续性，使辫状三角洲为烃类勘探的有利目标。扇三角洲

辫状三角洲扇三角洲和辫状三角洲与海或湖相生油层指状接触或接近，且岩性多变，发育具有良好的储集性能的岩性地层圈闭，使他们都可作为有利的潜在烃藏，但是两者之间亦有区别。

目录第一章辫状三角洲的沉积特征第二章扇三角洲的沉积特征第三章辫状三角洲、扇三角洲及正常三角洲的对比分析第四章储层表征方法4.1储层表征概述储层表征概念：定量确定储层的性质、识别地质信息及空间变化的不确定性过程（于兴河，2004）。地质信息包含2个方面内容:（1)储层的几何特性,即储层在空间上的外观形体特征—核心是储层的沉积微相及其在空间上的展布。（2）储层的物理特性,主要是指某一储集体内部物理特征的不均一性—非均质性，重点是分析其内部物性。储层表征的主要研究方法有储层地震学方法、储层沉积学方法、克里金插值方法和储层随机建模,其中储层地震学方法、储层沉积学方法、克里金插值方法属于确定性建模。

确定性建模是对井间未知区给出确定性的预测结果,即从已知确定性资料的控制点(如井点)出发,推测出点间(如井间)确定的、惟一的和真实的储层参数。4.1储层表征概述

与油藏描述区别:油藏描述的核心重在用各种地质与地球物理资料(地震与测井)对油藏进行细致描述,主要建立油藏的静态地质模型。而储层表征主要是应用地质统计学的方法对各种资料进行分析,以建立储层(油藏)的预测模型为目的。因此油藏描述多是确定性建模,而储层表征则多是随机建模（于兴河，2008）。

但是国内外也有很多学者将两者看作同义词,因为两者之间并没有十分截然的界线。4.1储层表征概述4.2确定性建模4.2.1储层地震学方法储层地震学方法就是从已知井点出发,应用地震横向预测技术进行井间参数预测,并建立储层的三维地质模型。它包括三维地震和井间地震方法。

三维地震：应用三维地震资料(主要是利用地震属性参数,如层速度、波阻抗、振幅等),结合井资料和VSP(VerticalSeismicProfiling)资料,可在油藏评价阶段建立油组或砂组规模的储层地质模型,主要确定地层格架、断层特征、砂体的宏观格架及储层参数的宏观展（胡向阳，2001）。它具有覆盖面广、横向采集密度大的优点，但分辨率很低。第五章储层表征方法4.2确定性建模

井间地震基本原理示意图（段宝平等，2010）

井间地震方法：将震源与检波器放置在相邻的2口井中,在目的层内部进行地震波的激发与接收,通过对所记录的地震波的旅行时、振幅和频率等信息的处理,综合测井、地质与地面地震等资料的综合分析,可得到井间地下介质有关物性的空间分布和构造等的精细影像（段宝平，2010）。

优点：信噪比高、分辨率高、解释精度高4.2确定性建模4.2.2储层沉积学方法：

储层沉积学方法主要用于建立储层相模型。建模的主要过程是科学地进行井间砂体对比。井间砂体对比是在沉积模式和单井相分析的基础上进行的。其步骤一般是先应用层序地层学原理,识别并对比反映基准面高频变化的关键面(如洪泛面、海侵冲刷面等)或高频基准面转换旋回,为砂体对比提供等时地层框架。然后,在沉积模式指导下,综合应用岩心、测井甚至地震资料进行砂体对比分析与建模。4.2确定性建模

4.2.3克里金插值方法

它是以变差函数为工具进行井间插值而建立的储层参数模型。核心是根据待估点周围的若干已知信息,应用变差函数对待估点的未知值作出“最优”(即估计方差最小)、“无偏”(即估计值的均值与观测值的均值相同)的估计。缺点：唯一解；为平滑估值，无法模拟储层非均质性；不可输入变量函数。第五章储层表征方法4.3.1随机模型分类

根据研究现象的随机特征,可分为离散模型、连续模型和混合模型；根据模拟单元的特征,可分为基于目标的随机模型和基于象元的随机模型。4.3.2随机建模方法一.以目标物体为模拟单元的方法以目标物体为模拟单元的方法主要描述各种离散性地质特征的空间分布,利用标点过程法(布尔方法)建立离散性模型。

二.以象元为模拟单元的方法主要有：高斯随机域模拟、截断高斯随机域模拟、指示模拟、马尔柯夫随机域模拟、二点直方图法的随机模拟、分形随机域模拟4.3储层随机建模

4.3

储层随机建模4.3.3各种模拟方法的使用条件、优缺点模拟方法变量类型适用条件优点缺点布尔型离散可重复，易描述形态原理简单，计算量少难于忠实实际资料和反映砂体内部非均质性高斯型连续/离散变量必须服从正态分布计算速度快，数学上具有一致性很难考虑间接信息，要求变量服从正太分布指示型连续/离散无具体要求能综合各种信息，十分灵活计算量大，需要推断许多协方差函数模拟退火型连续/离散要构造目标函数能综合各种信息计算量大，不易收敛分形类连续变量具有分形特征快速和经验性强难考虑间接信息4.4

储层建模的原则4.1确定性建模与随机建模相结合的原则为了尽量降低模型中的不确定性,应尽量应用确定性信息来限定随机建模的过程,这就是随机建模与确定性建模相结合的建模思路。4.2等时建模原则应用高分辨率层序地层学原理确定等时界面,并利用等时界面将沉积体划分为若干等时层。4.3相控储层建模原则首先建立沉积相、储层结构或流动单元模型,然后根据不同沉积相的储层参数定量分布规律,分相(砂体类型或流动单元)进行井间插值或随机模拟,进而建立储层参数分布模型。

扇三角洲是冲积扇供源，近物源，行成在陡坡带，单旋回为正韵律，沉积物分选差，一般为棱角状、次圆状，杂基含量高，并且粒度粗，一般以砾岩、含砾砂岩、砂岩为主。以重力流为主，牵引力有限。而辫状三角洲是辫状河供源，物源较近，坡度陡到中等，一般为向上变细的正韵律，沉积物分选中等，一般为次圆状、圆状，杂基含量低，粒度稍粗，一般以细沙—中砂为主，介于扇三角洲和正常三角洲之间，以牵引力为主，重力流较少。结论本文的题目是“辫状三角洲和扇三角洲的沉积特征与储层表征方法”，但是文中没有将两类三角洲的沉积特征与储层表征方法两方面结合起来，两者未能紧密联系，而是孤立的进行介绍。缺点[1]于新河、陈永桥.碎屑岩系的八大沉积作用与其油气储层表征[J].2004，26(6)，517-524.[2]于新河.油气储层表征与随机建模的发展历程及展望[J].地学前缘，2008,15,1-15.[3]钱丽英.扇三角洲和辫状三角洲—两种不同类型的粗粒三角洲[J].岩相古地理，1990，5，55-62.[4]南风.油气储层随机建模的研究和应用进展[J].小型油气藏，2007，4，20-23.[5]薛良清，W.E.Galloway.扇三角洲、辫状河三角洲与三角洲体系的分类[J].

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