王夏斌，姜在興，胡光義，范廷恩，范洪軍，何明薇，陳 飛

(1. 中海油研究總院有限責(zé)任公司，北京 100028； 2. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 能源學(xué)院，北京 100083)

0 引 言

淺水三角洲的概念是Fisk等在研究美國密西西比河三角洲時提出的[1]，用于描述發(fā)育于水體較淺、構(gòu)造穩(wěn)定的陸表?；蜊晗莺柚械囊活惾侵?。朱筱敏等研究指出，淺水三角洲是當今及未來中國含油氣盆地研究的主要沉積儲層類型之一，在中國油氣勘探中占重要地位[2]。近年來,淺水三角洲儲層成為研究熱點。操應(yīng)長等分析了濟陽坳陷沙二段淺水三角洲沉積特征[3]；朱筱敏等研究了松遼盆地青山口組淺水三角洲的地震沉積學(xué)響應(yīng)特征[4]；付晶等總結(jié)了鄂爾多斯盆地延長組淺水三角洲分流河道儲層構(gòu)型模式[5]；葉蕾等研究發(fā)現(xiàn)淺水三角洲的形成受控于古構(gòu)造、古地形、古水體、古氣候及古物源等因素[6]；張以明等從地震沉積學(xué)的角度討論了冀中坳陷饒陽凹陷沙一段淺水三角洲的控制因素[7]；鄧慶杰等對松遼盆地泉頭組淺水三角洲河道儲層構(gòu)型特征進行了分析[8]；秦潤森等探討了河控淺水三角洲前緣席狀砂沉積特征及沉積模式[9]；袁丙龍等分析了潿西南凹陷古近系淺水三角洲儲層特征，總結(jié)了淺水三角洲砂體剖面橫向上的切疊式、側(cè)疊式和孤立式及垂向上的深切式、垂疊式和分隔式等6種構(gòu)型樣式，認為平面上砂體以辮狀、交織條帶狀復(fù)合水道為主，水道間發(fā)育小規(guī)模分流間灣[10]；同時，眾多學(xué)者對鄱陽湖、洞庭湖、青海湖等現(xiàn)代湖盆淺水三角洲的沉積特征、內(nèi)部構(gòu)型和控制因素等方面進行研究[11-13]，使淺水三角洲的理論體系進入了新高度。

系統(tǒng)總結(jié)前人研究，淺水三角洲具有以下沉積特征：①發(fā)育規(guī)模大，多期三角洲單砂體平面拼接形成三角洲復(fù)合砂[14]；②三角洲前緣延伸遠，水下分流河道隨湖泊能量改變呈多樣性，沉積速率和水動力能量一般低于正常三角洲，部分延伸至湖盆中心[15]；③發(fā)育緩坡邊緣坡折帶，一般坡度小于0.5°[16]；④湖盆具有敞流、多河流灌入的特點[17]；⑤淺水三角洲以分流河道為主，缺乏正常三角洲的三層結(jié)構(gòu)[18]。通過對現(xiàn)代淺水三角洲沉積的研究，發(fā)現(xiàn)形成淺水三角洲需要淺的古水深、平緩的坡度、充足的物源和穩(wěn)定的構(gòu)造背景等條件。目前，關(guān)于淺水三角洲沉積模式的分類有多種方案，大致分為兩類。第一類是以分流河道的展布形態(tài)作為劃分依據(jù)。例如，樓章華等將淺水三角洲分為席狀、坨狀、枝狀和鳥足狀[19]；賀婷婷等將淺水三角洲按照分流河道河型劃分為非典型辮流河型、非典型曲流河型和過渡型3種基本類型[20]。這種分類方法體現(xiàn)了淺水三角洲的主要特征，但是缺乏定量化參數(shù)。第二類是以淺水三角洲的沉積成因為劃分依據(jù)。例如，張昌民等將淺水三角洲劃分為分支砂壩型和分流水道型兩種類型[21]；鄒才能等依據(jù)供源系統(tǒng)、斜坡坡度和古水深將湖盆三角洲分為9種成因-結(jié)構(gòu)類型[22]；朱筱敏等根據(jù)供源系統(tǒng)的不同將淺水三角洲分為淺水扇三角洲、淺水辮狀河三角洲和淺水曲流河三角洲[23]；吳勝和等將河控淺水三角洲分為分流砂壩型和指狀砂壩型[24]。這種分類方法體現(xiàn)了淺水三角洲的沉積成因，但是沒有體現(xiàn)淺水三角洲主要儲層河道砂體的定量特征，且分類依據(jù)因素單一。目前，淺水三角洲缺乏綜合體現(xiàn)平面形態(tài)、成因機理和內(nèi)部構(gòu)型等多因素關(guān)系的定量分類方案。

本文依據(jù)對淺水三角洲衛(wèi)星影像、航拍照片、現(xiàn)代沉積考察、探地雷達(GPR)資料的分析測量，并以渤海南部海域BZ25-1油田新近系明化鎮(zhèn)組下段為例進行解剖，將前人的分類綜合分析后，引入定量參數(shù)并提出了一種新的淺水三角洲分類系統(tǒng)，試圖解決以往分類的不足，以期深化對淺水三角洲形成機制、發(fā)育類型及分布規(guī)律的認識，并為中國淺水三角洲地層巖性油氣藏的勘探提供參考。

1 淺水三角洲分流河道河型劃分

通過衛(wèi)星影像和航拍照片觀察現(xiàn)代沉積的地貌特征并加以歸納分析，可以有效指導(dǎo)沉積類型的劃分[25-26]。本次研究首先利用谷歌地球(Google Earth)、微軟虛擬地球(Microsoft Virtual Earth)、地球相冊(Panoramio)等軟件平臺，對美國密西西比河三角洲，俄羅斯勒拿河三角洲、奧莫洛伊河三角洲，委內(nèi)瑞拉奧里諾科河三角洲，中國青海湖布哈河三角洲、鄱陽湖贛江三角洲等著名現(xiàn)代三角洲的衛(wèi)星影像和航拍照片進行觀察研究。在衛(wèi)星影像上，三角洲呈一個倒三角網(wǎng)狀幾何形態(tài)，主干分流河道是淺水三角洲最容易觀察到的現(xiàn)象，也是淺水三角洲最重要的沉積體系。三角洲分流河道有頻繁改道、多級分匯的特點。部分三角洲分流河道以分流作用為主，各叉道之間明顯分開，相距較遠，位置相對固定穩(wěn)定，叉道之間一般不交匯。部分三角洲分流河道既有分流作用又有匯流作用，多次分叉和匯聚使各河道頻繁交錯，河道穩(wěn)定性差，遷移迅速，具有游蕩性，河道沙壩位置不固定，天然堤和河漫灘不發(fā)育。同時，衛(wèi)星影像上難以辨識清楚水上和水下分流河道，考慮到由于氣候變化、湖平面頻繁升降和三角洲進積，水上和水下分流河道不斷轉(zhuǎn)換，但其在沉積模式上又具有相似性，區(qū)分意義不大。因此，本文將不對水上和水下分流河道進行區(qū)分，統(tǒng)稱為分流河道。

分流河道彎曲指數(shù)是指河道長度與河谷長度之比。參照河流劃分標準，彎曲指數(shù)小于1.5的為低彎度河，大于1.5的為高彎度河，1.5為臨界值。根據(jù)分流河道彎曲指數(shù)，可將淺水三角洲進一步劃分為4種類型，即彎曲指數(shù)小于1.5的分叉平直河三角洲(Distributary Straight River Delta)和分匯辮狀河三角洲(Barrier Braided River Delta)、彎曲指數(shù)大于1.5的分叉曲流河三角洲(Distributary Meandering River Delta)和分匯曲流河三角洲(Barrier Meandering River Delta)(表1)。

表1 淺水三角洲分類方案

1.1 分叉平直河三角洲

分叉平直河三角洲的特征是：m=5，n=1，K=5，分流河道分叉參數(shù)大于1，且彎曲指數(shù)小于1.5。美國密西西比河三角洲是典型的分叉平直河三角洲[27]。此類三角洲河道以分流作用為主，河道平直，彎曲度小，叉道之間明顯分開且不交匯，相距較遠，位置相對固定，呈“鞋帶狀”。分叉河道的沉積以穩(wěn)定的垂向加積作用為主，河道穩(wěn)定使天然堤和河漫灘十分發(fā)育。分叉平直河三角洲類似于河控三角洲中的鳥足狀三角洲(圖1)。

圖1 美國密西西比河三角洲衛(wèi)星影像和航拍照片F(xiàn)ig.1 Satellite Imagery and Aerial Photo of Mississippi River Delta in USA

這類三角洲分流點的形成是地形發(fā)生變化后，河道內(nèi)水體對堤壩的沖擊方向和沖擊力發(fā)生變化造成的。堤壩決口會形成新的水道，決口點成為分流點。主河道的不斷分叉形成分叉河道，分叉河道水體沖破堤壩形成更小層次的分叉河道，最后形成枝狀三角洲。在分流作用過程中，由于徑流量減小，水動力減弱，沉積物粒度減小，河道寬度變小，所形成的砂體寬度也逐漸變小，單一河道砂體厚度也相對減小?？傮w上，分叉平直河三角洲砂體寬厚比較小，河道兩側(cè)的天然堤穩(wěn)定發(fā)育，分叉河道位于砂體的中間近乎對稱狀態(tài)。

1.2 分叉曲流河三角洲

分叉曲流河三角洲的特征是：m=5，n=1，K=5，分流河道分叉參數(shù)大于1，且彎曲指數(shù)大于1.5。俄羅斯北部勒拿河三角洲是典型的分叉曲流河三角洲[28]。這類三角洲的河道以分流作用為主，彎曲指數(shù)大，側(cè)向侵蝕和加積作用明顯，使分叉河道河床向凹岸遷移，凸岸形成點壩或邊灘。分叉曲流河三角洲發(fā)育在廣闊的分流平原上，綢帶狀的曲流帶、廢棄河道和點壩是主要的砂體類型，通常點壩規(guī)模要小于河流相曲流河點壩的規(guī)模。分叉曲流河三角洲類似于河控三角洲中的朵狀三角洲(圖2)。

圖2 俄羅斯勒拿河三角洲衛(wèi)星影像和航拍照片F(xiàn)ig.2 Satellite Imagery and Aerial Photo of Lena River Delta in Russia

從沉積特征分析，分叉曲流河三角洲與分叉平直河三角洲最大的區(qū)別是點壩砂體和廢棄河道十分發(fā)育，沉積過程以側(cè)積作用為主。分叉河道頻繁擺動形成復(fù)合點壩，與曲流帶形成“二元結(jié)構(gòu)”，廢棄河道則代表點壩的結(jié)束，同時也是點壩邊界。各河道呈現(xiàn)出由主河道不斷向前分散的狀態(tài)，早期形成的點壩又會受到晚期河道的切割、沖刷，使點壩呈現(xiàn)娥眉狀。

魚和肉已經(jīng)成為美國過敏哮喘和免疫學(xué)學(xué)會指定的食物過敏因素之一，因此很多專家建議，寶寶滿1歲后再吃魚比較合適，此時的免疫系統(tǒng)和消化系統(tǒng)雖未成熟，但已初步完善，更容易接受魚和肉。

1.3 分匯曲流河三角洲

分匯曲流河三角洲的特征是：m=2，n=2，K=1，分流河道分叉參數(shù)約等于1或略大于1，即河道既有分流作用又有匯流作用，且彎曲指數(shù)大于1.5。俄羅斯北部奧莫洛伊河三角洲是典型的分匯曲流河三角洲[29]。這類三角洲往往發(fā)育于坡度較緩但地貌較為局限的地區(qū)。三角洲平原上的分流河道彎曲度大，河道側(cè)向遷移頻繁。由于地貌局限，河道又不斷分流匯流，使早期形成的點壩砂體不斷受到晚期河道的切割、沖刷、疊加連片，最終形成分流點壩砂體(圖3)。

圖3 俄羅斯奧莫洛伊河三角洲衛(wèi)星影像和航拍照片F(xiàn)ig.3 Satellite Imagery and Aerial Photo of Omoloy River Delta in Russia

從沉積特征分析，分匯曲流河三角洲發(fā)育分流點壩、廢棄河道、泛濫平原等沉積微相。其中，分流點壩是這類三角洲最主要的沉積砂體，平面上呈大致鏡像對稱的柳葉狀或葫蘆狀，剖面上表現(xiàn)為側(cè)積的特點，且側(cè)積界面基本平行于河道沉積。對稱的多組河道所形成的側(cè)積層在剖面上也呈鏡像對稱的雁列式特征。

1.4 分匯辮狀河三角洲

分匯辮狀河三角洲的特征是：m=5，n=4，K=1.25，分流河道分叉參數(shù)約等于1或略大于1，即河道既有分流作用又有匯流作用，且彎曲指數(shù)小于1.5。委內(nèi)瑞拉奧里諾科河三角洲是典型的分匯辮狀河三角洲[30]。這類三角洲通常發(fā)育于坡降較大的地帶，在整個三角洲平原上發(fā)育多條沖積河道和分流砂壩。河道時分時合，被分流砂壩隔開(圖4)。

圖4 委內(nèi)瑞拉奧里諾科河三角洲衛(wèi)星影像和航拍照片F(xiàn)ig.4 Satellite Imagery and Aerial Photo of Orinoco River Delta in Venezuela

從沉積特征分析，分匯辮狀河三角洲發(fā)育分流砂壩、分流河道等沉積微相，由于多河道泄洪作用顯著，堤岸和溢岸沉積發(fā)育不明顯。分流砂壩是這類三角洲最主要的沉積砂體，平面上呈現(xiàn)豆莢狀或菱形，是河道向三角洲前緣推進過程中，發(fā)生垂向加積而形成的，與辮狀河中的心灘沉積特征類似。在洪泛事件末期，由于洪水能量衰減，在砂壩頂部可加積細粒的懸浮物質(zhì)，巖性細，多為粉砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)沉積，呈穹窿狀，被稱為落淤層。

2 現(xiàn)代淺水三角洲探地雷達實測

現(xiàn)代沉積是同類型古代沉積的一種跨時空再現(xiàn)，因此，研究現(xiàn)代沉積特征對于了解還原古代沉積現(xiàn)象具有借鑒意義。通過現(xiàn)代沉積建立合理的原型模型，表征實例區(qū)儲層構(gòu)型，使地下地質(zhì)研究不是“管窺蠡測”，而是“以微知著”。近年來，探地雷達作為針對淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)高精度成像的技術(shù)手段，在建立地質(zhì)模型的工作中越來越受到關(guān)注[31]。

探地雷達是一種地球物理探測工具。它通過發(fā)射天線向地下發(fā)送高頻電磁波，當電磁波遇到存在電性差異的目標體，發(fā)生反射并返回地面由天線接收[32]。在數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，根據(jù)接收到的雷達波參數(shù)分析地下地質(zhì)體的形態(tài)、規(guī)模、方向及相互關(guān)系，達到對地質(zhì)體精細描述并建立模型的目的。探地雷達探測距離小，但在淺層(<20 m)探測精度高[33-35]。本次研究為了提供分叉平直河三角洲、分叉曲流河三角洲、分匯曲流河三角洲和分匯辮狀河三角洲的地下原型模型，引進探地雷達技術(shù)，通過類比優(yōu)選青海湖泉吉河三角洲、沙柳河三角洲、布哈河三角洲和鄱陽湖贛江三角洲為原型模型研究區(qū)，并結(jié)合研究區(qū)探槽剖面，完善淺水三角洲分類系統(tǒng)的沉積模式，并建立相應(yīng)的三維構(gòu)型模式。本次研究采用TerraSIRch SIR 3000型探地雷達設(shè)備，測量頻率為400 MHz，探測深度為15 m左右，縱向分辨率為2 cm，對于研究淺水三角洲沉積體內(nèi)部構(gòu)型特征是可行的。

2.1 原型模型選取及測量

優(yōu)選原型模型是利用探地雷達表征地質(zhì)結(jié)構(gòu)的第一步。青海湖和鄱陽湖分別是中國最大的咸水湖和淡水湖，湖泊周圍水系發(fā)育，三角洲發(fā)育較好。通過衛(wèi)星影像觀察、類比和實地踏勘，選取了青海湖布哈河三角洲、沙柳河三角洲、泉吉河三角洲和鄱陽湖贛江三角洲4個目標區(qū)(圖5)。這4個目標區(qū)可以較好地體現(xiàn)分叉平直河三角洲、分叉曲流河三角洲、分匯曲流河三角洲和分匯辮狀河三角洲類型。本次研究采集了青海湖泉吉河三角洲、沙柳河三角洲和布哈河三角洲3個目標區(qū)54條探地雷達測線，測線總長度為6 152 m；鄱陽湖贛江三角洲1個目標區(qū)19條探地雷達測線，測線總長度為1 948 m。

圖5 中國青海湖泉吉河、沙柳河、布哈河三角洲及鄱陽湖贛江三角洲位置Fig.5 Locations of Quanji River, Shaliu River, Buha River Deltas in Qinghai Lake and Ganjiang Delta in Poyang Lake of China

青海湖泉吉河三角洲(分叉平直河三角洲)位于青海湖西北岸剛察縣境內(nèi)。目標區(qū)比青海湖湖平面海拔(3 198 m)高5～6 m，水系呈羽狀分布，有較發(fā)育的天然堤和較固定的分流河道，河道平直，彎曲度低。1號目標(IL1測線)最大跨度約138 m，2號目標(IL8測線)最大跨度約130 m。針對測量對象，共布控主測線和聯(lián)絡(luò)測線19條[圖6(a)、7]。

青海湖沙柳河三角洲(分叉曲流河三角洲)位于青海湖北岸剛察縣境內(nèi)。目標區(qū)比青海湖湖平面海拔高3～7 m，河道彎曲度大，側(cè)向侵蝕現(xiàn)象明顯，點壩發(fā)育。西側(cè)河道所形成的點壩跨度約65 m；中間河道所形成的點壩跨度約70 m。針對測量對象，共布控主測線和聯(lián)絡(luò)測線10條[圖6(b)、8]。

青海湖布哈河三角洲(分匯曲流河三角洲)位于青海湖西岸剛察縣和共和縣分界處。目標區(qū)比青海湖湖平面海拔高3～8 m，河道彎曲度大，水系大致呈角錐狀射流入湖。1號目標跨度約120 m；2號目標(IL7測線)跨度約218 m。入湖處河道曲折交匯。針對測量對象，共布控主測線和聯(lián)絡(luò)測線25條[圖6(c)、9]。

鄱陽湖贛江三角洲(分匯辮狀河三角洲)位于鄱陽湖西南岸南昌市新建區(qū)。目標區(qū)比鄱陽湖湖平面海拔(10 m)高2～3 m，河道平直且分匯現(xiàn)象明顯，分流砂壩發(fā)育。1號目標(IL3測線)最大跨度約210 m；2號目標(IL9測線)最大跨度約80 m。針對測量對象，共布控主測線和聯(lián)絡(luò)測線19條[圖6(d)、10]。

圖6 中國青海湖泉吉河、沙柳河、布哈河三角洲和鄱陽湖贛江三角洲照片F(xiàn)ig.6 Photos of Quanji River, Shaliu River, Buha River Deltas in Qinghai Lake and Ganjiang Delta in Poyang Lake of China

探地雷達錄取的數(shù)據(jù)必須經(jīng)處理和標定后才能解釋分析。本次數(shù)據(jù)處理首先利用三角洲與湖平面的海拔高差消除地層起伏的干擾，之后進行距離歸一化、表面規(guī)范化、時間零點校正、預(yù)測反褶積、偏移、靜校正等一系列處理，消除多次波、系統(tǒng)噪聲、自然電磁干擾等雜波和噪音的影響；其次，對探地雷達資料標定，賦予電測信號地質(zhì)意義；通過時深轉(zhuǎn)換可以初步得到地層深度與時間的關(guān)系；在此基礎(chǔ)上，在剖面地質(zhì)特征明顯處(如點壩側(cè)積層發(fā)育處)的主干測線上設(shè)計探槽可進行準確標定。本次研究在青海湖布哈河三角洲IL7測線南側(cè)河道邊緣處設(shè)計了一個長方體探槽Ⅰ(長為4.0 m，寬為1.5 m，高為2.5 m)；同樣，在鄱陽湖贛江三角洲IL3測線中段設(shè)計了一個長方體探槽Ⅱ(長為4.0 m，寬為1.5 m，高為1.5 m)，探槽長邊方向垂直河道走向。探槽Ⅰ中泥質(zhì)側(cè)積層發(fā)育穩(wěn)定，為單向斜插的楔形泥巖傾向廢棄河道，與探地雷達剖面對應(yīng)關(guān)系良好；根據(jù)探槽剖面所對應(yīng)探地雷達剖面位置的層位標定，最終獲得了較為準確的標定結(jié)果和時深轉(zhuǎn)換關(guān)系，即1 ns≈0.05 m[圖11(a)]。探槽Ⅱ中可見近水平的泥質(zhì)落淤層，與砂巖層呈薄層交互狀；根據(jù)探地雷達剖面層位標定，其時深轉(zhuǎn)換關(guān)系為1 ns≈0.05 m[圖11(b)]。

2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)解剖及控制因素

2.2.1 分叉平直河三角洲

從平面上看，分流河道以分叉作用為主，單河道呈平直的條帶狀，河道間為泛濫平面沉積。選取該目標區(qū)探地雷達IL8測線剖面解釋成果進行細致分析。剖面近對稱，河道內(nèi)為水平式的垂向加積充填。靠近河道為楔狀體沉積，為河道邊緣天然堤沉積；河道間為溢岸沉積，呈水平狀。根據(jù)平剖互動解釋成果，分叉平直河三角洲主要發(fā)育的沉積微相有分流河道、天然堤、河漫溢岸砂和湖泊等。

分流河道是分叉平直河三角洲最主要的砂體，寬度約幾十米，具有較小的寬厚比。根據(jù)探地雷達剖面，分流河道砂體的形成以垂向加積作用為主，其內(nèi)部有垂積層形成的隔夾層。水平狀垂向加積充填是由于沉積時水動力持續(xù)較強，分流河道內(nèi)部細粒沉積物不發(fā)育。天然堤是分流河道攜帶的細粉砂巖溢出河道沿岸堆積形成，將河道與河漫灘分開，平面上為條帶狀，剖面上為近河道側(cè)陡、遠河道側(cè)緩的楔狀體。分叉平直河三角洲天然堤巖性細，以粉砂巖為主，偶見小型交錯層理、水平波狀層理、上攀層理等。河漫溢岸砂是洪水期水漫溢出河床形成的，巖性以泥質(zhì)粉砂巖為主，距分流河道越遠粒度越細，見波狀層理、水平層理(圖7)。

2.2.2 分叉曲流河三角洲

從平面上看，分叉曲流河三角洲河道以分叉作用為主，分流河道彎曲度大，凸岸發(fā)育邊灘。選取該目標區(qū)探地雷達IL3測線分析剖面特征。在河道凸岸一側(cè)，剖面上明顯可見多個側(cè)積層，呈平行分布，這與分叉平直河三角洲明顯不同。分叉曲流河三角洲分流河道砂體的發(fā)育不再以垂向加積作用為主，而是以側(cè)向加積作用為主，發(fā)育點壩砂體。側(cè)向加積充填分流河道，在其內(nèi)部可見側(cè)向增生體，傾角為15°左右。分叉曲流河三角洲發(fā)育的主要沉積微相類型有分流河道、邊灘、泛濫平原、湖泊等。

分叉曲流河三角洲分流河道由于河道彎曲度大，常發(fā)生截彎取直和河道廢棄的現(xiàn)象。未廢棄河道水流為單向環(huán)流螺旋式前進，因此，河道呈不對稱狀，凸岸一側(cè)較緩，凹岸較陡。河道底部為砂礫巖的滯留沉積，頂部是廢棄后沉積的細粒巖，呈正韻律旋回。點壩是分叉曲流河三角洲的主要砂體，是曲流河道側(cè)向加積形成的，內(nèi)部由多個呈疊瓦狀排列的側(cè)積體組成。側(cè)積體的規(guī)模取決于平原環(huán)境背景及水動力條件，其在平面上呈娥眉形，剖面上為楔狀，其巖性為分選好的砂巖，單一側(cè)積體厚度約3 m。每個側(cè)積體之上會披覆一層間洪期的泥質(zhì)夾層，稱為側(cè)積層。側(cè)積層巖性主要是有機淤泥和黏土質(zhì)粉砂等細粒沉積物，在剖面上呈斜插的泥楔，厚度約幾十厘米。側(cè)積層分布于點壩上部2/3處，往往會對流體流動形成滲流屏障(圖8)。

圖8 沙柳河三角洲探地雷達測線、沉積模式及IL3測線剖面解釋Fig.8 GPR Line, Sedimentary Model and Profile Interpretation of IL3 Line of Shaliu River Delta

2.2.3 分匯曲流河三角洲

從平面上看，分匯曲流河三角洲河道彎曲，既有分流作用又有匯流作用，分流作用和匯流作用形成了一個分流點壩。分流點壩是由曲流河道不斷分流、匯流使點壩砂體相互切割連片而形成的。選取該目標區(qū)探地雷達IL7測線細致分析剖面特征。剖面整體呈鏡像對稱關(guān)系。由于“蝕凹增凸”的側(cè)積作用，分流點壩內(nèi)形成雁列式的斜夾層。分匯曲流河三角洲發(fā)育的沉積微相主要有分流河道、分流點壩、泛濫平原等。

分匯曲流河三角洲分流河道彎曲度大，分叉合并頻繁，形成“曲流環(huán)”特征。河道水動力特征為單向橫向環(huán)流，因而在凸岸不斷側(cè)積形成點壩。分流點壩是曲流河道側(cè)積的點壩被河道切合包圍形成的。一個分流點壩由多個側(cè)積體組成，一個側(cè)積體是一次洪水事件所形成的等時側(cè)向加積沉積單元，分別傾向于兩側(cè)的河道，平面上呈對稱的彎月形排列，剖面上呈對稱的疊瓦狀分布。洪水期細粒沉積物披覆在側(cè)積體表面形成側(cè)積層。側(cè)積層在剖面上多呈斜列式，平面上呈弧形，厚約幾十厘米。由于側(cè)積層的遮擋，往往在側(cè)積體頂部存留大量剩余油(圖9)。

圖9 布哈河三角洲探地雷達測線、沉積模式及IL7測線剖面解釋Fig.9 GPR Line, Sedimentary Model and Profile Interpretation of IL7 Line of Buha River Delta

2.2.4 分匯辮狀河三角洲

從平面上看，分匯辮狀河三角洲河道順直，既有分流作用又有匯流作用，分流作用和匯流作用形成一個分流砂壩。這類分流砂壩是在對稱橫向雙環(huán)流水動力條件下形成的，類似于辮狀河道中的心灘沉積。此類三角洲由于河道平直且頻繁分叉交匯，洪水期支流有泄洪作用，所以一般不發(fā)育河漫沉積。選取該目標區(qū)探地雷達IL3測線分析剖面特征。剖面呈鏡像對稱關(guān)系，分流河道深度約3 m。河道中間為分流砂壩，底平頂凸，內(nèi)部為穹窿式，以垂向加積作用為主。分匯辮狀河三角洲發(fā)育的沉積微相主要有分流河道、分流砂壩等。

分匯辮狀河三角洲的分流河道為低彎度河道，河道淺，改道頻繁，時分時匯，游蕩不定，流速急。由于河道游蕩不固定，所以堤岸亞相不發(fā)育。此類河道屬于季節(jié)性河道，洪水期搬運能力和負載能力大。巖性以砂巖為主，夾層規(guī)模小。沉積構(gòu)造主要有平行層理、槽狀交錯層理和波狀層理。分流砂壩是分匯辮狀河三角洲的主要砂體，平面上呈方片狀；巖性以含礫粗—中細砂巖為主，顏色為淺灰色，發(fā)育交錯層理、平行層理；結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)均質(zhì)韻律和正韻律；沉積作用以垂向加積作用為主，發(fā)育垂積體、落淤層等內(nèi)部結(jié)構(gòu)。垂積體是洪水期攜帶的粗碎屑物質(zhì)沉積，以中—細砂巖為主；垂積體之間由厚度不一的落淤層隔開，向上垂積體厚度逐漸變小，落淤層發(fā)育的頻率增大。落淤層是在洪泛事件結(jié)束后，由洪水攜帶的大量細粒物質(zhì)在分流砂壩落淤而成，是洪峰波動過程中憩水期的懸浮質(zhì)落淤加積產(chǎn)物。這類夾層巖性以泥巖或泥質(zhì)粉砂巖為主，通常很薄。在分流砂壩內(nèi)分布相對穩(wěn)定，為非滲透性遮擋層，對流體運移影響大，剩余油富集于落淤層下方垂積體的頂部(圖10)。

圖11 布哈河三角洲IL7測線南側(cè)探槽Ⅰ和贛江三角洲IL3測線中段探槽Ⅱ照片F(xiàn)ig.11 Photos of Trench Ⅰ in the Southern IL7 Line of Buha River Delta and Trench Ⅱ in the Middle IL3 Line of Ganjiang Delta

2.2.5 控制因素

影響不同淺水三角洲類型的主要因素，從本質(zhì)上來說，就是影響分流河道下蝕(底蝕)作用和側(cè)蝕(旁蝕)作用的因素。河流下蝕的原因主要包括以下3個方面：①順坡而下的水流垂直向下的運動分量大小，坡度越陡，下蝕能力越強；②在河底滾動和跳躍的礫、砂含量，礫、砂不斷撞擊河底，侵蝕河床，河流中所搬運的滾動、跳躍主體含量越高，其下蝕能力越強；③侵蝕基準面的高低，河流入湖下蝕深度的下限是湖平面，湖平面向大陸的引伸為侵蝕基準面，隨著湖平面(侵蝕基準面)的降低，河流的下蝕能力增強。而河流側(cè)蝕的原因則主要包括以下兩個方面：①波狀河流彎道處由于慣性作用而產(chǎn)生的離心力，使河流凹岸侵蝕，沉積物在凸岸發(fā)生堆積；②科里奧利效應(yīng)，即在河流彎道處，離心力和科里奧利力同時作用，對河岸進行侵蝕，彎道離心力和科里奧利效應(yīng)導(dǎo)致凹岸不斷侵蝕，凸岸不斷沉積，使河道不斷彎曲。

3 砂體對比應(yīng)用

建立地質(zhì)模式的目的是指導(dǎo)地下實例區(qū)地質(zhì)特征表征。運用本文提出的淺水三角洲模式，可以合理地進行儲集層砂體對比，掌握砂體的連通情況，解決油田開發(fā)過程中遇到的地質(zhì)問題。

以渤海南部海域BZ25-1油田新近系明化鎮(zhèn)組(Nm)下段為例，調(diào)研前人的研究成果發(fā)現(xiàn)，明化鎮(zhèn)組下段為以淺水三角洲分流河道為主的巖性油藏，砂體橫向變化快，非均質(zhì)性強，儲層分布規(guī)律不清楚[36-37]。通過提取砂層組的地震屬性圖，根據(jù)圖像表達出來的形態(tài)，捕捉河道及點壩等儲層構(gòu)型單元的形態(tài)，從而判斷所屬淺水三角洲的類型。根據(jù)現(xiàn)代沉積特征所建立的沉積模式，建立解釋模型，可以有效地指導(dǎo)砂體間小層對比及隔夾層分布分析。

首先，提取研究區(qū)明化鎮(zhèn)組下段4油層組2小層(NmⅣ2)和1小層(NmⅣ1)砂層組的均方根振幅，應(yīng)用地層切片技術(shù)，從切片中可以清楚地識別出河道砂體發(fā)育區(qū)。NmⅣ2時期是低位體系域早期，湖平面上升較慢，沉積物供給充沛，河道水動力強，側(cè)向遷移迅速，分流河道砂體彼此交叉?zhèn)认蚪M合而呈交織條帶狀，河道間分流點壩發(fā)育。根據(jù)淺水三角洲分流河道特征，將這個時期的三角洲歸入分匯曲流河三角洲[圖12(a)]。NmⅣ1時期湖平面上升，沉積物供給相對減小，分流河道的側(cè)向擺動遷移能力降低。其具體表現(xiàn)為河道數(shù)量減少，延伸較短且彎曲度小，分流砂壩發(fā)育。根據(jù)分流河道特征，將這個時期的三角洲歸入分匯辮狀河三角洲[圖12(b)]。

圖12 渤海南部海域BZ25-1油田NmⅣ2和NmⅣ1砂層組均方根屬性Fig.12 Root Mean-square Amplitude Attributes of NmⅣ2 and NmⅣ1 Sand Groups in BZ25-1 Oilfield of South Bohai

根據(jù)淺水三角洲儲層構(gòu)型模式分類，分匯曲流河三角洲內(nèi)部隔夾層為側(cè)積層，分匯辮狀河三角洲內(nèi)部隔夾層為垂積層(落淤層)。對1、2、3、4、5等5口開發(fā)井的井間隔夾層分布進行分析對比，得出NmⅣ2時期井間為側(cè)積隔夾層，NmⅣ1時期井間為垂積(落淤)隔夾層。由于側(cè)積層的遮擋，往往在側(cè)積體頂部存留剩余油，是NmⅣ2砂層組進一步挖潛的目標；落淤層下垂積體的頂部也是尋找剩余油的有利目標，是NmⅣ1砂層組進一步挖潛的方向(圖13)。

VSP為自然電位；R0.5為0.5 m處電阻率；NmⅣ1和NmⅣ2砂層組的連井剖面位置見圖12圖13 1—2—3—4—5連井隔夾層對比分析Fig.13 Contrastive Analysis of Interbeds in Wells 1-2-3-4-5

4 結(jié) 語

(1)陸相湖盆淺水三角洲由于湖平面的頻繁變化，可以將水上與水下分流河道統(tǒng)一進行研究。根據(jù)典型淺水三角洲的衛(wèi)星影像、航拍照片和野外考察，引入分流河道分叉參數(shù)與彎曲指數(shù)兩個表征參數(shù)，將淺水三角洲分為4種類型，分別為分叉平直河三角洲、分叉曲流河三角洲、分匯曲流河三角洲和分匯辮狀河三角洲。

(2)通過對青海湖泉吉河三角洲、沙柳河三角洲、布哈河三角洲和鄱陽湖贛江三角洲的探地雷達測量，建立了分叉平直河三角洲、分叉曲流河三角洲、分匯曲流河三角洲和分匯辮狀河三角洲的沉積構(gòu)型模式。其中，分叉平直河三角洲為水平的垂積模式，分叉曲流河三角洲為平行的側(cè)積模式，分匯曲流河三角洲為對稱的側(cè)積模式，分匯辮狀河三角洲為穹窿式的垂積模式。

(3)影響不同淺水三角洲類型的主要因素是分流河道下蝕作用和側(cè)蝕作用的強度。河流下蝕的控制因素主要是坡度、沉積物粒度和侵蝕基準面；河流側(cè)蝕的控制因素主要是離心力和科里奧利效應(yīng)。

(4)渤海南部海域BZ25-1油田新近系明化鎮(zhèn)組下段NmⅣ2和NmⅣ1砂層組發(fā)育淺水三角洲沉積。其中，NmⅣ2時期為低位域早期，發(fā)育分匯曲流河三角洲，河道間為側(cè)積隔夾層；NmⅣ1時期發(fā)生湖進，發(fā)育分匯辮狀河三角洲，河道間為垂積(落淤)隔夾層。

(5)淺水三角洲河道沉積分類模式的優(yōu)點在于：實現(xiàn)了淺水三角洲分類的定量化；囊括了傳統(tǒng)淺水三角洲分類的所有類型，并提出了幾種新的類型；可以更好地描述三角洲砂體平面形態(tài)和儲層內(nèi)部結(jié)構(gòu)；與河流分類系統(tǒng)具有對應(yīng)關(guān)系，體現(xiàn)了三角洲和河流成因上的關(guān)系，形成統(tǒng)一的河流-三角洲分類系統(tǒng)。