辫状河三角洲是成因学的定义,指辫状河推进到水体(海、湖)中形成的一种粗碎屑三角洲,是一种粒度介于扇三角洲和正常河流三角洲之间的一种特殊类型。辫状分流平原由单条或多条河流组成。是介于粗碎屑的扇三角洲和细碎屑的正常三角洲之间的类型。辫状河和辫状平原与冲积扇不存在必然的联系,与冲积扇毗连的辫状河冲积平原通常是几十公里甚至上百公里长。辫状河沉积中发现了非常丰富的油气资源,是世界石油科技界研究的重点,在以陆相沉积为主的我国,更是关注的重点。
“辫状河沉积”的特点
辫状河沉积又称网状河沉积、游荡性河沉积。其弯度指数小于1.3,辫状河沉积模式图坡降大,河床不稳定,凸岸坝(边滩)不发育,滨河床沙坝(心滩)发育,宽深比大(>40)的河流的沉积。图为辫状河沉积模式,它表示了滞留沉积、具植被的冲积岛、横向沙坝、出露沙坝核心、出露沙滩和大波痕。其中最低的水平面是坝与河道,最为活跃;最高水平面活动性最差,大都被植物固定下来。
辫状河入水后,携带的砂质由于流速降低而在河口处沉积下来即形成河口坝。辫状河三角洲通常由湍急洪水或山区河流控制,水下分流河道迁移性较强,河口不稳定,难于形成正常三角洲前缘那样的大型河口坝,而与扇三角洲相似,河口坝不发育或规模较小。辫状河三角洲前缘河口坝砂体主要为砂岩,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。我国内蒙高原的岱海就是一个研究现代“辫状河沉积”的良好地域。
“辫状河沉积”的特征
古代辫状河三角洲沉积在我国准噶尔盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、柴达木盆地、渤海湾盆地、四川盆地、松辽盆地等广泛发育,并形成了重要油气田。我国的石油勘探学者和地质工作者们对古代辫状河三角洲进行了大量研究。
每个三角洲朵叶上,虽然大都只有一条河道,但随着不断沉积,河道逐渐变浅,发育到一定程度后,某次大洪水可导致改道,形成新的河道。在三角洲朵叶发育演化过程中,分流河道是在不断改道的,并不断下切侵蚀以前的河道沉积,使不同时期的河道沉积拼合叠置,形成辫状河三角洲平原(及辫状河)特征的拼合板状结构。晚期的河道可切断早期的河道砂(砾)岩体,如果晚期河道突然废弃并充填泥质,可在早期河道砂(砾)岩体上倾方向形成泥岩封堵,从而形成岩性圈闭。即使晚期河道沉积的砂(砾)岩与早期河道砂(砾)岩体接触,由于储集物性不同,也可形成物性圈闭。多期河道的相互切割,可以形成一系列岩性和物性圈闭。尽管不同时期的河道延伸方向有差异,但总体方向基本一致,河道间的夹角通常小于90°,因此这些岩性及物性圈闭大致呈菱形,向下游方向伸长。
三角洲前缘没有水下分流河道,分流河道一入湖即消失。三角洲前缘河口坝与席状滩连片,沿湖岸连续展布,形成滨岸砂滩。辫状河入湖可以形成两种三角洲,即分流河道呈辫状河的三角洲和分流河道呈曲流河的三角洲,前者发育于三角洲形成早期阶段,三角洲平原较小、坡度较大;后者发育于三角洲形成晚期阶段,三角洲平原变大、变平缓,皆呈朵状。早期阶段的辫状河三角洲,分流河道两岸溢岸砂发育,主要为细砂;而晚期阶段则以粉砂和泥为主。三角洲前缘砂体比平原分流河道细,前者以砂质沉积为主,后者以砾质沉积为主。
“辫状河沉积”很容易形成良好的油气储集层,是油气勘探人员们非常关注的沉积。
古代研究最大的缺点是地层精细对比以及微相解释的正确性难以保证,由此建立的沉积模式的正确性难以保证。要真正掌握、理解辫状河三角洲沉积模式,需从现代实例研究入手,“现在是过去的钥匙”。
“辫状河沉积”的研究
为了提高勘探的成功率和开发的预见性,必须首先对油藏的非均质性有较清晰的认识,这就要求对油气藏的几何形态规模、内部结构、储层参数等内容进行全面表征,即油藏描述,而油藏描述的核心内容一储层地质模型正是对储层结构特征及储层参数非均质分布和变化的定量数值表征。
相控地质建模是依据沉积相的展布特征对储层进行约束的随机建模过程,即以平面分布与垂向演化的沉积模式为已知条件,采用数理统计方法,综合应用确定性与随机建模技术来定量表征储集砂体的空间分布,以更加精细地刻画储层非均质性,并为储层预测提供参考依据,最终用实际资料对所建模型进行验证和优选,使得优选模型最后能更好地反映地下砂体的展布特征。
我国陆相盆地碎屑岩储层已动用储量中,河流相储层储量约占53%。东部中新生代含油气盆地已开发油田中,河流相储层的石油地质储量占40%以上,非均质性严重,是陆相地层中剩余油潜力最大的领域。
进入21世纪,储层建模的工作向纵深推进,沉积参数进一步细化,模拟方法也层出不穷,强调地质知识库的建立和完善。我国研究人员迅速吸收和消化国外现代储层表征的理论、方法和技术,将“河流相建筑结构分析方法”应用于野外露头分析和解剖,并针对中国陆相油藏特点开展了一系列卓有成效的工作,应用于胜利油田、大庆油田、长庆油田、大港油田、河南油田等地区。