一种基于物理模拟的湖盆细粒沉积分布规律及主控因素研究方法

本发明涉及油气地质勘探，特别涉及一种基于物理模拟的湖盆细粒沉积分布规律及主控因素研究方法。

背景技术：

1、物理模拟实验技术是基于水动力学、沉积学和储层地质学之上发展起来的一项碎屑岩储层描述及预测技术，其为沉积学理论创新、油气勘探开发攻关等提供了一种从动态、正演的角度研究问题的技术手段，是其他实验技术无法替代的。

2、湖盆细粒物质沉积动力学过程研究是揭示其形成机理，建立成因模式的基础。针对陆相湖盆细粒沉积的研究，目前国内外学者多集中于细粒物质的组分构成、物质来源、粒度特征、纹层结构等方面的“静态”研究，忽视了湖盆细粒物质在运动过程中沉积动力学、流体动力学变化过程的“动态”研究。这需要进一步结合水槽实验、微观实验观察等手段，来明确细粒沉积岩中各组分的物质来源、沉积过程及相互作用，并探索细粒物质沉积动力学模式。然而，国内针对湖盆细粒沉积实验模拟研究仍处于探索阶段，针对细粒沉积物质搬运—沉积过程的定量模拟研究涉及较少；同时，地质、地球物理研究与物理模拟实验等研究工作相对独立，尚待进一步的结合与完善。这些使得湖盆细粒物质沉积动力学过程及成因机制研究较为薄弱。

3、长江大学从20世纪90年代开始进行沉积物理模拟实验研究，建立了当时亚洲最大的具有活动底板、适用于油气行业的水槽模拟实验装置，即cnpc湖盆沉积模拟实验室。多年来，校内专家以该实验室为依托，开展了系列研究工作，取得了一大批创新成果，使得在该领域处于国内领先水平。近年来，本项目团队也依托相关企业项目开展了三角洲体系、多物源河湖体系、重力流沉积体系、细粒沉积体系等多个物理模拟实验研究(申请人作为主要研究人员参与)，部分研究成果支撑了相关油田的勘探开发，积累了相关的经验和成果。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于物理模拟的湖盆细粒沉积分布规律及主控因素研究方法，开展以下两方面的研究工作：(a)以控制变量对比为原则，开展细粒沉积水槽模拟实验研究，分析不同因素对细粒沉积物搬运过程和沉积的控制作用，进而获取细粒沉积的相关实验参数，为本次湖盆细粒沉积物理模拟实验参数设计提供依据；(b)在相似理论的约束下，开展湖盆细粒沉积物理模拟实验研究，利用沉积模拟实验再现细粒沉积物的搬运-沉积过程，为定量研究其沉积动力学过程及成因机制等提供切实可行的实验依据。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于物理模拟的湖盆细粒沉积分布规律及主控因素研究方法，包括如下步骤：

3、获取目标研究区的地质背景，所述地质背景包括细粒沉积物的物质组成、沉积物粒度等沉积特征和所述研究区古沉积环境；

4、根据所述细粒沉积物的物质组成、沉积物粒度等沉积特征和所述研究区古沉积环境确定实验条件；

5、运用控制变量和比较沉积学方法，分析不同因素对细粒沉积物搬运过程和沉积的控制作用，并根据古沉积环境建立模拟底型；

6、获取细粒沉积的相关实验参数和沉积体并进行处理，揭示湖盆细粒物质沉积动力学过程及成因机制，建立其成因机理综合模式。

7、本发明的进一步设置为：所述细粒沉积物的物质组成、沉积物粒度等沉积特征和所述研究区古沉积环境确定实验条件具体包括：

8、根据所述目标研究区细粒沉积物的沉积特征确定模拟实验设备、模拟实验的加砂信息以及模拟底型；

9、根据所述研究区古沉积环境确定所述模拟实验的加水信息；

10、以控制变量对比为原则，通过改变流体流速、沉积物含量、加砂/泥组成、水体深度、湖水位变化、地形坡度、波浪作用等实验条件变量，开展细粒沉积水槽模拟实验研究。

11、本发明的进一步设置为：所述细粒沉积物特征包括细粒沉积的规模和细粒沉积的岩性特征；

12、所述岩性特征包括岩石类型、矿物组成和岩石粒度分布；

13、所述研究区古沉积环境包括古水深变化特征和水动力条件；

14、所述水动力条件包括水流方式、流量和时间分配；

15、分析不同因素对细粒沉积物搬运过程和沉积的控制作用，进而获取细粒沉积的相关实验参数，为本次湖盆细粒沉积物理模拟实验参数设计提供依据。

16、通过采用上述技术方案，

17、本发明的进一步设置为：根据所述细粒沉积物的沉积特征确定模拟实验设备、模拟实验的加砂信息以及模拟底型具体包括：

18、基于目标研究区所述细粒沉积的规模确定所述的实验设备；基于目标研究区所述细粒沉积物的岩性特征确定所述模拟实验的加砂信息；根据目标研究区所述沉积环境模拟底型的长度、宽度、坡度和材料制备；

19、根据所述研究区古沉积环境确定所述模拟实验的加水信息具体包括：

20、基于所述古沉积环境特征确定所述模拟实验的水动力条件。

21、本发明的进一步设置为：基于所述实验条件再现细粒沉积物的搬运-沉积过程模拟实验，得到实验参数和沉积体具体包括：

22、根据研究区地质条件在模型装置内铺设模拟底型，采用控制变量法和对比原则，通过改变流体流速、沉积物含量、加砂/泥组成、水体深度、湖水位变化、地形坡度、波浪作用等实验条件变量得到实验参数；

23、根据研究区所述的古沉积环境信息，在模拟底型内开展细粒沉积体系沉积模拟实验，得到沉积体。

24、通过采用上述技术方案，

25、本发明的进一步设置为：获取所述细粒沉积的相关实验参数和沉积体并进行处理，揭示湖盆细粒物质沉积动力学过程及成因机制，建立其成因机理综合模式具体包括：

26、获取环形水槽的实验沉积物粒度参数、流体流速参数、沉积物浓度参数等；

27、对底型模拟实验所得沉积体晾干后进行扫描并切片，分别对每一所述小沉积体的横向剖面和纵向剖面进行拍照，得到多张图片；

28、对所有所述图片进行拼接并刻画，根据其沉积现象、岩相组合和分布规律确定细粒沉积岩的分布特征和主控因素。

29、通过采用上述技术方案，

30、本发明的有益效果是：

31、1、本发明以沉积学理论和比较沉积学的原理为指导，以相似性原理和控制变量对比为原则，利用物理模拟实验，结合实际地质背景，揭示湖盆细粒物质沉积动力学过程及成因机制，明确湖盆细粒沉积岩发育和分布的主控因素；

32、2、本发明先获取目标研究区的地质背景，所述地质背景包括细粒沉积物的物质组成、沉积物粒度等沉积特征和所述研究区古沉积环境；再根据所述细粒沉积物的物质组成、沉积物粒度等沉积特征和所述研究区古沉积环境确定实验条件；之后运用控制变量和比较沉积学方法，分析不同因素对细粒沉积物搬运过程和沉积的控制作用，并根据古沉积环境建立模拟底型，进而从正演的角度模拟细粒沉积颗粒的沉积过程；最后获取细粒沉积的相关实验参数和沉积体并进行处理，大大提高了细粒沉积岩分布分析的准确性，更好地满足科研与生产的需求。

技术特征：

1.一种基于物理模拟的湖盆细粒沉积分布规律及主控因素研究方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于物理模拟的湖盆细粒沉积分布规律及主控因素研究方法，其特征在于，所述细粒沉积物的物质组成、沉积物粒度等沉积特征和所述研究区古沉积环境确定实验条件具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于物理模拟的湖盆细粒沉积分布规律及主控因素研究方法，其特征在于，所述细粒沉积物特征包括细粒沉积的规模和细粒沉积的岩性特征；

4.根据权利要求3所述的一种基于物理模拟的湖盆细粒沉积分布规律及主控因素研究方法，其特征在于，根据所述细粒沉积物的沉积特征确定模拟实验设备、模拟实验的加砂信息以及模拟底型具体包括：

5.根据权利要求2所述的一种基于物理模拟的湖盆细粒沉积分布规律及主控因素研究方法，其特征在于，基于所述实验条件再现细粒沉积物的搬运-沉积过程模拟实验，得到实验参数和沉积体具体包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于物理模拟的湖盆细粒沉积分布规律及主控因素研究方法，其特征在于，获取所述细粒沉积的相关实验参数和沉积体并进行处理，揭示湖盆细粒物质沉积动力学过程及成因机制，建立其成因机理综合模式具体包括：

技术总结本发明涉及油气地质勘探领域，公开了一种基于物理模拟的湖盆细粒沉积分布规律及主控因素研究方法，包括如下步骤：获取目标研究区的地质背景，所述地质背景包括细粒沉积物的物质组成、沉积物粒度等沉积特征和所述研究区古沉积环境；根据所述细粒沉积物的物质组成、沉积物粒度等沉积特征和所述研究区古沉积环境确定实验条件，运用控制变量和比较沉积学方法。本发明具有以下优点和效果：以沉积学理论和比较沉积学的原理为指导，以相似性原理和控制变量对比为原则，利用物理模拟实验，结合实际地质背景，揭示湖盆细粒物质沉积动力学过程及成因机制，明确湖盆细粒沉积岩发育和分布的主控因素。技术研发人员：吕奇奇,徐鑫寿,王林,魏思源,刘忠保受保护的技术使用者：长江大学技术研发日：技术公布日：2024/7/23