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不考虑“盆地充填”的模拟参数

时间:2022-01-26 励志故事 版权反馈
【摘要】:不考虑“盆地充填”条件下,图4-2中湖平面值相对原型整体下降,且随着时间的迁移,充填叠加效应所导致的湖平面下降幅度逐步增大。
不考虑“盆地充填”的模拟参数_陆内克拉通盆地“

4.1 不考虑“盆地充填”的模拟参数

第3章地质模型的湖平面变化曲线源于鄂尔多斯盆地的实际资料中,该湖平面曲线已经考虑了沉积物注入造成的影响,为一条综合变化曲线。为了获取不考虑“盆地充填”的湖平面变化模拟参数,需要将注入沉积物体积产生的“等体积”湖盆水体上升的这部分影响给逐步回剥,消除“盆地充填”(沉积物注入)造成湖平面上升的影响。

4.1.1 物理模拟方案及参数

考虑“盆地充填”的影响,主要调整参数为湖水位。在原型模拟的基础上,使用内循环水流,选定固定时间段(0.5Ma)从湖盆中取出同期注入砂体体积的水体,并观察记录前后湖平面变化值,作为“盆地充填”前后水位的校正值;使用已校正的湖水位值,调整后侧额外水源的流量,保持水位均匀变化,进行不考虑“盆地充填”情况的沉积模拟。其中调整后的实验条件及水动力参数如表4-1所示。

表4-1 不考虑“盆地充填”的实验条件及水动力参数表

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4.1.2 计算机模拟参数

通过第一阶段的沉积物理模拟,提取“盆地充填”前后的湖平面校正值曲线如图4-1所示,对原型中湖平面曲线进行校正,获取不考虑“盆地充填”条件下的湖平面变化曲线,并保持其他地质参数不变,设置不考虑“盆地充填”的模拟参数如图4-2所示。

对于封闭的陆相盆地,其充填过程可分为3个阶段:欠充填(underfilled)、平衡充填(balance fill)、过充填阶段(overfilled)(Carroll and Bohacs,1999)。此次模拟为陆内克拉通盆地处于欠充填阶段,根据物质平衡(mass balance)原理,当沉积物填充时,盆地就会增大“等体积”水体,湖平面就产生相应的上升。在原型基础上,即需考虑保持沉积物以0.00 036 km2/ka的恒定供应速率向盆地中注入所引起的湖平面变化效应。陆内克拉通盆地中,因其封闭、有限的可容纳空间以及地形极其平缓的特征,“盆地充填”注入的沉积物,会在湖平面产生较为灵敏的响应特征。当原湖盆中水量一定时,“盆地充填”前后对应湖平面曲线的校正值必然保持持续上升,但考虑盆地形态的影响,随着水位的上升,盆地中所对应的可容纳空间也呈逐步增大的趋势,两种上升的趋势是存在相互抵消的。综合考虑沉积物供应速率与盆地的形态变化的关系,根据可容纳空间体积变化量来考虑其曲线的变化情况:

ΔV=ΔS×Δh

式中:ΔV为可容纳空间体积的变化量;ΔS为盆地对应时刻面积;Δh为湖平面的变化。

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图4-1 “盆地充填”对湖平面影响的校正值

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图4-2 不考虑“盆地充填”条件下的层序模拟参数

结合盆地形态图4-2(a)所示,相同时间段内,“盆地充填”注入沉积物在盆地中存在叠加效应,当第一阶段“盆地充填”沉积物等同体积为V1变化的空间,第二阶段相对原水位,考虑的变化空间转变为2V1,以后等量递增,而湖水位上升后,盆地对应时刻面积ΔS以趋近于盆地形态的曲线变化,使得Δh持续增长过程中,速率不断减小,直至趋近于零。在实际模拟中,湖平面值是存在变化的,对应的校正曲线值需考虑此种变化的影响。总的影响表现在,原型湖平面上升或下降速率与盆地形态两者对“盆地充填”所致沉积物供应速率的抵消或促进作用。当湖平面上升速率大于或等于沉积物供应速率时,对应的校正值曲线的增长速率加速递减并向零接近;当湖平面上升速率小于沉积物供应速率时,对应阶段速率向不考虑原湖平面变化的曲线值靠近;当湖平面下降时,对应的校正值曲线增长速率明显大于原先值,并保持快速增长。整个阶段的校正值变化,经沉积物理模拟后,实现的定量化的体现,如图4-1所示。

不考虑“盆地充填”条件下,图4-2(b)中湖平面值相对原型整体下降,且随着时间的迁移,充填叠加效应所导致的湖平面下降幅度逐步增大。对比校正前后的水进与水退幅度,第一阶段水进与水退过程对应速率的变化幅度最大,第三阶段水进与水退过程对应速率变化幅度最小,“盆地充填”后水进过程的上升速率得到促进,水退过程的下降速率受到抑制。

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