深水水道是当前深水沉积学研究的前沿,多期水道往往无序迁移、无规律演化;研究发现孟加拉湾若开海域深水水道的沉积构成和形态特征自晚中新世以来呈现渐进式演化过程,其成因机制有待进一步研究。在沉积特征上,从晚中新世至今若开海域深水水道呈现渐进式的演化过程:天然堤越来越发育,水道侵蚀下切作用越来越弱。具体来说,晚中新世以两翼不发育堤岸的无堤岸水道为主,以侵蚀作用为主;上新世无堤岸水道和堤岸水道兼而有之,侵蚀作用和沉积作用兼而有之;而第四纪主要发育堤岸水道,以沉积作用为主。在形态特征上,从晚中新世至今若开海域深水水道亦呈现渐进式演化的特点:下切规模越来越小,平面弯曲度越来越大。具体来说,晚中新世水道下切规模较大,水道宽且深,横截面积大,弯曲度小;上新世水道下切规模相对减小,水道宽度、深度、横截面积及弯曲度适中;第四纪水道下切规模较小,水道窄且浅,横截面积小,弯曲度大。研究表明晚中新世至今渐进式深水水道形态-沉积演化是布拉马普特拉河沉积物分散路径自晚中新世以来渐进式迁移演化的源汇响应。伴随着布拉马普特拉河沉积物分散路径渐进式向西迁移,靠东一侧的研究区盆外供源沉积物渐进式减少,重力流发育程度亦渐进式衰减,从而导致深水水道的形态特征和沉积构成也呈现渐进式演化。

南海西北部的莺琼陆坡深水区近些年获取了大量油气发现,展示了广阔的勘探前景。深水沉积往往受控于重力流、等深流等多种机制,它们在时空中如何分布、如何相互作用,又在多大程度上影响或控制着沉积格局,对水动力方面的认识的差异会导致沉积相展布方面的不同认识,进而影响对砂体类型和展布的分析,制约了石油勘探开发。论文基于地震数据所呈现的地震相和地层叠置样式,确认莺琼陆坡在中新世以来发育两类沉积体系:重力(流)和等深流沉积体系。二者在时空上存在毗邻而居、有序进退的关系,重力流沉积呈“台阶状”逐层上超于等深流沉积之上,呈进积形态,而等深流沉积体系则呈退积样式;二者之间构成了特殊成因的、跨时的“相变”面;进而相应恢复了两种不同方向的沉积作用(重力流和等深流)的时空关联。它们这种“台阶状”进退关系根源于中中新世以来莺琼陆坡所经历的多方向物源体系充沛的碎屑供应和由此导致的活跃的重力流活动;南海深水循环导致的等深流机制作用的强度也有相当的作用;总体上,等深流沉积体系的分布范围受重力流作用强弱的控制,形成了二者彼进此退的时空关系。

本文运用地震沉积学方法,结合大量岩心和野外露头以及钻测井资料,以高分辨率层序地层学原理为指导,在深水海底扇沉积类型和水道期次划分的基础上,对西非尼日利亚A油田的深水浊积体系进行了深入研究,将深水浊积水道划分为3个界面期次:复合浊积体、复合水道和单一水道,并将Agbada组A油藏中的AU1划分出4期单一水道。详细论述了浊积水道的沉积演化规律,明确了浊积水道受控于古峡谷的限制,以垂向加积为主,生长消亡后,别处重新发育为特征。重力流水道砂体自下而上呈现出由粗变细的正旋回,底部发育大套砂岩夹薄层泥岩,往上泥岩含量增加,测井曲线表现为“钟型”与“箱型”组合,对应地震剖面上强振幅波状反射特征。整体上发生由滑塌-碎屑流到复合水道再演化到水道天然堤复合体的过程。由于受峡谷水道影响,浊积水道体系为限制性和半限制性水道。总结了深水浊积沉积“三元沉积模式”:滑塌、复合水道和水道-天然堤复合体。古河谷规模5 000~7 000 m,内部发育有3期浊积水道体,每一期(单一水道带)由2—4期水道体构成,复合水道带受控于古河谷的控制。整体在峡谷水道呈三元结构,内部多期水道横向迁移,纵向摆动,形成巨厚砂体。底部为碎屑流,泥质-泥屑含量相对高,分选差,渗透率低;中部为水道复合体,为低弯度水道,高砂/地比,渗透率高;顶部为水道-天然堤复合体,属于高弯度水道,低砂/地比,渗透率较低。时移地震证实了水道的期次合理性,水驱油均发生在浊积水道内,依据深水浊积水道期次的精细刻画和时移地震特征,识别出剩余油的分布,成功部署1口采油井,为深水沉积体系的研究提供坚实基础。