深海水道沉積地質(zhì)理論與實(shí)踐

深海水道(submarine channel)是海底扇沉積體系的重要組成部分，自20 世紀(jì)70～80年代開(kāi)展海底扇和濁積巖的系統(tǒng)研究以來(lái)，其就一直受?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。一方面，深海水道可以向深水生態(tài)系統(tǒng)輸送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；另一方面，深海水道也有可能對(duì)海底基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)造成危害。然而，令國(guó)內(nèi)外學(xué)者更為關(guān)注的則是深海水道重要的石油地質(zhì)意義。深海水道是陸源沉積物向深水區(qū)搬運(yùn)的重要通道，其在海底的形成、延伸及分布直接控制著砂體的展布；此外，深海水道本身也是重要的粗碎屑物質(zhì)堆積場(chǎng)所，在不同的陸緣盆地內(nèi)均為重要的油氣儲(chǔ)層。隨著墨西哥灣盆地、巴西坎普斯盆地、西非尼日爾三角洲盆地等一系列大型深海水道油氣藏的發(fā)現(xiàn)，深海水道更是成為沉積學(xué)界和石油工業(yè)界的一大研究熱點(diǎn)。

深海碎屑巖是構(gòu)造升降、氣候變遷、洋流活動(dòng)、海平面變化等地球表層動(dòng)力學(xué)過(guò)程信息的重要載體，也是重要的能源礦產(chǎn)富集體，因而成為當(dāng)前國(guó)際沉積學(xué)領(lǐng)域研究的前沿和熱點(diǎn)。伴隨著我國(guó)加快建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的提出，深海碎屑巖沉積地質(zhì)研究將在國(guó)家海洋能源礦產(chǎn)、國(guó)防工程等領(lǐng)域發(fā)揮重要的理論支撐作用。

近幾十年來(lái)，隨著深海探測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步和深海能源礦產(chǎn)資源的勘探開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)深海碎屑巖開(kāi)展了大量研究，在深海重力流的流態(tài)學(xué)、深海碎屑巖的沉積動(dòng)力學(xué)過(guò)程、深海 碳匯過(guò)程 與作用機(jī)制、全球氣候變化等領(lǐng)域取得了諸多重要成果。這些理論認(rèn)識(shí)很好地助推了全球深海油氣勘探實(shí)踐，各國(guó)先后在墨西哥灣盆地、西非尼日爾三角洲盆地、下剛果盆地、巴西坎普斯盆地、英國(guó)北海盆地、東非 魯伍馬 盆地和圭亞那 - 蘇里南盆地等獲得了一系列油氣勘探突破，使深海成為當(dāng)今全球油氣儲(chǔ)量的主要增長(zhǎng)領(lǐng)域，也是油氣勘探開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。我國(guó)于 2006 年之后，在南海珠江口盆地白云凹陷、瓊東南盆地中央峽谷水道深海油氣勘探中也取得了突破。最新公開(kāi)資料顯示，近幾年南海海域發(fā)現(xiàn)的深海沉積油氣藏，探明可采儲(chǔ)量達(dá) 4.09 億 t 油當(dāng)量，該海域有望成為全球深海油氣勘探的熱點(diǎn)區(qū)域之一。總之，深海沉積油氣田無(wú)疑是未來(lái)能源勘探開(kāi)發(fā)的重要領(lǐng)域。

深海水道是深海沉積體系的重要組成部分，自 20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)展海底扇和濁積巖研究以來(lái)，一直受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。一方面，深海水道是陸源沉積物向深水區(qū)搬運(yùn)的重要通道，在海底的形成、延伸及分布，直接控制著深海砂體的展布；另一方面，深海水道本身也是重要的粗碎屑物質(zhì)堆積場(chǎng)所，在不同的陸緣盆地內(nèi)均為重要的油氣儲(chǔ)層。縱觀已發(fā)現(xiàn)的深海水道油氣藏，盡管其儲(chǔ)層往往具有較高的孔隙度和滲透率，但受沉積結(jié)構(gòu)復(fù)雜 多變的影響，即便是在幾公里的很短側(cè)向距離內(nèi)，其儲(chǔ)層厚度和連通性也會(huì)有較大變化。因此，加強(qiáng)深海水道沉積地質(zhì)理論研究，尤其是小尺度沉積地貌、儲(chǔ)層構(gòu)型理論與表征實(shí)踐研究，將有助于鉆前預(yù)判深海水道砂體的空間分布及非均質(zhì)性，降低鉆探風(fēng)險(xiǎn)，提高油氣藏開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)質(zhì)量，是實(shí)現(xiàn)該類(lèi)油氣藏高效勘探與開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。

▲ 筆者新提出的深海水道構(gòu)型級(jí)次劃分方案

▲ 構(gòu)造活動(dòng)和沉積作用不同程度貢獻(xiàn)下深海水道發(fā)生彎曲模式圖

(a)～(c)構(gòu)造活動(dòng)主控的深海水道彎曲；(d)、(e)沉積作用主控的深海水道彎曲

▲ 單一水道成因類(lèi)型與水道內(nèi)部充填樣式響應(yīng)模板

筆者關(guān)于深海水道的研究工作始于 2009 年，在導(dǎo)師吳勝和教授的指導(dǎo)下，有幸參與了我國(guó)第一個(gè)深海油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)研究。自此以后，筆者帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)，在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“泥巖底辟型微盆地中的深水水道沉積構(gòu)型：控制因素及其作用機(jī)理”“海底水道儲(chǔ)層構(gòu)型對(duì)泥巖底辟區(qū)同沉積構(gòu)造的響應(yīng)機(jī)理”“鹽底辟觸發(fā)型塊體搬運(yùn)沉積：構(gòu)型樣式及控制因素”“泥巖底辟型微盆地中的深海濁積朵葉沉積系列構(gòu)型模式及控制因素”等資助下，以及中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司 ( 簡(jiǎn)稱(chēng)中海油 ) 、中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司 ( 簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)石化 ) 一批油田科研項(xiàng)目的支持下，針對(duì)深海水道沉積學(xué)、地貌學(xué)基礎(chǔ)理論問(wèn)題，以及油氣儲(chǔ)層高精度表征與建模關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，開(kāi)展了歷時(shí)十五年的理論與技術(shù)系統(tǒng)化攻關(guān)實(shí)踐，最終提煉總結(jié)并編纂成書(shū)。

深海水道沉積地質(zhì)理論與實(shí)踐

趙曉明等著

北京 : 科學(xué)出版社 , 2025. 3

ISBN 978-7-03-079673-8

全書(shū)共 7 章：

• 第 1 章為深海水道概述，從概念出發(fā)，系統(tǒng)介紹了水道成因起源和類(lèi)型劃分；

• 第 2 章討論了深海水道沉積學(xué)特征，包括規(guī)模形態(tài)、沉積構(gòu)成及沉積影響因素等；

• 第 3 章為深海水道地震地貌學(xué)研究，重點(diǎn)探討了深海水道的形態(tài)演化及相應(yīng)的彎曲和決口現(xiàn)象；

• 第 4 章分析了深海水道構(gòu)型級(jí)次，提出了深海水道構(gòu)型級(jí)次劃分方案，揭示了不同級(jí)次構(gòu)型單元特征；

• 第 5 章為深海水道構(gòu)型模式，分為水道體系、復(fù)合水道、單一水道三個(gè)級(jí)次，重點(diǎn)論述其外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)；

• 第 6 章為深海水道儲(chǔ)層構(gòu)型表征與砂體展布，研發(fā)了基于 井震模式 擬合的儲(chǔ)層構(gòu)型表征方法，并將其應(yīng)用于西非深海油藏；

• 第 7 章為深海水道儲(chǔ)層三維地質(zhì)建模，提出了基于模式驅(qū)動(dòng)的深海水道儲(chǔ)層三維構(gòu)型建模方法，并將其應(yīng)用于西非深海油藏。

本書(shū)各章節(jié)撰寫(xiě)人員如下：第1 章由趙曉明、齊昆、劉飛撰寫(xiě)；第2 章由趙曉明、齊昆、馮瀟飛撰寫(xiě)；第3 章由趙曉明、Massine Bouchakour、齊昆撰寫(xiě)；第4 章由趙曉明、葛家旺、劉麗撰寫(xiě)；第5 章由趙曉明、劉麗、葛家旺、劉飛撰寫(xiě)；第6 章由趙曉明、葛家旺、甄艷、馮瀟飛、劉飛撰寫(xiě)；第7 章由趙曉明、張文彪、葛家旺、周雪松、李明樺撰寫(xiě)。趙曉明對(duì)全書(shū)進(jìn)行統(tǒng)編和審定。

本書(shū)的出版得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (42072183、41872142、41402125、41602145)、四川省自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目(2024NSFJQ0065)、四川省國(guó)際科技創(chuàng)新合作項(xiàng)目(24GJHZ0465) 的資助。

本文摘編自《 深海水道沉積地質(zhì)理論與實(shí)踐 》（ 趙曉明等著 . 北京 : 科學(xué)出版社 , 2025. 3 ）一書(shū)“前言”，有刪減修改，標(biāo)題為編者所加。

ISBN 978-7-03-079673-8

責(zé)任編輯：萬(wàn)群霞 崔元春

本書(shū)是作者團(tuán)隊(duì)十五年來(lái)在深海水道沉積地質(zhì)領(lǐng)域研究成果的總結(jié)與升華，是結(jié)合全球著名深海油氣區(qū)對(duì)海底水道沉積地質(zhì)理論的豐富和發(fā)展。全書(shū)集基礎(chǔ)理論、技術(shù)方法和應(yīng)用實(shí)踐于一體，系統(tǒng)闡述了深海水道的概念、成因、起源和類(lèi)型，解譯了深海水道的規(guī)模形態(tài)、沉積構(gòu)成和盆內(nèi)外主控因素，論述了深海水道的形態(tài)演化、彎曲機(jī)制和決口機(jī)理，提出了深海水道沉積構(gòu)型級(jí)次劃分方案，重點(diǎn)揭示了水道體系、復(fù)合水道和單一水道的外部形態(tài)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，研發(fā)了深海水道油氣藏儲(chǔ)層構(gòu)型表征方法，創(chuàng)建了深海水道儲(chǔ)層三維地質(zhì)建模方法。本書(shū)在深海水道沉積地質(zhì)理論方面發(fā)現(xiàn)并提出了許多新現(xiàn)象、新見(jiàn)解，在油氣儲(chǔ)層構(gòu)型表征與建模方面形成了一系列新理念、新方法、新技術(shù)，對(duì)我國(guó)深海沉積學(xué)理論發(fā)展和深海油氣勘探開(kāi)發(fā)具有重要的實(shí)際意義。

本書(shū)可供沉積與古地理學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)、深海油氣地質(zhì)勘探、深海油氣田開(kāi)發(fā)工程等領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員參考，也可供相關(guān)專(zhuān)業(yè)方向的研究生和高年級(jí)本科生參考使用。本文轉(zhuǎn)載自科學(xué)出版社公眾號(hào)。

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