基于卫星影像的三角洲规模和形态认知

杜 威

(中国石油大学(北京) 地球科学学院，北京 102249)

基于卫星影像的三角洲规模和形态认知

杜 威

(中国石油大学(北京) 地球科学学院，北京 102249)

目前密井网解剖、露头解剖、现代沉积解剖、沉积模拟实验等沉积构型方法在开发地质阶段应用广泛,但对三角洲骨架形态缺乏宏观认识。利用Google Earth软件测量了一系列三角洲的数据,结合将今论古思想,通过计算回归方程,建立三角洲规模和形态认知模式。研究表明,现代三角洲主要类型有正常三角洲,浪控三角洲,扇三角洲和辫状河三角洲;不同类型的三角洲具有不同的规模和形态;结合测量数据,三角洲的两轴长度具有良好的相关性,不同类型的三角洲具有不同的相关规律。

卫星影像;Google Earth;三角洲;规模形态

中国东部油气田开发已进入中后期,剩余油开发难度大,使沉积构型理论的应用越来越广泛。虽然密井网解剖、野外露头勘察和水槽实验等具有直接性和模式性的优点,但仍缺乏对目标地质体的宏观规模和形态认知。近年来,Google Earth等地球卫星影像软件提供的影像解析度高、图片完整、更新快,使用方便,简单免费,推出之后很快受到地质学家的青睐[1]。基于曲流河Google Earth地质数据库已基本完成[2-3],而三角洲未曾通过这种方式研究。笔者以三角洲现代沉积为例,通过Google Earth软件测量全球现代三角洲的基础数据,对三角洲沉积的规模和形态进行宏观剖析,统计计算回归方程,建立认知模式,对油气田开发具有模式指导意义。

1 三角洲在卫星影像下的宏观规模与形态

全球现代三角洲主要分为四类:正常三角洲、浪控三角洲、扇三角洲和辫状河三角洲[4]。正常三角洲主要发育于远物源曲流河入海区域,呈现朵状和鸟足状,如密西西比河鸟足状三角洲[5](图1D)，其水系由曲流河及其分支河流组成,分布面积24 097 km2,由于河流作用强,物源供应充足,三角洲呈鸟足状继续向墨西哥湾延伸。浪控三角洲主要发育于海(湖)能量较强的位置,如尼罗河三角洲(图1C),其三角洲前缘与地中海海岸线相接合,仅有三条水道流经三角洲平原入海,分布面积达32 631 km2,总体呈鸟嘴状。扇三角洲主要发育于静水湖泊和封闭内海的陡岸一侧,与山麓冲积扇无缝拼接,常呈现连片状分布,是所有类型三角洲中规模最小的[6]，如伊塞克湖北部山麓扇三角洲(图1A),分布面积达257 km2。辫状河三角洲在全球较为普遍,主要分为远源河流入海(湖)成因、冲积扇成因和冰川近源成因辫状河三角洲。辫状河三角洲水流能量强,物源充足,入海(湖)水道粗而多,含砂量足,多呈朵叶状,如马来西亚群岛东部辫状河三角洲,分布面积达1 783 km2(图1B)。

2 三角洲定量参数特征和统计分析

共统计了22个三角洲,其中辫状河三角洲11个,扇三角洲3个,正常三角洲4个,浪控三角洲4个。主要统计了不同三角洲的主轴、次轴、面积、类型、形态和水道发育情况,并建立了主轴和次轴的回归方程。其中,主轴指平行于主河道物源方向三角洲延伸最远的轴;次轴指垂直于物源方向河道能够波及的最大范围所对应的轴。两轴共同确定了三角洲的分布范围。经过统计计算,22个三角洲的主轴和次轴具有以下相关关系(图2):

三角洲:y=1.138 8x+17.543,R2=0.767 7;

辫状河三角洲:y=1.363 3x-1.849 5,R2=0.845 7;

浪控三角洲:y=1.502 6x+9.140 1,R2=0.705 1;

正常三角洲:y=0.725x+50.74 7,R2=0.930 5;

扇三角洲:y=5.275 9x-18.554,R2=0.997 9.式中,y为次轴长度,km；x为主轴长度,km。

A.伊塞克湖北部山麓扇三角洲;B.马来西亚群岛东部辫状河三角洲;C.尼罗河三角洲;D.密西西比河鸟足状三角洲图1 不同类型三角洲卫星影像规模和形态

序号位置主轴x/km次轴y/km面积S/km2三角洲类型形态1南非154712179822587600辫状河湖泊三角洲(无物源)朵状2里海1253622702174806900辫状河湖泊三角洲(无物源)朵状3巴尔喀仁湖1885324618220392700辫状河湖泊三角洲(无物源)朵状4孟加拉湾1520421887248218100辫状河三角洲(远物源)朵状5萨玛里5769994139850300辫状河三角洲(远物源)朵状6卡克托维克82201264167797300辫状河三角洲(冰川)朵状7阿马库罗三角洲6441691440534200辫状河三角洲(远物源)朵状8孟加拉湾1377912355126708100辫状河三角洲(远物源)朵状9马来西亚6065453617830700辫状河三角洲(远物源)朵状10马来西亚233230065718200辫状河三角洲(远物源)朵状11马来西亚4623656718809200辫状河三角洲(远物源)鸟足状12伊塞克湖108038522752005扇三角洲(成群)连片状13伊塞克湖525827304520扇三角洲朵状14伊塞克湖458639188400扇三角洲朵状15柬埔寨2537622084368321500正常扇三角洲朵状16育空河93461120064690500正常扇三角洲朵状17马更些河1613817052274537200正常扇三角洲不规则18密西西比河2090821998240976700正常扇三角洲鸟足状19北非1720231108326310510正常扇三角洲鸟嘴状20孟加拉湾1612030328254085000正常扇三角洲鸟嘴状21北部湾1618615403176564000正常扇三角洲鸟嘴状22大奴湖234947389106491正常扇三角洲鸟嘴状

图2 全球三角洲定量特征和回归统计分析

无论不同类型的三角洲还是相同类型的三角洲,其两轴长度具有良好的线性相关性,这就意味着三角洲在发育过程中在平行和垂直物源方向上是成比例生长的,也就是说倘若明确了三角洲相的物源方向、物源起点和平行物源方向上钻遇前三角洲的井,就能确定主轴长度,便可以利用回归关系对三角洲侧向展布进行定量预测,从而指导勘探开发井位部署和有利相带预测。值得一提的是,三角洲的微相规模和形态是指导剩余油开发的研究重点,所以需要进一步的详细研究。

3 结 论

(1)全球现代三角洲主要分为四类:正常三角洲,浪控三角洲,扇三角洲和辫状河三角洲。通过Google Earth软件的高清卫星图直接可以判别视域内三角洲规模、形态、类型和微相空间展布规律。

(2)无论不同类型的三角洲还是相同类型的三角洲,其两轴长度具有良好的线性相关性。三角洲在发育过程中在平行和垂直物源方向上是成比例生长的。利用回归关系,预测三角洲空间展布范围和规律,从而指导勘探开发井位部署和有利相带预测。

(3)现如今，地震沉积学的研究逐渐深入，地震属性切片能够精确的反映地质体的规模和形态。其中，均方根振幅属性表达三角洲有利砂体分布特征，相干体切片定量刻画三角洲水道，RGB切片反映三角洲砂地比分布。借助这一系列新技术，结合卫星影像，三角洲等地质体的精细刻画和储层构型将具有更广阔的发展空间。

[1] 帅菲,肖根如,揭志强.GoogleEarth在地学研究中的应用[J].东华理工大学学报(自然科学版),2011(1):89-93.

[2] 石书缘,胡素云,冯文杰,等.基于GoogleEarth软件建立曲流河地质知识库[J].沉积学报,2012(5):869-878.

[3] 乔辉,王志章,李莉,等.基于卫星影像建立曲流河地质知识库及应用[J].现代地质,2015(6):1444-1453.

[4] 薛良清,GALLOWAY W E.扇三角洲、辫状河三角洲与三角洲体系的分类[J].地质学报,1991(2):141-153.

[5] 谢启红,邵先杰,孙庆宇,等.基于GoogleEarth软件的密西西比河现代三角洲沉积特征解剖[J].河北工程大学学报(自然科学版),2016(1):108-112.

[6] 张昌民,朱锐,尹太举,等.扇三角洲沉积学研究进展[J].新疆石油地质,2015,36(3):362-368.

[责任编辑] 董大伟

2017-01-22

杜 威(1992—),男，山东东营人，中国石油大学(北京)地球科学学院硕士研究生，主要从事沉积学和储层地质学研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2017.01.004

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