弯曲度对海底峡谷中浊流及其沉积的影响研究

发布时间：2020-05-11 15:22

【摘要】：随着计算机及计算技术的不断发展，数值计算模拟逐渐成为研究浊流的重要方法之一。本文根据经过验证的基于雷诺平均纳维尔-斯托克斯方程及浮力项修正k湍流模型的三维数值计算模型对流过四种平面弯曲度的断面为相同圆弧形的海底弯曲峡谷中的浊流进行了数值模拟，不仅确认了关于弯曲水下渠道中浊流的流动和沉积特征的已知的实验及野外观测的事实，如弯道处的溢流及自我建堤等，还得出平面弯曲度对海底浊流运动及沉积的影响的如下主要结果：（1）随着弯曲度的增加，浊流沿主流向的流动速度逐渐减小，但对环境流体的影响范围逐渐增加，同时浊流在弯道顶点处的纵向速度最大值有由靠近内岸往峡谷底部及外岸迁移的趋势；（2）随着弯曲度的增加，峡谷内弯与漫滩交界处的二次流由一开始的分流转变为朝着单一峡谷中心方向的流动，同时峡谷近底床处的弯道内弯上游（也就是外弯下游）的速度矢量方向会发生改变，由指向x方向并偏向峡谷中心线转变为指向峡谷中心线偏向-x方向；（3）浊流多次流动后峡谷漫滩上的沉积层在内岸呈上拱的弧形，且随着弯曲度的增加最高点位置外移;而在外岸上则表现为向上凹的形状，且随着弯曲度的增加上凹的程度逐渐降低；（4）随着弯曲度的增加，漫滩上的浊流浓度逐渐增加，相应地峡谷内部的浊流浓度逐渐减小；（5）弯曲度越大，粒径大比粒径小的沉积物在峡谷第一个弯道后的浓度衰减速度快；（6）上游的沉积厚度随弯曲度增加而增加，而下游的沉积厚度则随着弯曲度的增加而减小；（7）浊流多次流动后，长期的外岸沉积和内岸侵蚀会重塑海底地形，峡谷横剖面形状逐步向梯形转变，，且弯曲度小的峡谷转变速度更快，同时峡谷中心线也会向内弯有一定的迁移。这些结论有助于我们根据野外露头观测或钻探调查得到的浊积岩特征来推断其形成的原始环境、相关的浊流机制及可能的油气储存规模等，进一步加深我们对浊流运动和沉积关系的理解和认识。
【图文】：

完全不同的特点，通常表现在渠道内部的内弯沉积和外弯侵蚀，在内弯形成点坝，外弯形成类似水坑的结构，以及在渠道外从渠道边壁向外的渐减的堤坝沉积。图1 1 穿过孟加拉扇中部的渠道 堤坝系统的高分辨率Parasound 地震图以及 Hydrosweep多波束深测线束图。纵向放大 166 倍（据 Schwenk 等，2003） 1.2.2 实验、理论和模拟研究 20 世纪 50 年代到 21 世纪初，对浊流的研究主要集中于浊流的平均流动特征、湍流结构及沉积特征等以及相关的理论分析和模拟。从二维实验和模拟到三维实验和模拟分析，从简单的直渠道到接近海底真实状况的弯曲的复杂渠道，有关浊流的研究正不断深入。1.2.2.1 流动特征图 1-2[14]呈现了自然界中浊流典型的流动结构，横坐标表示浊流在流动方向

完全不同的特点，通常表现在渠道内部的内弯沉积和外弯侵蚀，在内弯形成点坝，外弯形成类似水坑的结构，以及在渠道外从渠道边壁向外的渐减的堤坝沉积。图1 1 穿过孟加拉扇中部的渠道 堤坝系统的高分辨率Parasound 地震图以及 Hydrosweep多波束深测线束图。纵向放大 166 倍（据 Schwenk 等，2003） 1.2.2 实验、理论和模拟研究 20 世纪 50 年代到 21 世纪初，对浊流的研究主要集中于浊流的平均流动特征、湍流结构及沉积特征等以及相关的理论分析和模拟。从二维实验和模拟到三维实验和模拟分析，从简单的直渠道到接近海底真实状况的弯曲的复杂渠道，有关浊流的研究正不断深入。1.2.2.1 流动特征图 1-2[14]呈现了自然界中浊流典型的流动结构，横坐标表示浊流在流动方向
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P736.2

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 姜涛,解习农,汤苏林;浊流形成条件的水动力学模拟及其在储层预测方面的作用[J];地质科技情报;2005年02期

2 宫秀梅;金之钧;曾溅辉;邱楠生;;渤南洼陷深层油气成藏特征及主控因素[J];石油与天然气地质;2005年04期

本文编号：2658661