深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计算方法技术

本发明专利技术提供一种深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计算方法，包括以下步骤：获取两相流体中浊流层的周围水体密度、平均含沙量以及颗粒浓度，根据以上数据计算得出浊流层的浊流密度；获取两相流体中底流层的阻力系数和层平均速度，根据以上数据计算得出浊流层和底流层相互作用形成的密度跃层的紊流速度；获取底流层的底流密度以及浊流层的层平均厚度，测量深水水道的水道宽度；根据以上数据计算得出密度跃层的波动振幅。本发明专利技术对密度跃层的波动振幅进行定量计算，并对比获得密度跃层波动振幅较大的方位，可确定深水水道中粗粒油气储集的发育位置，在提高了深水油气资源勘查精确性的同时，还能大大减少非必要的油气资源勘查。勘查。勘查。

【技术实现步骤摘要】
深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计算方法


[0001]本专利技术属于地质资源与地质工程
，尤其涉及一种深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计算方法。

技术介绍

[0002]深水水道是顺坡而下浊流(平行于物源方向)最为活跃的形成发育场所。近年来通过对露头资料的沉积学分析，原位流体观测、物理或数值模拟揭示了深水浊流水道的沉积动力学机制。对于深水迁移水道，从地质分析的角度描述了水道的沉积构成和作用过程，研究认为它们是浊流和底流相互作用的结果。
[0003]目前仅认为浊流和底流这两相流体的相互作用会在水道内形成“陡岸侵蚀
‑
缓岸堆积的差异剥蚀
‑
沉积响应”，这一差异的侵蚀
‑
堆积效应驱动水道持续稳定地向陡岸一侧迁移叠加，形成深水单向迁移水道。但现有对向一个方向迁移的深水水道中两相流体相互作用多从地质分析的角度入手，以描述为主；迄今为止，人们尚不能定量地揭示深水单向迁移水道中浊流和底流到底是如何相互影响、相互作用(沉积动力学机制)的，也不能定量地回答迁移水道内浊流和底流到底是如何相互作用并驱动水道单向迁移的，并且由于无法定量计算，也不能将两相流体的相互作用应用于深水油气资源勘查中，不能有效勘查深水油气资源。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的上述缺陷或不足，本专利技术提供了一种深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计算方法，以解决现有技术中不能对深水单向迁移水道内两相流体相互作用沉积动力学机制进行定量计算的技术问题。
>[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计算方法，其中，所述深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计算方法包括以下步骤：
[0006]获取两相流体中浊流层的周围水体密度、平均含沙量以及颗粒浓度，根据所述浊流层的周围水体密度、平均含沙量以及颗粒浓度计算得出所述浊流层的浊流密度；
[0007]获取两相流体中底流层的阻力系数和层平均速度，根据所述底流层的阻力系数和层平均速度计算得出所述浊流层和所述底流层相互作用形成的密度跃层的紊流速度；
[0008]获取所述底流层的底流密度以及所述浊流层的层平均厚度，测量深水水道的水道宽度；
[0009]根据所述浊流层的浊流密度、所述浊流层的层平均厚度、所述密度跃层的紊流速度、所述底流层的底流密度以及所述水道宽度计算得出所述密度跃层的波动振幅。
[0010]在本专利技术实施例中，根据以下公式计算得出所述浊流层的浊流密度：
[0011]ρ2＝ρ
i
(1
‑
C)+ρ
s
C
[0012]其中，ρ2为所述浊流层的浊流密度；
[0013]ρ
i
为所述浊流层的周围水体密度；
[0014]C为所述浊流层的平均含沙量；
[0015]ρ
s
为所述浊流层的颗粒浓度。
[0016]在本专利技术实施例中，根据以下公式计算得出所述密度跃层的紊流速度：
[0017][0018]其中，v
i
为所述密度跃层的紊流速度；
[0019]V
c
为所述底流层的层平均速度；
[0020]C
d
为所述底流层的阻力系数。
[0021]在本专利技术实施例中，根据以下公式计算得出所述密度跃层的波动振幅：
[0022][0023]其中，A为所述密度跃层的波动振幅；
[0024]ρ1为所述底流层的底流密度；
[0025]h
t
为所述浊流层的层平均厚度；
[0026]W
b
为所述水道宽度。
[0027]在本专利技术实施例中，所述根据所述浊流层的浊流密度、所述浊流层的层平均厚度、所述密度跃层的紊流速度、所述底流层的底流密度以及所述水道宽度计算得出所述密度跃层的波动振幅的步骤之后还包括：
[0028]测量所述深水水道的水道深度，根据所述密度跃层的波动振幅和所述深水水道的水道深度计算得出所述密度跃层的波动系数；
[0029]根据所述波动系数获取所述密度跃层的波动方式。
[0030]在本专利技术实施例中，根据以下公式计算得出所述密度跃层的波动系数：
[0031][0032]其中，W
n*
为所述波动系数；
[0033]h为所述深水水道的水道深度。
[0034]在本专利技术实施例中，所述根据所述波动系数获取所述密度跃层的波动方式的步骤包括：
[0035]判断所述波动系数的数值所处区间范围；
[0036]若所述波动系数在0～0.3之间，则所述密度跃层的波动方式为线性阻尼波；
[0037]若所述波动系数在0.3～0.8之间，则所述密度跃层的波动方式为孤立波；
[0038]若所述波动系数在0.8～1.2之间，则所述密度跃层的波动方式为K
‑
H波；
[0039]若所述波动系数大于1.2，则所述密度跃层的波动方式为涌浪。
[0040]在本专利技术实施例中，所述根据所述浊流层的浊流密度、所述浊流层的层平均厚度、所述密度跃层的紊流速度、所述底流层的底流密度以及所述水道宽度计算得出所述密度跃层的波动振幅的步骤之后还包括：
[0041]获取所述浊流层的复合摩擦系数、悬浮物沉降速度、流体剪切速度，测量所述深水
水道的平均地形坡度；
[0042]根据浊流层的复合摩擦系数、悬浮物沉降速度、流体剪切速度以及所述平均地形坡度计算得出所述浊流层的浊流流速；
[0043]根据所述浊流层的浊流流速和所述底流层的层平均速度计算得出所述密度跃层的波动速度和波动传播方向。
[0044]在本专利技术实施例中，根据以下公式计算得出所述浊流层的浊流流速：
[0045][0046]其中，V
t
为所述浊流层的浊流流速；
[0047]S为所述平均地形坡度；
[0048]C
f
(1+α)为所述浊流层的复合摩擦系数；
[0049]v
s
为所述浊流层的悬浮物沉降速度；
[0050]u
*
为所述浊流层的流体剪切速度；
[0051]g为重力加速度；
[0052]为所述浊流层的平均密度差；
[0053]为所述浊流层的平均速度。
[0054]在本专利技术实施例中，根据以下公式计算得出所述密度跃层的波动速度：
[0055][0056]其中，V为所述密度跃层的波动速度。
[0057]在本专利技术实施例中，根据以下公式计算得出所述密度跃层的波动传播方向：
[0058]α＝arctan[V
c
/(0.618V
t
)][0059]其中，α为所述密度跃层的波动传播方向
[0060]通过上述技术方案，本专利技术实施例所提供的深水水道中两相流体相互作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取两相流体中浊流层的周围水体密度、平均含沙量以及颗粒浓度，根据所述浊流层的周围水体密度、平均含沙量以及颗粒浓度计算得出所述浊流层的浊流密度；获取两相流体中底流层的阻力系数和层平均速度，根据所述底流层的阻力系数和层平均速度计算得出所述浊流层和所述底流层相互作用形成的密度跃层的紊流速度；获取所述底流层的底流密度以及所述浊流层的层平均厚度，测量深水水道的水道宽度；根据所述浊流层的浊流密度、所述浊流层的层平均厚度、所述密度跃层的紊流速度、所述底流层的底流密度以及所述水道宽度计算得出所述密度跃层的波动振幅。2.根据权利要求1所述的深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计算方法，其特征在于，根据以下公式计算得出所述浊流层的浊流密度：ρ2＝ρ
i
(1
‑
C)+ρ
s
C其中，ρ2为所述浊流层的浊流密度；ρ
i
为所述浊流层的周围水体密度；C为所述浊流层的平均含沙量；ρ
s
为所述浊流层的颗粒浓度。3.根据权利要求2所述的深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计算方法，其特征在于，根据以下公式计算得出所述密度跃层的紊流速度：其中，v
i
为所述密度跃层的紊流速度；V
c
为所述底流层的层平均速度；C
d
为所述底流层的阻力系数。4.根据权利要求3所述的深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计算方法，其特征在于，根据以下公式计算得出所述密度跃层的波动振幅：其中，A为所述密度跃层的波动振幅；ρ1为所述底流层的底流密度；h
t
为所述浊流层的层平均厚度；W
b
为所述水道宽度。5.根据权利要求4所述的深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计算方法，其特征在于，所述根据所述浊流层的浊流密度、所述浊流层的层平均厚度、所述密度跃层的紊流速度、所述底流层的底流密度以及所述水道宽度计算得出所述密度跃层的波动振幅的步骤之后还包括：测量所述深水水道的水道深度，根据所述密度跃层的波动振幅和所述深水水道的水道深度计算得出所述密度跃层的波动系数；根据所述波动系数获取所述密度跃层的波动方式。
6.根据权利要求5所述的深水水道中两相流体相互作用沉积动力学机制计...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚承林，李东伟，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：