Sedimentary Architecture Between Compound Middle Bars and Side Bars: Insights from a Numerical Model of Sandy Braided Rivers
Received date: 2024-01-15
Revised date: 2024-03-17
Online published: 2024-04-26
Supported by
the National Natural Science Foundation of China(41802123)
Sandy braided rivers can create extensive oil and gas reservoirs, with channel bars representing predominant sedimentary features. These bars, including compound middle channel bars and compound sidebars, exhibit complex internal architectural patterns resulting from multiple episodes of erosion, cutting, and redeposition during formation. To address these complexities, numerical simulations of sedimentation were employed to replicate the growth and evolution of the bars, enabling the analysis of repetitive sedimentation and erosion-cutting processes shaping their architecture. The results indicate the following:
Ying GUO , Wenjie FENG , Shaohua LI , Shuhong YAN . Sedimentary Architecture Between Compound Middle Bars and Side Bars: Insights from a Numerical Model of Sandy Braided Rivers[J]. Advances in Earth Science, 2024 , 39(4) : 405 -418 . DOI: 10.11867/j.issn.1001-8166.2024.028
| 1 | ALLEN J R L. Studies in fluviatile sedimentation： bars， bar-complexes and sandstone sheets （low-sinuosity braided streams） in the brownstones （L. Devonian）， Welsh borders［J］. Sedimentary Geology， 1983， 33（4）： 237-293. |
| 2 | BRIDGE J S. The interaction between channel geometry， water flow， sediment transport and deposition in braided rivers［J］. Geological Society， London， Special Publications， 1993， 75（1）： 13-71. |
| 3 | BEST J L， ASHWORTH P J， BRISTOW C S， et al. Three-dimensional sedimentary architecture of a large， mid-channel sand braid bar， Jamuna River， Bangladesh［J］. Journal of Sedimentary Research， 2003， 73（4）： 516-530. |
| 4 | SKELLY R L， BRISTOW C S， ETHRIDGE F G. Architecture of channel-belt deposits in an aggrading shallow sandbed braided river： the lower Niobrara River， northeast Nebraska［J］. Sedimentary Geology， 2003， 158（3/4）： 249-270. |
| 5 | YU Xinghe， MA Xingxiang， MU Longxin， et al. Geological model and hierarchical interface analysis of braided river reservoir［M］. Beijing： Petroleum Industry Press， 2004. |
| 5 | 于兴河， 马兴祥， 穆龙新，等.辫状河储层地质模式及层次界面分析［M］. 北京： 石油工业出版社， 2004. |
| 6 | ZHANG Changmin， YIN Taiju， ZHAO Lei， et al. Analysis of internal architectural features of braided river reservoirs［J］. Geological Science and Technology Information， 2013， 32（4）： 7-13. |
| 6 | 张昌民， 尹太举， 赵磊，等. 辫状河储层内部建筑结构分析［J］. 地质科技情报， 2013， 32（4）： 7-13. |
| 7 | WANG Min， MU Longxin， ZHAO Guoliang， et al. Architecture analysis of reservoirs in branching-and wandering-based braided rivers： taking FN field， Sudan as an example［J］. Earth Science Frontiers， 2017， 24（2）： 246-256. |
| 7 | 王敏， 穆龙新， 赵国良， 等. 分汊与游荡型辫状河储层构型研究： 以苏丹FN油田为例［J］. 地学前缘， 2017， 24（2）： 246-256. |
| 8 | MIALL A D. A review of the braided-river depositional environment［J］. Earth-Science Reviews， 1977， 13（1）. DOI：10.1016/0012-8252（77）90055-1 . |
| 9 | MIALL A D. Architectural-element analysis： a new method of facies analysis applied to fluvial deposits［J］. Earth-Science Reviews， 1985， 22（4）： 261-308. |
| 10 | LIAO Baofang， ZHANG Weimin， LI Lie， et al. Study on modern deposit of a braided stream and factes model—taking the Yongding River as an example［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 1998， 16（1）： 34-39， 50. |
| 10 | 廖保方， 张为民， 李列， 等. 辫状河现代沉积研究与相模式： 中国永定河剖析［J］. 沉积学报， 1998， 16（1）： 34-39， 50. |
| 11 | JIA Ailin， WANG Guoting， MENG Dewei， et al. Well pattern infilling strategy to enhance oil recovery of giant low-permeability tight gasfield： a case study of Sulige gasfield， Ordos Basin［J］. Acta Petrolei Sinica， 2018， 39（7）： 802-813. |
| 11 | 贾爱林， 王国亭， 孟德伟， 等. 大型低渗—致密气田井网加密提高采收率对策： 以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例［J］. 石油学报， 2018， 39（7）： 802-813. |
| 12 | LI W， COLOMBERA L， YUE D L， et al. Controls on the morphology of braided rivers and braid bars： an empirical characterization of numerical models［J］. Sedimentology， 2023， 70（1）： 259-279. |
| 13 | CANT D J， WALKER R G. Fluvial processes and facies sequences in the sandy braided South Saskatchewan River， Canada［J］. Sedimentology， 1978， 25（5）： 625-648. |
| 14 | SAMBROOK SMITH G H， ASHWORTH P J， BEST J L， et al. The sedimentology and alluvial architecture of the sandy braided South Saskatchewan River， Canada［J］. Sedimentology， 2006， 53（2）： 413-434. |
| 15 | ASHWORTH P J， SAMBROOK SMITH G H， BEST J L， et al. Evolution and sedimentology of a channel fill in the sandy braided South Saskatchewan River and its comparison to the deposits of an adjacent compound bar［J］. Sedimentology， 2011， 58（7）： 1 860-1 883. |
| 16 | HUNDEY E J， ASHMORE P E. Length scale of braided river morphology［J］. Water Resources Research， 2009， 45（8）. DOI：10.1029/2008WR007521 . |
| 17 | BRIDGE J S， LUNT I A. Depositional models of braided rivers［Z］. Special Publication 36： International Association of Sedimentologists， 2006. |
| 18 | GUO Y， LI S H， HE F Q， et al. Sedimentary characteristics and internal architecture of a sandy braided river： insights from a numerical model［J］. Water， 2023， 15（23）. DOI：10.3390/w15234119 . |
| 19 | LUNT I A， BRIDGE J S， TYE R S. A quantitative， three-dimensional depositional model of gravelly braided rivers［J］. Sedimentology， 2004， 51（3）： 377-414. |
| 20 | SMITH G S， BEST J， BRISTOW C， et al. Braided rivers： where have we come in 10 years？ Progress and future needs［M］// Braided rivers： process， deposits， ecology and management. UK： Blackwell Publishing Ltd. Oxford， 2006： 1-10. |
| 21 | YANG Lisha， CHEN Bintao， LI Shunli， et al. Pattern of genesis-based mudstone distribution for sandy braided river： a case study of sandy braided-river outcrop， Datong， Shanxi Province， China［J］. Natural Gas Geoscience， 2013， 24（1）： 93-98. |
| 21 | 杨丽莎， 陈彬滔， 李顺利， 等. 基于成因类型的砂质辫状河泥岩分布模式： 以山西大同侏罗系砂质辫状河露头为例［J］. 天然气地球科学， 2013， 24（1）： 93-98. |
| 22 | CHEN Bintao， YU Xinghe， WANG Tianqi， et al. Lithofacies and architectural characteristics of sandy braided river deposits： a case from outcrops of the Middle Jurassic Yungang Formation in the Datong Basin， Shanxi Province［J］. Oil & Gas Geology， 2015， 36（1）： 111-117. |
| 22 | 陈彬滔， 于兴河， 王天奇， 等. 砂质辫状河岩相与构型特征： 以山西大同盆地中侏罗统云冈组露头为例［J］. 石油与天然气地质， 2015， 36（1）： 111-117. |
| 23 | LI S L， YU X H， CHEN B T， et al. Quantitative characterization of architecture elements and their response to base-level change in A sandy braided fluvial system at A mountain front［J］. Journal of Sedimentary Research， 2015， 85（10）： 1 258-1 274. |
| 24 | LI Shunli， YU Xinghe， JIANG Tao， et al. Characteristics and abandoned channel patterns of braided-to-meandering river transitions［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2017， 35（1）： 1-9. |
| 24 | 李胜利， 于兴河， 姜涛， 等. 河流辫—曲转换特点与废弃河道模式［J］. 沉积学报， 2017， 35（1）： 1-9. |
| 25 | SHAN Jingfu， CHEN Xinxin， TANG Jun. Study on the reservoir configuration and gas distribution law of sandy braided rivers［J］. Bulletin of Science and Technology， 2017， 33（10）： 29-33. |
| 25 | 单敬福， 陈欣欣， 汤军. 砂质辫状河储层构型及天然气分布规律研究［J］. 科技通报， 2017， 33（10）： 29-33. |
| 26 | MOSSELMAN E. Hydraulic geometry of straight alluvial channels and the principle of least action［J］. Journal of Hydraulic Research， 2004， 42（2）： 219-222. |
| 27 | LESSER G R， ROELVINK J A， Van KESTER J A T M， et al. Development and validation of a three-dimensional morphological model［J］. Coastal Engineering， 2004， 51（8/9）： 883-915. |
| 28 | van der WEGEN M， ROELVINK J A. Long-term morphodynamic evolution of a tidal embayment using a two-dimensional， process-based model［J］. Journal of Geophysical Research： Oceans， 2008， 113（C3）. DOI：10.1029/2006JC003983 . |
| 29 | WEN Lifeng， WU Shenghe， YUE Dali. New distribution pattern of mudstone interlayer within batture bar reservoir of braided river—a case study of field outcrops in Wuguantun［J］. Petroleum Geology and Engineering， 2016， 30（4）： 5-7， 145. |
| 29 | 温立峰， 吴胜和， 岳大力. 粗粒辫状河心滩内部泥质夹层分布新模式： 以吴官屯野外露头为例［J］. 石油地质与工程， 2016， 30（4）： 5-7， 145. |
| 30 | WANG Yue， CHEN Shiyue， LI Tianbao， et al. Braided river sand body architecture and heterogeneity of Permian in Palougou outcrop［J］. Journal of China University of Petroleum （Edition of Natural Science）， 2016， 40（6）： 1-8. |
| 30 | 王越， 陈世悦， 李天宝， 等. 扒楼沟剖面二叠系辫状河砂体构型与非均质性特征［J］. 中国石油大学学报（自然科学版）， 2016， 40（6）： 1-8. |
| 31 | CHEN Dongyang， WANG Feng， CHEN Hongde， et al. Characterization of braided river reservoir architecture of the Upper Paleozoic He8 member on Fugu Tianshengqiao outcrop， eastern Ordos Basin［J］. Oil & Gas Geology， 2019， 40（2）： 335-345. |
| 31 | 陈东阳， 王峰， 陈洪德， 等. 鄂尔多斯盆地东部府谷天生桥剖面上古生界下石盒子组8段辫状河储层构型表征［J］. 石油与天然气地质， 2019， 40（2）： 335-345. |
| 32 | SCHUURMAN F， MARRA W A， KLEINHANS M G. Physics-based modeling of large braided sand-bed rivers： bar pattern formation， dynamics， and sensitivity［J］. Journal of Geophysical Research： Earth Surface， 2013， 118（4）： 2 509-2 527. |
| 33 | van de LAGEWEG W I， van DIJK W M， KLEINHANS M G. Morphological and stratigraphical signature of floods in A braided gravel-bed river revealed from flume experiments［J］. Journal of Sedimentary Research， 2013， 83（11）： 1 032-1 045. |
| 34 | SCHUURMAN F， KLEINHANS M G. Bar dynamics and bifurcation evolution in a modelled braided sand-bed river［J］. Earth Surface Processes and Landforms， 2015， 40（10）： 1 318-1 333. |
| 35 | ZHANG K， WU S H， FENG W J， et al. Bar dynamics in a sandy braided river： insights from sediment numerical simulations［J］. Sedimentary Geology， 2020， 396. DOI：10.1016/j.sedgeo.2019.105557 . |
| 36 | SCHUURMAN F， KLEINHANS M G， MIDDELKOOP H. Network response to disturbances in large sand-bed braided rivers［J］. Earth Surface Dynamics， 2016， 4（1）： 25-45. |
| 37 | ZHANG Ke， WU Shenghe， FENG Wenjie， et al. Discussion on evolution of bar in sandy braided river： insights from sediment numerical simulation and modern bar［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2018， 36（1）： 81-91. |
| 37 | 张可， 吴胜和， 冯文杰， 等. 砂质辫状河心滩坝的发育演化过程探讨： 沉积数值模拟与现代沉积分析启示［J］. 沉积学报， 2018， 36（1）： 81-91. |
| 38 | ZHANG Xianguo， ZHANG Yuheng， ZHANG Tao， et al. Analysis of braided bar evolution based on numerical simulation of deposition process［J］. Journal of China University of Petroleum （Edition of Natural Science）， 2020， 44（2）： 1-9. |
| 38 | 张宪国， 张育衡， 张涛， 等. 基于沉积数值模拟的辫状河心滩演化［J］. 中国石油大学学报（自然科学版）， 2020， 44（2）： 1-9. |
| 39 | NIU Bo， GAO Xingjun， ZHAO Yingcheng， et al. Architecture characterization and modeling of channel bar in paleo-braided river： a case study of dense well pattern area of Sazhong in Daqing oilfield［J］. Acta Petrolei Sinica， 2015， 36（1）： 89-100. |
| 39 | 牛博， 高兴军， 赵应成， 等. 古辫状河心滩坝内部构型表征与建模： 以大庆油田萨中密井网区为例［J］. 石油学报， 2015， 36（1）： 89-100. |
| 40 | FENG Wei， YU Xiaotao. Characteristics and formation mechanism of lateral accretion bodies of braided rivers［J］. China Manganese Industry， 2017， 35（2）： 1-3. |
| 40 | 奉伟， 喻小涛. 辫状河侧积体的特征及形成机理［J］. 中国锰业， 2017， 35（2）： 1-3. |
| 41 | ZHOU Yinbang， WU Shenghe， JI Bingyu， et al. Research progress on the characterization of fluvial reservoir architecture［J］. Advances in Earth Science， 2011， 26（7）： 695-702. |
| 41 | 周银邦， 吴胜和， 计秉玉， 等. 曲流河储层构型表征研究进展［J］. 地球科学进展， 2011， 26（7）： 695-702. |
| 42 | LIU Fenliang， GAO Hongshan， LI Zongmeng， et al. Terraces development and their implications for valley evolution of the Jinsha River since late Pleistocene near Longjie， Yunnan［J］. Advances in Earth Science， 2020， 35（4）： 431-440. |
| 42 | 刘芬良， 高红山， 李宗盟， 等. 金沙江龙街段晚更新世以来的阶地发育与河谷地貌演化［J］. 地球科学进展， 2020， 35（4）： 431-440. |
| 43 | MENG Xianmeng， HUANG Meng， HUANG Jie， et al. Recent advances in influencing mechanisms and evolution models of watershed geomorphology and river network structure［J］. Advances in Earth Science， 2023， 38（8）： 780-789. |
| 43 | 孟宪萌， 黄檬， 黄杰， 等. 流域地貌与河网结构影响机制及其演化模型的研究进展［J］. 地球科学进展， 2023， 38（8）： 780-789. |
/
| 〈 |
|
〉 |
