科普服务场所及设施——沉积模拟实验室-长江大学地球科学学院

上个世纪，我国油气勘探开发形势对定量沉积学、储层沉积学提出了一些急待解决的实际问题。对此，1985年以后，许多沉积学家积极呼吁建立我国的沉积模拟实验室，推动我国沉积学理论的发展。这一实验室的建立也是理论研究转化为生产力的重要手段，是与世界范围内油气勘探开发中以储层为主攻目标的动向相一致。于是隶属于中石油油气储层重点实验室的湖盆沉积模拟实验室于1998年在位于荆州的江汉石油学院建成（图23）。该实验装置长16m，宽6m，深0.8m，池壁设有5个出（进）水口，池壁外围设有环形水道，配有4块2.5m×2.5m的活动底板、测桥驱动定位系统、图像处理系统、流速流量测量系统等，为亚洲最大的沉积模拟实验室。

经过20多年的运行后，荆州校区的湖盆沉积模拟实验室已不能适应理论发展和生产实践的要求，2021年长江大学在武汉校区启动沉积模拟实验室重建工作，并命名为沉积模拟及环境生态响应实验室，该实验室为中国石油油气储层储层重点实验室长江大学沉积过程模拟实验室（图23），由大型沉积模拟平台和玻璃水槽两部分构成。

江汉石油学院时期和长江大学时期的沉积模拟实验室

（1）大型沉积模拟平台的特色与功能

实验池规模为世界沉积模拟实验室中最大。实验池长30m，宽12m，深1m，面积360m²（图24），池壁设有多个出（进）水口，池壁外围为0.5m宽的环形水道。该平台可以整体做大型实验，也可以根据实验需要，分隔成不同的区域同时开展中型和小型实验，可模拟不同规模的单物源和多物源的盆地沉积、大范围的细粒沉积，也可模拟长距离的河流沉积。

长江大学（武汉校区）沉积模拟实验室内景

活动底板系统独一无二。活动底板由20块正方形不锈钢底板构成，底板总面积为80m²。各底板之间用防水胶皮连接，每块底板之下由4个丝杆升降机支撑（图3）。每块底板可单独升降、倾斜，最大行程为上升20cm、下降60cm，单边倾斜角度可达25°，对角倾斜可达18.9°。各块底板在软件的控制下整体变形，可模拟单断陷、双断陷、坳陷、隆起、斜坡等地形地貌（图25）。

活动底板系统的支撑结构和模拟的坳陷湖盆

检测系统国内领先。有沉积体几何形态检测子系统、全局影像采集子系统、沉积体高清图像采集子系统、沉积模拟大数据管理与可视化子系统、数据采集控制与处理子系统等，能实现沉积体表面与剖面多幅图像自动拼接、沉积体表面图像立体化和沉积体三维重构（图26）。

检测系统

大型沉积模拟平台主要功能是由其技术原理决定的。沉积模拟技术是基于相似原理，在实验室中通过控制边界条件，按照一定的比尺再现地下沉积体的形成过程，并解剖其内部结构，分析其成因，以此为基础建立数值模型，为沉积学理论创新、油气勘探开发攻关提供了一种从动态、正演、全景、数据化的角度研究问题的技术手段。沉积模拟实验主要是在实验室内再现油气储层沉积体的形成过程，研究其展布规律，主要从事冲积扇、河流、三角洲、重力流以及细粒沉积方面的沉积过程模拟，并具有一定地质灾害模拟、水利工程模拟的功能。

（2）玻璃水槽的基本特征与功能

玻璃水槽长15m，宽0.8m，深1m（图27），能够变坡，最大坡度3°，设有加沙装置、泥浆搅拌罐和尾门，配有流速计、浓度计和影像采集系统。主要功能是开展牵引流、重力流的沉积机理研究。

玻璃水槽全景

（3）实验室承担的实验任务

承担过大庆油田、胜利油田、大港油田、长庆油田、新疆油田等的横向科研项目百余项，承担国际自然科学基金50余项，解决了油田勘探开发过程中一系列理论和生产问题，如退覆式浅水扇三角洲沉积模拟、大面积砂岩的形成机理研究、浅水三角洲的形成机理研究、砂质碎屑流的沉积演化过程、陆源有机质的沉积模拟、细粒沉积的沉积机理与分布等（图28）。