Page 95 - 石油地质基础

( 2 )层流、 紊流与雷诺数
自然界任何流体按其流动特点有层流和紊流( 或
称湍流) 两种流动形态。层流是一种缓慢流动的流体,
流体质点作有条不紊的平行的线状运动, 彼此不相掺 图 5.1 层流和紊流的流动特点
混。紊流是一种充满了漩涡的急湍流动的流体, 流体 ( a )层流;( b )紊流
质点的运 动 轨 迹 极 不 规 则, 其 流 速 大 小 和 流 动 方 向 随 时 间 而 变 化, 彼 此 互 相 掺 混
( 图 5.1 )。紊流的搬运能力要强于层流, 并且紊流还有漩涡扬举作用, 这是可使沉积物呈
悬浮搬运的主要因素。
雷诺数 Re 是表示惯性力与粘滞力之间关系的一个数值。
当 Re 为 1 左右时, 流动呈层流型; 当 Re 为 1~40 时, 在颗粒的背后就会出现背流尾
迹, 开始尾迹具有规则的几何形状, 但随着 Re 值的增大, 背流尾迹就愈来愈不规则; 当
Re>40 时, 这时的流动叫做紊流( 或涡流)。
( 3 )缓流、 急流和佛罗德数
牵引流水流按流动强度的不同可出现急流、 缓流和临界流三种流态, 这三种流态的
判别标准是佛罗德数( Fr )。
佛罗德数是表示惯性力与重力之间关系的一个数值。如果 Fr>1 , 流水的性质为急
流或超临界的流动, 表示水浅流急的情况; 在 Fr<1 时, 流水性质为静流、 缓流或临界以
下的流动, 表示水深流缓的情况。
( 4 )两类流体及其搬运和沉积作用方式
牵引流和沉积物重力流是两种不同性质的流体, 在两种流体中碎屑物质显现出不同
的搬运方式和机理。牵引流的搬运力表现在两方面, 一是流体作用于碎屑颗粒上的推力
( 即牵引力), 推力的大小主要取决于流体的流速, 推力愈大则能搬运的碎屑颗粒愈大; 另
一是载荷力( 或负荷力), 负荷力大小取决于流体流量, 负荷力愈大则能搬运的沉积物数
量就愈多。推力大不一定负荷力就大, 反之亦然。当牵引流流体不能再搬运或负载更多
的沉积物时, 就叫满载。随着流速的降低, 流量减小, 流体的推力和载荷力就要减弱, 成
为超载, 这时被流体负载的沉积物就会由粗到细依次发生沉积。
沉积物重力流是密度流, 相对密度可达 1.5~2.0 , 是由大小不一的碎屑物质与流体
形成的高密度混合体, 主要以悬移载荷方式搬运。重力流搬运的驱动力主要起因于重
力, 因此沉积物重力流的搬运是沿斜坡向下移动的。当坡度变缓, 流速降低, 沉积物重力
流会发生骤然卸载, 故在沉积盆地的斜坡根部常常形成各种类型的重力流沉积物, 一部
分低密度沉积物重力流可沿盆地底部扩展到深水平原的广大地区。
2. 碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用
碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积主要与水的流动状态关系密切, 即是层流还是紊
流, 是急流还是缓流; 还与碎屑物质的本身特点, 如大小、 相对密度、 形状等都有关系。流
水搬运碎屑物质过程中水流状态的变换, 在很大程度上取决于流速, 其次与水的密度、 粘

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