模拟讲稿ch02.ppt

五、时间、空间步长划分及超压史模拟过程(一维) 一维模拟情况下，需要确定时间和空间（垂向）模拟计算步长。步长的确定视盆地的具体情况、模拟的精度要求和计算机资源的不同而定。时间和空间步长取得越小，计算精度越高，所用机时越长。一般，常选取的时间步长有10、20、50万年，垂向上的空间步长一般取10～50m。在选定时间步长内的地层沉积厚度一般大于垂向空间步长。在选定时间步长和空间步长基础上，超压模拟过程大致如下： 1、取第一个时间步长Δt ，该阶段内沉积有一定厚度的地层，根据确定的垂向空间步长Δz ，将地层在垂向上从下到上划分为若干小段（假设5小段），这样在垂向上共形成了若干节点（6个节点），求解每个节点上的超压Pai，i=1,2,…6。若节点 i 处于正常压实带，取Pai=0。 2、取第二个时间步长Δt ，该阶段内又沉积有一定厚度的地层，根据空间步长Δz ，将新沉积的地层在垂向上从下到上划分为若干小段(假设4小段)，这样在垂向上增加了若干节点(5个节点)，求解已有的每个节点上的超压Pai，i=1,2,…11。若节点 i 处于正常压实带，取Pai=0。 3、取第三个时间步长Δt ，该阶段内又沉积有一定厚度的地层，根据空间步长Δz ，将新沉积的地层在垂向上从下到上划分为若干小段(假设3小段)，在垂向上又增加了若干节点(4个节点)，求解所有每个节点上的超压Pai，i=1,2,…15。若节点i处于正常压实带，取Pai=0。 … … … 4、取最后一个时间步长Δt ，该阶段内又沉积有一定厚度的地层，根据空间步长Δz ，将新沉积的地层在垂向上从下到上划分为若干小段(假设5小段)，在垂向上又增加了若干节点(6个节点)，求解所有每个节点上的超压Pai，i=1,2,…n。若节点i处于正常压实带，取Pai=0。其中n为节点的总数。超压史求解完毕 。 在模拟过程中，正常压实带和欠压实带的分界线的确定方法： 在模拟之前先确定盆地出现欠压实的层位，由此可以确定平面上每个模拟点欠压实出现的深度，当节点处于该深度之下时，认为该节点处于欠压实带，否则认为该节点处于正常压实带。 求解超压方程使用有限差分方法 六、超压方程的数值解法 (一维) 求解超压方程一般使用有限差分等数值解法，由于二维和三维模拟在解方程时方法繁琐，而且就一般的微机而言，进行多维模拟的能力也不够。因此，仅就一维超压方程讨论其有限差分数值解法。 一维超压方程可表示为： 超压方程的边界条件可考虑为： 考虑盆地的基底为致密岩石组成的不渗透地层， 故下边界条件为： (Z = 0 ) 上边界为正常压实和欠压实的分界线，故上边界 条件为： (Z = L) 因此，一维超压方程的定解问题为： 求解上述超压方程使用有限差分方法。 最终求解出每个纵向节点上的超压值。 第三节 反演法模型（地层回剥技术） 主要思路：各地层在保持其骨架厚度不变的条件下，从今天盆地的分层现状出发，按地质年代从新到老(由今至古)逐层剥去，直至全部剥完。 回剥技术适用于正常压实带，即超压为零的情况。它所用的关键参数是孔隙度-深度曲线。而孔隙度-深度曲线应满足以下三个条件： (1)、各地层应有各自的孔隙度-深度曲线，主要是因为不同地层的岩性和结构存在差异。 (2)、用今天实测的孔隙度-深度曲线代替古孔隙度-深度曲线，但今测的孔隙度-深度曲线可能受到各种地质事件(如剥蚀、断层等)的影响，不能真实地反映正常压实下的孔隙度随深度的变化规律，因此必须尽量消除这些影响，获得正常压实状况下的孔隙度-深度曲线。 (3)、各地层应有三种岩性的孔隙度-深度曲线(砂岩、泥岩、灰岩)，其中砂岩假定为除泥岩和灰岩外的所有其它岩性的总和。 一、骨架厚度公式和地层底界公式的提出 随着埋藏深度的增加，地层的上覆负载也增加，导致孔隙度变小，体积变小。若假定地层的横向在沉积过程中保持不变，则地层被压实仅仅是纵向上变化，地层体积的变小就归结为地层厚度的变小。另外，根据岩石骨架不可压缩的假设，地层的骨架厚度(孔隙度为零时的地层厚度)始终不变，除非发生剥蚀等地质事件。地层的骨架厚度始终小于实际的地层厚度。计算地层骨架厚度的公式为： 其中：hs ～地层的骨架厚度(m) ； z1 ～地层的顶界深度(m)； z2 ～地层的底界深度(m)； Φ(z)～地层的孔隙度-深度曲线函数(小数)。 Φ(z)的通式可表示为： 其中：Ps ～地层的砂岩含量(小数)；