第八章含油气系统与盆地模拟概要.ppt

* 目前国际上流行的4套盆地动态数值模拟系统： PetroMod：由德国有机地球化学研究所研制，由PetroMod 1D（PetroMod 1D、PetroMod 1D Express）、PetroMod 2D（PetroGen 2D、PetroFlow 2D）和PetroMod 3D（PetroCharge、PetroGen 3D、PetroFlow 3D）等子系统组成（www.ies.de）； Basin2：由美国Illinois大学与政府实验室及阿莫科、阿科和雪佛龙公司等20个单位合作研制，侧重于沉积盆地内地下水流动地质演化历史的模拟恢复（）； Temispack：由法国国家石油研究院（IFP）研制，包括EasyDepth、Locace、Genex、Ceres2D、Temis2D及Temis3D等模拟系统（）； BasinMod：由美国Platte River公司（PRA）研制，包括BasinMod 1D、BasinMod 2D、BasinFlow及Petroleum system、BasinRisk等子系统（）。 Oil and Gas Traps with HC migration Oil and Gas Traps with HC migration and included fault Oil Traps, migration, and fetch areas with included fault 垂向渗透率 vs. 深度 BasinMod * 二、埋藏史和沉降史模拟 沉积埋藏史:是指盆地中的某一沉积单元或一系列单元自沉积开始至现今或某一地质时期的厚度和埋藏深度变化历史，通常由沉积埋藏史曲线表示。 埋藏史恢复可用正演和反演两种方法，其中正演是指在已知初始状态的前提下，按一定的动力学或运动学机制再现其历史演化过程，即从古至今模拟沉积物埋藏过程；反演则是从现今状态出发，按一定的动力学或运动学机制恢复出沉积物在不同历史时期中的状态，即由今溯古恢复沉积物埋藏历史。 地层压实校正模型 不整合处理模型 * 地 层 压 实 校 正 模 型 压实校正是指把某一地层单元的现今实测厚度恢复到沉积时或埋藏中途某一时刻的厚度。 （1）回剥技术（反演）：基于沉积物在压实过程中，地层骨架体积和横向宽度始终保持不变（除非遭受抬升剥蚀和断层等事件），地层体积的变小由孔隙流体排出、孔隙度变小所致，且假设地层压实程度由埋深所决定，在埋深不超过最大古埋深时，地层压实程度保持不变。 （2）超压技术（正演）：从地层开始沉积埋藏开始，计算一个地层的古超压史，同时算出其古厚度史，直到现今。 * 不 整 合 处 理 模 型 对不整合的假设与处理影响到不整合面下各地层单元达到最大古埋深的时间与深度及其孔隙度和古厚度的演化途径。 Van Hinte(1978)认为，至少有三种方法可模拟不整合 1. 示沉积间断，其间并无剥蚀发生，取界面上、下沉积岩的绝对年龄算出沉积间断的时限即可； 2. 示有剥蚀发生的不整合，该时限内一半是沉积期，一半是剥蚀期； 3. 该时限内被剥蚀的沉积岩的沉积速率等于不整合面以下岩层的沉积速率，而剥蚀速率等于不整合面以上岩层的沉积速率。 * * 盆地之所以能形成，是由于存在基底的沉降。因此，构造沉降史是盆地模拟中不可或缺的。 根据引起沉积盆地沉降的主要机制，构造沉降史模拟具有以下三种模型 （1）局部均衡模型：基于阿基米德原理，认为岩石圈没有任何弹性，各个沉积柱间相互独立运动，又称为点补偿模式或Airy模式； （2）挠曲均衡模型：基于阿基米德原理，但把基底对负载的响应看成材料力学中受力弯曲的弹性板，认为均衡补偿不仅发生在负荷点，而分布在一个比较宽的范围之内，又称为区域均衡模式； （3）热沉降模型：认为热效应导致岩石圈发生沉降，分为初期快速沉降（由于岩石圈变薄）和后期缓慢沉降（由于岩石圈冷却收缩）两个阶段。 局部均衡模型示意图 挠曲均衡模型示意图 * 三、地热史和成熟史模拟 地热史模拟的主要功能是重建含油气盆地的古热流史和古温度史，具体地说就是研究壳、幔热流的时、空分布与演化规律，研究盆地中各沉积层序的地温、地温的空间分布及地温随时间的演化过程。 恢复盆地热演化史的常用方法： （1）地质温度计法 镜质组反射率Ro、矿物包裹体、磷灰石裂变径迹、牙形石色变指数 （2）地球热力学法 McKenzie法、Falvey法 （3）地球热力学－地球化学结合法 * McKenzie拉张模型原理图 C－地壳；L－岩石圈；A－软流圈 在地球上取一个单元进行研究，设该单元在发生拉张前的面积为α2，即单元内的地壳（C）和岩石圈（L）的长度均为α，二者的厚度之和为α；再设地表温度为0℃，软流圈（A