油气系统动力学的概念模型与方法原理——盆地模拟和油气成藏动力学模拟的新思路、新方法

作者建议拓广"油气系统(petroleumsystem)"概念,使之适合于整个含油气地质单元序列,成为石油地质学家从系统科学角度所看到的、研究对象与抽象模型相复合的、具有层次结构的新型地质实体。"油气系统"实质上就是油气成藏系统,其研究方法,应当是定性与定量相结合的系统方法,考虑到油气成藏过程存在非线性特点,以及当前盆地模拟和油气成藏模拟普遍存在的缺陷,作者尝试引进系统动力学的思路与方法,提出油气系统动力学的概念,并阐述了它的基本原理,初步建立了油气系统动力学的方法体系。      

油气成藏动力学模拟现状与展望

油气成藏是包括油气生成、运移、聚集以及保存和破坏各个环节在内的复杂过程,受多种地质因素控制,与生烃中心、古今构造、生储盖组合、沉积相带、储层岩性等要素的演化均有关系。成藏动力学系统是含油气系统理论的新发展,是一门刚刚起步的新学科。油气成藏动力学研究有强大的计算机工作平台支持,模型研究与模拟研究结果的迭代反馈降低了地质解释中的多解性,是新一代的石油地质勘探研究的重要技术支撑系统。该文介绍了油气成藏动力学的产生与技术背景、原理模拟系统。最后对成藏动力学的发展提出展望。      

油气成藏动力学研究系统概要(上)

广义的油气成藏动力学研究，泛指一切有关油气生，排，运，聚的机理性研究。中所说的油气成藏动力学研究系统，是指在某一特定的地质单元内，在相应的烃源体和流体输导体系发育的格架下，通过对温度，压力（势），应力，含烃流体等各种物理，化学场的综合定量研究，在古构造发育的背景上历史再现油气生，排，运，聚乃至成藏全过程的多学科综合研究体系，这实际上是含油气系统意义上的一种定量动力学研究体系。油气成藏动力学研究系统由模型研究与模拟研究两部分组成，在理论上集成了石油地质学的动力学研究成果，整个研究过程是在烃源体和流体输导体系的三维格架上进行的，这个研究系统有强大的计算机工作平台支持，模型研究与模拟研究结果的迭代反馈降低了地质解释中的多解性，是新一代的石油地质勘探研究工作系统。该系统在珠江口盆地的实际应用，表明了这一研究系统的具体应用效果。     

油气成藏动力学研究系统概要(上)

广义的油气成藏动力学研究 ,泛指一切有关油气生、排、运、聚的机理性研究。文中所说的油气成藏动力学研究系统 ,是指在某一特定的地质单元内 ,在相应的烃源体和流体输导体系发育的格架下 ,通过对温度、压力 (势 )、应力、含烃流体等各种物理、化学场的综合定量研究 ,在古构造发育的背景上历史再现油气生、排、运、聚乃至成藏全过程的多学科综合研究体系 ,这实际上是含油气系统意义上的一种定量动力学研究体系。油气成藏动力学研究系统由模型研究与模拟研究两部分组成 ,在理论上集成了石油地质学的动力学研究成果 ,整个研究过程是在烃源体和流体输导体系的三维格架上进行的。这个研究系统有强大的计算机工作平台支持 ,模型研究与模拟研究结果的迭代反馈降低了地质解释中的多解性 ,是新一代的石油地质勘探研究工作系统。该系统在珠江口盆地的实际应用 ,表明了这一研究系统的具体应用效果     

盆地油气成藏动力学初探——21世纪油气地质勘探新理论探索

根据国内外油气地质理论的进展状况,为了促进21世纪油气勘探,在阐明盆地油气成藏动力学概念及内涵后,建议在盆地区域地质背景、盆地地球动力学研究、盆地“三场”定性定量分析的基础上,以地质实体油气系统为主要单元,辅以油气藏形成的时空分析,用系统论的观点、方法指导油气藏形成过程的详细剖析,力求做到静动结合、时空结合、今古结合,总结盆地油气成藏模式及有利部位,为编制钻探部署方案提供依据。上述全部内容定能藉助实验室物理模拟和计算机数值模拟来实现。     

三维油气成藏动力学建模与软件开发

根据系统工程学的理论与方法,油气成藏动力学模拟的系统工程模型构建思路可概括为:将动力学模拟与非动力学模拟结合起来,用非动力学模拟再造油气生排运聚散过程的物质空间;将常规动力学模拟与系统动力学模拟结合起来,用系统动力学模拟描述系统整体的非线性过程;将数值模拟与人工智能模拟结合起来,用人工智能模拟解决油气运聚等局部过程的非线性问题。需要解决的关键技术包括:三维数字地质体的空间插值与矢量剪切技术,盆地构造史、沉降史的三维回剥与平衡技术,盆地构造应力场的动态模拟技术,多热源多阶段叠加变质作用模拟技术,真三维的常规油气生成、排放动力学模拟技术,油气运移和聚集的人工智能模拟技术,油气成藏的系统动力学模拟技术,以及系统动态连接与集成化技术。作者探讨这些理论难题并取得关键技术上的一系列突破,初步建立了一个三维油气成藏动力学模拟评价系统,并成功地用于实践中去。      

油气成藏动力学及油气运移模型

油气成藏动力学指在某一特定的地质单元内,在相应的烃源体和流体输导体格架下,通过对温度,压力（势）,应力等各种物理,化学场的综合定量研究,在古构造发育的背景下历史地再现油气生,排、运,聚直至成藏全过程的多学科综合研究体系,它的研究对象可以是单一的含油气系统,也可以是多个相关含油气系统的组合,甚至可以是与某一油气藏形成有关的某些地质单元,三维烃源体与油气输导体系的建立是油气成藏动力学研究的基础,温度,压力（势）,应力等物理,化学场是流体运移的动力,在不同物理,化学场和不同流体输导条件下,烃类运移运动学模型的建立是研究的核心,有了各种边条件下烃类运移运动学模型,就可以在三维流体输导体系构造发育历史模拟的基础上,实现烃类生,排,运聚历史的模拟,从而揭示各种成藏规律,将石油地质研究提高到追踪油气运移路径,估算运聚量的新高度,为油气勘探提供全新的概念和有效的研究方法及工作手段,内提出了宏观油气运移的概念模型,并由此导出了重要的油气运移概念。     

油气成藏动力学研究系统概要(中)

4 油气成藏动力学研究实例 这里介绍2个研究实例:"珠江口盆地珠一坳陷油气成藏机理研究"实例,主要介绍油气成藏动力学系统控制模型的建立;"珠江口盆地珠三坳陷油气成藏动力学系统研究"实例,则主要介绍油气成藏动力学系统的具体应用效果.     

鄂尔多斯盆地西峰油田油气成藏动力学特征

应用油气成藏动力学原理和方法,研究了西峰油田的地质背景、油气成藏动力学条件和成藏过程,探讨了油气成藏动力学机制.从纵向上划分出自源高压封闭、混源低压半封闭和他源常压开放3个油气成藏动力学系统.自源高压封闭系统中浊积砂层系和混源低压半封闭系统中近源岩的三角洲前缘砂层系,是今后进一步勘探的主要目标层系.     

南堡凹陷油气运移特征及成藏动力学系统划分

详细分析南堡凹陷油气运聚特征 ,划分出下第三系的成藏动力学系统。研究区油气初次运移的排烃门限较深 ,处于成油门限之下的第一个高异常孔隙流体压力值骤减的深度即为本区油气大量初次运移的主排烃门限。对于二次运移 ,油源和正向构造带展布控制了油气侧向运移的区域指向 ;断裂活动和生储盖组合控制了油气的垂向运移和纵向分布 ;供油断层的活动性与烃源层主排烃期的配合 ,是控制油气在各正向构造带富集程度的重要因素。根据孔隙流体压力分布和油气运移聚集特征 ,该区纵向上可划分出 3个成藏动力学系统 :下部自源高压原生封闭—半封闭成藏动力学系统、中部自源—它源高压—常压半封闭—封闭成藏动力学系统、上部它源常压次生开放型成藏动力学系统。     

油气成藏动力学模拟评价系统的研制

在油气成藏动力学模拟评价系统的基础上,进一步考虑各种地质因素,包括快速底层数据建模、模拟数据的透明化、油气初次运移模型、多因数控制的油气运聚模拟、油气最优运移路径的法线追踪等,建立了地质模型,并将地质模型转化成数学模型和计算机模型,提升了该系统的模拟能力,使该系统成为地质学家的一个油气系统三维可视化分析工具.利用该系统对东海盆地丽水凹陷开展了实际应用,得出丽水凹陷总生烃量为158×108t,其中生油78×10₈t,生气79×10₁₁m3,从而对该凹陷的油气勘探起到了指导作用.      

含油气盆地成藏动力学系统模拟评价方法

在总结分析国内外盆地模拟技术发展现状的基础上，指出盆地模拟技术的发展方向是以成藏动力学系统模拟为核心的地质家综合评价应用平台，成藏动力学系统模拟方法的突破点是以三维岩体模拟和三维构造模型为基础的三维运聚模拟，地质家综合评价应用平台的优势主要体现在系统的规模（适用于各种地质单元体的多维综合模拟评价），和系统的适用性（人机联作的图形编辑及三维可视化界面，人机联作的参数设置界面，开放式信息管理系统），在分析含油气盆地成藏动力学系统模拟的概念，思路，技术关键以及系统结构的基础上，对突破点的核心模型（三维岩体模拟，三维构造模拟，三维运聚模拟）进行了设计，并提出了预期的目标。     

断陷盆地油气运聚成藏的动力学模型与方程——以北部湾盆地迈陈凹陷为例

随着油气勘探的逐渐深入和勘探条件的日益复杂,油气运聚成藏动力学定量化的研究已经成为石油地质研究的趋势和重要方向。该文以商业规模的油气体为研究对象,选择宏观层面的油气成藏动力和阻力参数,建立了一种新的定量计算油气运聚成藏动力和阻力的方法。该方法主要针对断陷盆地幕式成藏的特点,按照油气生排烃、运移、聚集成藏的不同过程,从油气运聚动力和阻力的角度,分析动力与阻力在幕式成藏关键时期的相互关系,建立4种动力学模型:超压驱动动力学模型、持续运移动力学模型、侧向封闭动力学模型和浮力驱动动力学模型,给出了相应的动力学方程,并以北部湾盆地迈陈凹陷为例,通过计算关键时期成藏动力与阻力,绘制平面等值线图,定量判断油气运聚的方向和距离,最终指出油气聚集有利圈闭。      

基于盆地动力学的油气成藏研究进展

认识沉积盆地的成因,揭示其演化历史中的动力学过程,研究盆地内流体的性质和运动方式,是研究油气运移、聚集和成藏的有效方法。含油气盆地动力学研究系统可划分为成盆、成藏和评价3大次系统,各系统之间紧密联系、相互作用、彼此制约。     

油气成藏动力学及油气运移模型

油气成藏动力学是指在某一特定的地质单元内,在相应的烃源体和流体输导体系格架下,通过对温度、压力(势)、应力等各种物理、化学场的综合定量研究,在古构造发育的背景上历史地再现油气生,排、运、聚直至成藏全过程的多学科综合研究体系。它的研究对象可以是单一的含油气系统,也可以是多个相关含油气系统的组合,甚至可以是与某一油气藏形成有关的某些地质单元。三维烃源体与油气输导体系的建立是油气成藏动力学研究的基础。温度、压力(势)、应力等物理、化学场是流体运移的动力。在不同物理、化学场和不同流体输导条件下,烃类运移运动学模型的建立是研究的核心。有了各种边界条件下烃类运移运动学模型,就可以在三维流体输导体系构造发育历史模拟的基础上实现烃类生、排、运、聚历史的模拟,从而揭示各种成藏规律,将石油地质研究提高到追踪油气运移路径、估算运聚量的新高度,为油气勘探提供全新的概念和有效的研究方法及工作手段。文内提出了宏观油气运移的概念模型,并由此导出了重要的油气运移概念。     

论油气成藏系统及其划分原则与地质意义

油气成藏系统与含油气系统是两个不同的概念，两者既有区别又有联系。研究认为，油气成藏系统是一个相对独立的油气运移、聚集地质单元，包括同一运聚系统内相关的有效烃源岩、输导体系和油气藏以及油气藏形成所需要的一切地质要素和作用。油气成藏系统划分的依据是控制油气运移聚集的主要运载层成藏期古流体势的高势面和有效输导体系的展布特征等。成藏系统分析对高勘探区油气资源评价和成藏组合评价具有重要实用价值。油气成藏系统的研究应首先进行成藏系统的划分，再在纵向上分系统进行成藏组合的划分与评价。以东营凹陷博兴洼陷为例，将其划分为5个油气成藏系统，各油气成藏系统又分别划分出下、中、上三套不同的成藏组合；对各成藏系统、不同成藏组合的成藏特征进行了分析和总结，对各成藏系统的勘探潜力和勘探方向进行了评价和预测。     

东濮凹陷成藏动力学系统划分及其意义

根据高精度层序地层高频沉积旋回、泥岩欠压实、有机地球化学特征.结合封闭条件和盐湖盆地地层发育盖异性特征,东濮凹陷古近系—第四系地层自上而下可划分为5个成藏动力学系统,即顶部它源常压开放成藏动力学系统、上部混源常压开放成藏动力学系统、中部混合源弱超压半封闭成藏动力学系统、下部自源超压半封闭成藏动力学系统、底部自源超压封闭成藏动力学系统,其中、下部成藏动力学系统是东濮凹陷最重要的油气系统。这种成藏动力学系统划分对深化东濮凹陷油气勘探、寻找隐蔽性油气藏具有重要意义。     

成油气系统综合分析模拟的思路和方法

成油气夜为控制油气形成与赋存的地质单元，其概念已为国内外油气地质家普遍接受。成油气系统与盆地数值模拟的关系十分密切。本文论述成渍气系统数值模拟综合分析的内容和方法，以及应注意的问题。     

博兴地区油气成藏系统研究

博兴地区发育多种类型的圈闭，油气资源丰富，是一个复式油气聚集区。该区油气有两个成藏期，即东营组沉积末期和明化镇组沉积时期。提出油气成藏系统概念和划分原则，并将博兴地区划分为西部高青断裂带、南部樊家-正理庄-金家斜坡带、东部纯化-梁家楼和北部小营-平方王四个油气成藏系统，不同系统具有不同的油气成藏特征和成藏模式。     

油气成藏研究历史、现状及发展趋势

本文从石油地质学中极为重要的油气成藏研究入手,分析了油气成藏研究历史,划分了3个历史发展阶段。第一阶段（19世纪末－20世纪50年代初）以油气藏背斜说或重力说为代表。第二阶段（50年代中期－70年代末）为以Tisson有机生油理论、油气二次运移聚集原理及我国陆相石油地质理论为代表。第三阶段（80年代－现在）以油藏描述、盆地模拟、储层地球化学、含油气系统和成藏动力学系统为代表。从地温场与地压场、成藏史、含油气系统、成藏动力学系统和盆地模拟等5个方面讨论了油气藏研究的现状及发展趋势。