盆地模拟技术的发展现状与未来展望

在系统介绍盆地模拟系统的国内外发展简史基础上,分析了盆地模拟地质模型和数学模型的发展现状,尤其分析了油气成藏动力学“五史”模型的发展现状,提出盆地模拟技术有待解决的5个难题:(1)盆地动力学模型与油气成藏动力学模型的有机统一;(2)三维地质体动态平衡模型及相应的数学模型建立;(3)盆地古水动力学过程的准确模拟;(4)成藏动力学各模型的全三维化;(5)可变网格的偏微分方程组求解。认为盆地模拟技术未来十年的发展趋势是:(1)基于盆地动力学演化的全三维油气盆地动态模拟系统得以建立并逐渐完善;(2)由大型勘探数据库支持的盆地动态模拟系统成为油气勘探和资源预测的得力工具;(3)成油气系统模拟成为盆地模拟的重要内容和发展形式;(4)“交互模拟”、“人工干预界面”和“综合评价”技术获得长足发展。      

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。     

油气运移和聚集的人工神经网络模拟

盆地演化、油气系统演化以及油气的运移聚集充满了混沌与非线性特征,单纯使用传统的地下流体动力学方程,无法实现油气运聚的模拟和评价。作者探讨了将传统动力学模拟与人工神经网络模拟结合起来的的途径与方法,即在三维构造地层体的动态模拟基础上,采用单元体模型使非均质的复杂通道体系转化为有限个简单均质体后,再利用传统动力学模拟来对相态和驱动力求解,然后运用人工神经网络技术来解决单元体之间的油气运移方向、运移速率和运移量等问题。利用所编制的软件对珠三凹陷的油气二次运移和聚集进行了动态模拟,有效地揭示油气运聚的复杂机理和过程。      

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拟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)进行了没计,并提出了预期的目标。     

地震资料解释与盆地模拟在油气成藏研究中的联合运用

 由于地震资料解释可提供盆地模拟所需的参数,比如不同岩石的特性及其在三维空间的展布特征等,所以可将两者结合进行油气成藏研究。本文根据油气成藏研究中控制油气聚集与分布的三大主要因素（构造演化、层序地层格架和运聚条件）,从以下三方面进行油气成藏研究：①通过三维地震构造解释与构造演化史模拟的结合,再现生长地层的变形过程,揭示控制有效储层形成的地质作用和油气成藏要素的时空匹配关系;②根据层序地层的地震解释和岩性预测,约束重建沉积史,分析生储盖组合,为研究岩性地层油气藏分布规律和成藏机理提供依据;③将波阻抗反演孔隙度和渗透性与储层演化和油气成藏结合起来。盆地模拟的结果取决于井资料和地震反演结果,而数值模拟出来的流体方向、饱和度、裂缝等,又可用来作为约束条件以提高地震反演结果的质量。     

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。     

油气系统动态数值模拟研究（一）——技术思路与软件流程

油气系统是最适于进行盆地模拟评价的油气地质单元，盆地模拟的特点体现了油气系统的认识论。油气系统分析模拟的内容应包括①静态地质要素研究；②油气系统动态地质作用（可以通过地史、热史、生烃史、排烃史、运移聚集史模拟再现）研究；③油气系统的关键时刻与事件组合关系研究。盆地模拟已形成了系统化、模型化、定量化的动态模拟软件，用盆地模拟技术实现油气系统动态数值模拟是现实可行的捷径。在盆地综合模拟系统基础上，按照油气系统的研究内容和成图表达方式，建立了油气系统动态分析模拟软件系统，具有进行四方面分析模拟的功能①背景研究，利用平衡剖面、层序地层模拟以及构造热模拟等方法，综合研究油气系统的背景、单个油气系统静态地质要素等；②动态地质作用模拟研究，研究油气系统的地史、热史、生烃史、排烃史、运聚史过程；③关键时刻与事件组合关系研究；④油气资源量估算与有利目标评价。图2参6（张庆春摘）     

柴达木盆地北缘西段油气成藏动力学研究

综合前人对柴达木北缘盆地演化和含油气系统的研究成果,遵循油气成藏动力学研究的思路和方法,以动态成藏要素研究为主线,采用盆地分析和数值模拟方法,恢复盆地演化过程;综合考虑不同时期烃源岩特征、流体势场及主要输导层输导物性分布,对主要成藏期的油气运聚过程进行了模拟分析,总结了柴北缘油气成藏的主控因素及成藏规律.研究结果表明,中新世是研究区侏罗系烃源岩主要的生油期,生排运量均足够丰富,但这时赛什腾凹陷只是一里坪坳陷的北部斜坡,构造圈闭主要在盆地边缘,相当大部分的油都运移到盆地边部,可能在后期的构造变动中逸散;上新世以来的晚成藏期,研究区烃源岩以生气为主,这时构造圈闭发育,天然气成藏条件具备,盆地深层构造圈闭易于形成较大规模低渗气藏.图6参62     

叠合盆地油气成藏体系研究方法探讨

应用三维模拟技术,强化油气成藏体系动态演化过程,采用"正反演结合"的思路,探讨叠合盆地油气成藏体系的研究思路和方法.整个的研究过程分5步:通过成藏要素研究构建地质模型;通过正演烃源岩生烃过程与时空演化,分阶段计算生烃量;通过输导体系研究来调整油气最终的分布;应用油气组分追踪技术分析不同烃源岩层贡献比例;根据三维模拟结果...     

东海陆架盆地南部构造演化及对油气的控制作用

通过对东海陆架盆地形成的动力学机制研究,分析了动力学机制控制下的盆地南部构造演化特征,提出构造演化对油气成藏的四个控制作用:(1)构造运动控制了盆地演化阶段与凹陷结构;(2)构造运动控制了盆地沉降中心迁移与地层分布;(3)构造运动决定了油气成藏关键时期和油气分带的差异性;(4)构造运动控制了油气聚集与分布.构造运动是盆...     

柴西地区构造应力场演化模拟

构造应力场的剧烈变化期与烃源岩排烃期、油气大规模运移期和聚集期具有较好的匹配性，盆地油气分布与其构造应力场之间存在着密切的关系。构造应力特别是成藏期构造应力对油气的运移、聚集和油气藏的形成起着重要作用，盆地构造应力场通过各种直接和间接的不同方式，影响甚至控制着油气的生成、运移和聚集。通过对柴达木盆地西部地区第三纪不同阶段的三维应力场数值动态模拟，分析该地区不同时期的应力场分布特点．结合已知的油气分布情况．认识应力场对油气分布的控制规律。图4参5     

论成藏动力学与成藏动力系统

油气成藏动力学包括油气成藏的各种动力、盆地地球动力学背景以及油气从源岩到圈闭形成油气藏所经过的"路"--成藏动力系统.成藏动力系统既是成藏动力学的载体,也是成藏动力学研究的主要内容.成藏动力系统的构成要素包括排液(烃)单元、排液(烃)组合、成藏动力子系统、连通体系等.成藏动力系统研究的主要进展是:1)层序地层学研究在成藏动力系统识别和划分中的应用,认识到最大洪泛面是识别和划分成藏动力系统的关键界面;2)异常压力封存箱发育区的成藏动力系统;3)构造动力在油气生、排、运、聚、再运移、再聚集、直至油气藏破坏的成藏作用过程中的研究.     

TSM盆地模拟原理方法与应用

盆地模拟是建立在油气地质的物理、化学原理上,用计算机软件来实现时空框架下的盆地结构、沉积充填和油气生排运聚的演化,从而给出油气资源潜力评价。TSM盆地模拟是在"3T-4S-4M"盆地研究工作程式指导下研发的在原型约束下的确定性数值模拟软件系统。系统强调以盆地原型并列与迭加分析为先导,采用确定性的油气响应模拟模块,合理计算埋藏史、热史、生烃史、运聚史等结果,通过结果分析得到合理的油气资源量和分布。通过四川盆地川西坳陷的模拟应用,揭示了晚三叠世以来陆缘拗陷盆地原型到前渊盆地原型的环境变化,以及上三叠统须家河组烃源岩发育、分布、演化特征和动态生排烃过程。模拟结果表明,侏罗纪拗陷原型沉降演化是导致不同段生排烃差异形成的重要原因;中-晚侏罗世最终定型的结构控制了天然气的运聚,形成了孝泉-丰谷、安县-鸭子河-大邑2个有利的资源聚集区。模拟结果表达了盆地原型迭加的控烃、控藏过程;表明TSM盆地模拟可动态揭示"原型控源、迭加控藏"的油气演化过程,通过与已知的拟合,最终实现预测未知油气的功能,是油气勘探领域重要的技术手段和工具。      

东海陆架盆地西湖凹陷油气成藏动力学

采用静态描述与动态模拟相结合的方法，对西湖凹陷的流体动力场、生排烃史、油气运聚及成藏机制等油气成藏动力学特征进行了系统研究。研究表明，西湖凹陷不同构造单元具有各异的地下地温场和压力场特征；始新统平湖组具有厚度大、分布广、有机质丰度高、热成熟度高和生排烃强度大等特点，是凹陷内最重要的烃源岩层系；西湖凹陷曾发生2期重要的油气充注过程，其中第一期主要充注液态烃，第二期主要充注气态烃，渗透性砂岩层、断层及不整合面组成了凹陷内纵横向相互连通、有利于油气运聚的流体输导系统；西湖凹陷的油气成藏具有多期成藏、垂向运聚、近源成藏等特点，油气富集受多种因素的联合控制     

叠合盆地油气资源评价问题及其研究意义

叠合盆地具有多套烃源岩、多类储盖组合、多次生、排烃和多期成藏等特征,通常勘探目的层埋深大,经历长期演化,油气藏充注历史复杂,油气分布规律受多种因素控制。认为评价叠合盆地的油气资源量时需要注意：①不能依据氯仿沥青“A”和有机碳含量等实测指标评价烃源岩品质,因为这些指标值高并不能完全表征烃源岩的生、排烃量大;②不要完全依据生、排烃量评价探区勘探前景,因为构造变动强时可以使烃源岩排出的烃量在运称中全部遭到破坏;③不宜套用运聚系数法求取资源量,因为叠合盆地成藏体系聚油气效率远不如简单盆地;④不应依据有限的几口预探井的失利而否定某一地区的勘探前景,因为复杂盆地具有复杂而独特的油气藏机理和分布规律。研究这四方面的地质问题对于准确评价和预测叠合盆地的油气资源具有重要意义。     

构造演化与含油气系统的形成——以准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷为例

准噶尔盆地东部自晚石炭世洋壳消减后进入陆相盆地演化阶段,是一个构造演化复杂、由多个含油气凹陷和凸起构成的构造带,其构造演化历史主要分为4个阶段,即裂谷—断陷盆地阶段、断—坳盆地阶段、陆内坳陷盆地阶段和再生前陆盆地阶段。结合盆地东部吉木萨尔凹陷复合含油气系统特征,探讨了构造演化与含油气系统形成之间的关系。研究表明,构造演化在一定程度上控制着生储盖组合的形成,影响烃源岩的演化进程,控制着含油气系统的多期生烃和多期成藏,构成含油气系统的运聚、改造和后期保存的关键时刻。      

准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带断裂活动与油气运聚

准噶尔盆地西北缘冲断带东段的乌夏断裂带是西北缘构造活动最为强烈的地区。由于多期的构造活动,断裂的平面和剖面形态呈现出复杂化和多样性。在垂向上,以侏罗系底界为界,将断裂划分为深层断裂体系和浅层断裂体系,由于深、浅层断裂体系活动时间和活动强度的差异,对油气成藏的控制作用也有明显的不同。从断裂的活动期与油气的运聚期配置关系来看,三叠纪至侏罗纪的断裂活动与烃源岩的主生排烃期相匹配,对油气的运聚产生了重要的影响。断裂与不整合构成“之”字型运移网络,使油气从凹陷中心向盆地边缘、从深层向浅层呈台阶式运聚成藏。