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。     

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。      

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。      

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.     

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。     

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     

盆地模拟技术研究现状及发展方向

自21世纪以来,盆地模拟技术已步入较为艰难的特殊发展时期,国外原有商业软件公司还一直在顽强坚守井在所侧重的不同方面有所发展,并且还有新的研究机构加入进来。在20世纪初之前,我国盆地模拟技术基本保持了与国际基本相当的发展水平,具有较好的发展基础。作为长期的技术难题,三维油气运聚模拟在模拟算法精确求解、对断层等地质因素的考虑、油气运移的间歇式突变过程恢复、古水动力学过程重建等诸多方面面临着困难与挑战。而加强对三维地质属性建模与构造建模技术的应用、实行符合地质规律的油气运聚法则引导下的分关键阶段交互模拟,将是今后盆地模拟技术发展的主要方向。     

油气运聚模拟在目标钻前研究中的成功应用——以渤海海域渤中21-22区为例

在对构造演化、成藏要素综合分析的基础上,运用盆地模拟技术对渤海海域渤中凹陷渤中21-22区的埋藏史、热史、生烃史以及油气运聚进行了模拟,指出了有利的油气聚集区。研究结果表明:渤中凹陷沙三段及东三段烃源岩在馆陶组沉积时期进入了大量生油期,现今均已进入大量生气阶段。渤中凹陷生成的天然气沿潜山表层风化壳以及大型不整合面运移至渤中21-22区潜山成藏。因而,渤中21-22区潜山是极为有利的油气勘探目标区。对该区的成功钻探验证了油气运聚模拟结果。因此,该油气运聚模拟技术是优选、评价有利勘探目标区、降低勘探风险并提升勘探成功率的有效方法。     

盆地模拟技术新进展（一）：国内外发展状况

盆地模拟技术已有近２０年发展历史，已进入实际应用阶段，技术难点是排烃史和运聚史模拟。国外近１０年以二维模型为主，正在研究全自动模拟过程中增添人工干预界面，使石油地质家能便捷地修改参数、修正模拟结果，并与常规分析紧密结合，力图提高模拟精度。     

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     

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.      

断陷盆地洼陷带岩性油气藏成藏动力学模式——以济阳坳陷为例

以济阳坳陷为例，运用成藏动力学理论，分析了断陷盆地洼陷带岩性油气藏的成藏过程。研究结果表明，成藏动力贯穿于油气成藏的全过程，油气运移和聚集的原始动力是烃源岩内的孔隙流体压力；油气成藏的主控因素为烃源岩、输导体系和成藏动力；成藏动力学模式为应压双控、复合输导及幕式置换。     

海相改造残留盆地的地质特征和勘探前景

中国前新生界海相地层很发育,其油气资源潜量丰富,但目前探明程度和勘探成功率很低。其根本原因在于它们普遍经历过多期改造,具有改造残留盆地的性质。主要的改造方式有抬升剥蚀、构造变形和深埋等,具体受盆地在各期构造运动中所处的大地构造背景控制,如被前陆盆地或裂谷盆地所叠加,整体抬升转化成为高原或高地,以及由于冲断褶皱而转化为断褶带甚至于造山带等。海相改造残留盆地具有复杂的成藏动力学过程和油气系统。其最重要的油气成藏特点有 :(1)多期成藏,形成复杂油气系统,油气藏高度分散;(2)晚期(喜马拉雅期)成藏,明显受喜马拉雅运动控制。因此在油气勘探中要以正确认识和描述地质特征的非均一性为关键,以油气的生、运、散、聚成藏动力学过程为主线,从各种地质要素的相互作用的发展演化历史的角度开展研究。海相改造残留盆地勘探前景广阔,必将成为我国 2 1世纪油气勘探的主战场。     

基于GIS的松辽盆地北部深层气运移路径模拟

油气运聚史模拟是盆地诸史模拟中难度最大、最复杂的内容之一。油气在输导层中运移聚集的路径受控于输导层顶面的三维几何形态。以地理信息系统（GIS）的栅格数据结构为基础，按照油气运移的机理，开展了基于GIS支持下的松辽盆地北部深层天然气运移路径的三维模拟研究，构建了基于GIS的油气运移路径模拟算法，并提出了相应的模拟流程，成功地模拟出了该盆地深层天然气的运移路径，有效揭示了该盆地晚白垩世天然气主运移期天然气的运聚规律。模拟结果表明：在该盆地晚白垩世天然气的主运移期，与生气凹陷毗邻的构造及位于生气凹陷北部和南部的构造均处于天然气运移路径上，为有利的油气聚集区；而其他构造则大多位于天然气运移路径之外，基本上没有天然气的聚集。这一研究结论与现有的勘探实践相吻合。     

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。      

饶阳凹陷下第三系隐蔽油气藏的形成

通过对饶阳凹陷下第三系隐蔽油气藏成藏地质条件及油藏特征的分析,结合油源特征、生储盖组合以及输导系统特征,总结了隐蔽油气藏成藏模式;研究了隐蔽油气藏的成藏模式及控制因素,发现断陷湖盆隐蔽油气藏的形成具有多元控藏、主元富集的特点,即不同区带隐蔽油气藏的形成受多种不同因素的控制,某一具体地层岩性圈闭中油气的富集受控于其中一两个主要因素;在此分析基础上,查明了饶阳凹陷下第三系隐蔽油气藏的分布规律。