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。      

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。     

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。     

油气运移研究现状及主要进展

20世纪80年代以前,油气运移的研究主要集中在定性实验、机理认识和有机地球化学中油-源对比方面。之后,油气运移的研究呈多样化发展,主要包括:1)小尺度模型物理模拟-大尺度箱状模型-仿真模拟;2)油气运移流体动力学模拟-油气优势运移数值模拟;3)运移机理研究-系统论研究;4)油气运移流体示踪技术地球化学研究;5)网格模型-逾渗模型研究和应用;6)封存箱-幕式成藏理论与认识。未来油气运移学术领域的主要研究方向包括油气在输导层中运移的优势通道、逾渗模型在盆地尺度的发展和应用、断层启闭性评价方法、油气包裹体及自生矿物标志特征和采用动态、定量的动力学方法研究古流体运移问题的三场耦合。     

《新疆石油地质》征稿简则

1征稿重点(1)前陆盆地(山前坳陷)冲断带油气分布规律及成藏要素;(2)非构造油气藏油气富集规律及成藏主控因素;(3)深部油气勘探经验和方法;(4)非常规油气成藏条件及勘探开发技术;(5)火成岩油气藏形成条件及勘探开发技术;(6)稠油—超稠油油藏开发技术;(7)碳酸盐岩油气藏勘探与开发技术;(8)提高原油采收率技术;(9)特低渗透油气藏勘探与高效开发技术;(10)石油工程技术方案设计及地质应用;(11)油气地质学的基本理论问题。     

对外合作油气资源评价方法探讨

油气资源评价可以分为新区(Frontier)、未成熟区(Immature)和成熟区(Mature)资源评价.油气资源评价流程可以分为大区域(Tectono-Stratigraphic Provinces、Trend)盆地分析和盆地模拟研究、含油气系统和成藏组合区带(Play)评价、有利成藏层系(Play Fairway)和勘探目标圈闭(Prospect)优选.油气资源评价的关键在于通过资料处理、专题分析和综合评价,建立地质-经济动态评价系统.应用蒙特卡罗模拟技术评价油气田规模分布、发现概率和商业价值.通过逐级风险评价,优选勘探机会和勘探目标.地质评价不仅要建立概念和模型,更重要的是提高模型的预测能力.油气资源经济评价以静态评价和动态评价的有关经济指标衡量勘探开发目标.静态评价的经济指标主要是净利润、最大现金流出和投资回收期.动态评价指标包括净现值和折现现金流.在论述西方油公司资源评价方法的基础上,介绍了西方油公司对塔里木盆地和鄂尔多斯盆地不同勘探开发阶段应用资源评价方法的实例.     

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...     

《新疆石油地质》征稿简则

正1征稿重点(1)前陆盆地(山前坳陷)冲断带油气分布规律及成藏要素;(2)非构造油气藏油气富集规律及成藏主控因素;(3)深部油气勘探的经验和方法;(4)非常规油气成藏条件及勘探开发技术;(5)火成岩油气藏形成条件及勘探开发技术;(6)稠油-超稠油油藏开发技术;(7)碳酸盐岩油气藏勘探与开发;     

盆地综合模拟系统BASIMS

油气盆地数值模拟是近十多年发展起来的新技术.它基于石油地质机理,应用多学科知识,定量模拟一个探区(盆地、坳陷、凹陷、次凹)的地史、热史、生烃史、排烃史和运移聚集史,从而进行综合评价,指出有利勘探地带.本文以我院研制成的盆地综合模拟系统BASIMS为例,着重介绍地史、热史、生烃史、排烃史和运移聚集史这五大模型的最新方法以及油气资源综合评价技术.     

BAES盆地模拟评价系统及其在珠江口盆地的应用

BAES盆地模拟评价系统是大型石油地质应用系统——PRES油气资源评价专家系统中的一个子系统。该系统拥有一个6类20多种模型的模型库,通过菜单式模型组装完成评价区埋藏史、热史、成熟史、生烃史和排烃史的历史模拟,从而进行评价区生油条件的定量评价,指出评价区的有利生油气区,确定主要生排烃期和生排烃量。通过BAES盆地模拟评价系统在珠江口盆地各坳陷区的实际应用,可以看出该盆地的油气资源分布特点,同时也可以看出这一盆地模拟系统的主要特点。     

含油气盆地发育剖面的数值模拟

盆地发育史的数值模拟方法,是在电子计算机上再现盆地的地质、水动力学和热力学的发育过程,比较客观地给出有机质成熟的时间、区域以及油气生成环境的动态变化过程.盆地模拟的数学模型是一组关于地层超压和古温度的非线性偏微分方程初边值问题.文中给出了二维问题的数值解法、模型问题的稳定性理论分析以及计算实例,计算结果表明,计算得到的地层超压和古温度合理,有很强的物理特性.     

松南H凹陷二维盆地模拟试验研究

为了在松南地区扩大油气勘查成果，我们对勘探重点的Ｈ凹陷Ａ剖面进行了二维盆地模拟。得到了Ｈ凹陷的地史，热史，生烃史，排烃运移史资料。在地史研究中，从已知盆地出发，采用了回剥技术，由今溯古重建了凹陷的沉积史和构造史。在此基础上进行热史分析，得到了Ｈ凹陷在早期发生断裂活动，并伴有高热流值，形成了有利于有机物向石油烃转化的环境，生烃史和排烃运移史的研究主要对沙河子组地层进行，研究结果表明沙河子组是凹陷中的     

鄂尔多斯盆地延长组多烃源层生排烃定量及成藏贡献厘定

鄂尔多斯盆地中生界延长组发育多套烃源层,目前认为长7段烃源层为延长组产油层的主力烃源层,但对其他烃源层的生排烃以及烃源层的成藏贡献缺少评价手段。通过盆地模拟手段,依据大量基础地质资料和勘探成果,建立地质体模型和热史模型,开展基于地质约束下的延长组多烃源层生排烃以及成藏模拟研究。结果表明延长组各烃源岩生烃转换率主体分布于45%~75%之间,仍具有较大生烃潜力,具备开展页岩油原位开采的地质条件。当前累计生烃量达1 233×10⁸ t、排烃900×10⁸ t,主要以{\mathrm{C}}_{{\mathrm{14}}^{+}}的重质烃类为主。烃类大量生成期和排烃期均集中在早白垩世,占总生排烃量的68%~82%。成藏模拟结果揭示白垩系沉积之前延长组各地层只有少量烃类充注,早白垩世为烃类充注成藏的关键时期。各烃源层上下呈“近源成藏”的特征,盆地模拟结果与盆地探明油藏和预测油藏分布范围具有较高的吻合程度。研究提出将“长7段主力烃源层多层系立体勘探”模式跨越到“多烃源层近源成藏”模式,助推鄂尔多斯盆地中生界延长组页岩油和新区新层系的石油勘探。     

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。      

地球科学新理论、新技术在油气勘探中的应用

石油作为一种不可替代的能源（就目前而言）,在全球经济发展和人类社会文明进程中起到越来越重要的作用。但是,随着油气勘探工作的不断深入,勘探程度的逐年提高,油气勘探难度亦愈来愈大。在“背斜理论”指导下,容易找到的背斜油气藏多已被发现,目前,所面对的是越来越复杂的油气勘探对象。然而,地球科学的新理论．如沉积盆地动力学、含油气系统、深盆气地质、成藏动力学等新理论的产生与发展,为我国和世界油气勘探的稳步发展奠定了科学的理论基础。地球科学的新方法如盆地分析模拟技术、油藏描述技术、成像测井技术等新技术的出现和应用。为油气进一步勘探提供了技术保证。     

油气聚集保存的时间性和有效性分析——油气有效成藏期及有效成藏组合研究

在探索盆地油气成藏规律的研究中,要系统地研究储层流体系列(天然气、原油、沥青及水中有机质)含有油气生成、运移聚集、演化与氧化、破坏与保存等诸多方面信息的有机地球化学特征和赋存特征.当将它们与形成上述特征的地质背景(包括构造史、埋藏史、沉积成岩史、孔隙发育史、油气史)动态地结合起来进行研究时,发现油气的聚集和保存具有明显的时间性和有效性,并进而可以获得盆地油气有效成藏期及有效成藏组合的有用信息,从而为现实的油气勘探服务.     

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。