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。     

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。     

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.     

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.     

中国海相残留盆地油气成藏系统特征

该文从鄂尔多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地、渤海湾盆地、中下扬子地区、滇黔桂地区等海相残留盆地的油气成藏系统特征研究出发,总结出中国主要海相残留盆地油气成藏系统的诸要素与盆地所处的大地构造位置及所经历的构造演化历史密切相关。这些盆地具有以下特征:a)原型盆地的构造沉降作用控制主力烃源岩的类型与分布;b)受原型盆地构造演化旋回控制形成3类有效生储盖组合;c)后期构造作用控制残留盆地晚期生烃中心;d)加里东期、海西期、印支期形成的继承性大型古隆起是主要油气运移指向区;e)古生界生烃区的生烃高峰期与圈闭形成期必须形成有机的配置;f)后期构造改造适中,既要有适当挤压隆升,形成必要的储集空间、圈闭和运移动力,使油气富集,又要不破坏油气藏;g)在经历后期构造改造后,盆地的晚期生烃及晚期油气运移受改造后的构造格局控制。     

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。     

费尔干纳盆地超深层油气成藏系统

费尔干纳盆地中央地堑带新生界中普遍发育超高压异常,其与构造挤压环境、快速沉降不均衡压实以及持续的生烃作用有关。这种超高压环境对深层油气的生成、聚集成藏产生了重要的影响。主要目的层新近系埋深超过5 000 m,仍以液态烃产出,深层高孔高渗类砂岩储层是河道砂岩在超高压环境下未经正常压实形成的,表现为取心收获率低、生产过程中易出砂的特征;而低孔高渗类储层与高压形成的水力破裂裂缝有关。古近系碳酸盐岩储层中高含硫化氢气体来源于TSR反应,TSR作用使含石膏碳酸盐岩储层物性得到了显著的改善,其油层组压力系数稍低于新近系油层组是重烃类气体损耗、储集空间增大两方面因素叠加的结果。中央地堑带主要目的层成藏系统划分为上部E-E₃N系统和下部JK-E_1-2系统;上部高产储层主要受河道砂岩和超高压控制,下部高产层主要受潟湖相的含石膏碳酸盐岩储层控制,2个含油气系统的压力、流体性质均有较大的差别,适宜于分层开采。     

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     

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.     

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。     

俄罗斯西西伯利亚盆地演化及油气成藏系统

俄罗斯西西伯利亚盆地为中—新生代超巨型克拉通盆地,油气资源丰富,是世界最大的含油气盆地.运用层序地层学方法,在分析构造、沉积演化过程的基础上,将西西伯利亚盆地划分为3个含油气系统.通过综合分析含油气系统的烃源岩、储集层和圈闭类型等要素,认为巴热诺夫—纽康姆含油气系统主要为上侏罗统—森诺曼阶的常规油气藏和巴热诺夫组的自生自储式非常规油气藏;托尔古—秋明含油气系统主要为中—下侏罗统秋明组的常规油气藏和基底顶部风化壳油气藏;北部中生代复合含油气系统主要为阿普特—森诺曼阶波库尔组的天然气藏和侏罗系—纽康姆阶的凝析油藏.     

苏北盆地形成演化与油气成藏关系研究

苏北盆地是结构复杂的中、新生代复合盆地。特殊的形成演化历史,致使盆地的油气成藏条件具有断陷盆地多套烃源岩、多期成烃、多种成藏组合的典型特征,多期构造事件的改造,导致盆区的分化裂解,含油气系统以分割断陷为基础,多次抬升剥蚀造成源岩成熟度相对较低,逆冲、走滑断裂及反转等构造活动,导致成藏规律复杂。     

中国主要海相残留盆地油气成藏系统特征

对鄂尔多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地、渤海湾盆地、中下扬子区及滇黔桂地区海相残留盆地的油气成藏系统特征进行了讨论,据此总结出中国主要海相残留盆地油气成藏系统的诸要素与盆地所处大地构造位置、所经历的构造演化历史密切相关,具有以下特征:原型盆地的构造沉降作用控制主力烃源岩的类型与分布;受原型盆地构造演化旋回控制形成三类有效生储盖组合;后期构造作用控制残留盆地晚期生烃中心;加里东期、海西期、印支期形成的继承性大型古隆起是主要油气运移指向区;古生界生烃区的生烃高峰期与圈闭形成期必须形成有机的配置;后期构造改造适中,既要有适当挤压隆升,形成必要的储集空间、圈闭和运移动力,使油气富集,又要不破坏油气藏;在经历后期构造改造后,盆地的晚期生烃及晚期油气运移受改造后的构造格局控制。     

江汉盆地沔阳凹陷油气成藏特征与成藏模式

论述了江汉盆地沔阳凹陷白垩系一下第三系的油气藏特征，总结了成藏模式。沔阳凹陷油藏类型以构造油藏为主，少量岩性油藏。新沟嘴组下段油气来源于自身的烃源岩，凹陷中北部以侧向排烃为主，潜江组沉积末期是其生排烃和油气运移的关键时刻，油气主要富集于距离成熟烃源体最近的鼻状隆起带内。白垩系为多源次生成藏，垂向排烃为主，油气主要富集于大断层上升盘的构造圈闭中。主要成藏模式有五种，自源一侧向排烃一封闭型是最有效的成藏模式。     

准噶尔盆地陆梁地区油气成藏系统

准噶尔盆地陆梁地区发育有两个油气系统，即盆1井西凹陷油气系统和玛湖凹陷油气系统。后者分布非常局限，仅存在于玛东斜坡区。受区域构造演化影响，从深部到浅部，部面上发育三个水文系统，每个水文系统其水文环境各不相同，对油气运聚的控制特征也各有差异。研究区的输导系统是非常发育的，是一个开放式的快速有效的系统，对油气的运移聚集起到了控制作用。     

开鲁盆地陆西凹陷油气成藏模拟

基于生储盖层条件分析,采用盆地模拟技术对开鲁盆地陆西凹陷的埋藏史、热史、生烃史、排烃史、运移聚集史进行模拟,得到不同时期油气在纵向上不同地层中的分布情况。再结合流体势分析划分油气运聚单元,从而得到油气在横向上的分布,最终指出有利的油气聚集区,为勘探开发指明方向。研究结果表明：九佛堂组上段和下段在白垩纪—现今达到排烃高峰期,沙海组和阜新组目前才开始大量排烃。陆西凹陷油气勘探潜力较大。五十家子庙洼陷、包日温都断裂构造带和马家铺高垒带是该区最有利勘探区带,马北斜坡带是较有利的油气勘探区。该模拟技术是评价构造单元资源量、优选有利探区、降低勘探风险的一种有效方法。