盆地地热场模拟的若干问题探讨

本文探讨了盆地地热场模拟所面临的诸多难题的解决途径和方法.作者从地下热流状态平衡与破坏的角度出发,用正常地热场的概念来描述常规上地幔热流对地热场的贡献,而用附加地热场的概念来描述岩浆侵入等事件对地热场的贡献;讨论了采用地壳热结构分析来获取盆地基底热流数值的方法,以及根据重力补偿地区的盆地基底与莫霍面的倒影关系所建立的莫霍面埋深经验公式的有效性;以Ungerer等提供的岩石热导率与岩性、地温之间的关系曲线为基础,采用双重回归方法建立了岩石热导率的经验公式.这些方法在一些盆地的地热场模拟中取得了成效.      

海拉尔盆地现今地温场与油气的关系

对海拉尔盆地68口井试油测温资料及30口井连续测温资料进行了研究，分析海拉尔盆地不同构造单元地热梯度及地温平面变化，探讨现今地温场的控制因素及现今地温在油气生成中的作用。海拉尔盆地现今平均地热梯度为3.0℃／100m，大地热流值为55.00m W／m^2，现今地热梯度和大地热流值分布具有南高北低的特点。盆地现今地热梯度和大地热流值低于松辽盆地，现今地温场受地壳厚度、基底结构及盆地构造的控制。海拉尔盆地乌尔逊凹陷为持续埋藏增温型凹陷，现今地温场对有效烃源岩区的分布和油气生成具有明显的控制作用，该凹陷内沉积的铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组烃源岩现今地温为烃源岩经历的最高温度，烃源岩现今处于持续生烃阶段，而贝尔凹陷、呼和湖凹陷的古地温高于现今地温，烃源岩生烃过程受古地温控制而不是现今地温。图6表1参21     

珠江口盆地地温场特征及构造-热演化

位于南海北缘的珠江口盆地作为中国海洋油气勘探的重点区域，具有良好的油气勘探前景。利用钻井地热测量数据分析了珠江口盆地现今地温场特征，利用古温标反演和拉张盆地模型正演相结合的方法定量揭示了盆地新生代以来的热演化史，并对比分析了浅水区和深水区构造-热演化的差异及主控因素，总结了不同地热地质条件对油气生成和富集的影响。研究结果表明，珠江口盆地具有"热盆"特征，地温梯度高。地温梯度值的总体变化趋势表现为从浅水区向深水区逐渐增高，与地壳和岩石圈向南减薄趋势一致。珠江口盆地始新世以来经历了两期裂陷拉张作用，其基底热流值表现为幕式升高的特征。浅水区珠一坳陷达到最高古热流的时间相对较早（约为33.9 Ma），而盆地深水区（白云凹陷、荔湾凹陷）裂陷拉张时间可以持续到23 Ma，随后才进入裂后热沉降期，盆地基底热流开始降低。白云凹陷磷灰石裂变径迹（AFT）热史模拟显示晚期约在5 Ma以来存在一期古地温快速增加，这可能与新构造运动有关。此外，由于深水区拉张强度大，加热时间长，陆坡区的白云凹陷最高古热流要高于陆架区的其他凹陷。     

珠江口盆地热流研究

本文依据实测的岩石热导率和地温资料计算珠江口盆地76口井的热流值，分析地热场特征。根据放射性元素热产率分析数据计算深部热流和地壳浅部放射性元素富集层的厚度，探讨珠江口盆地地壳热结构及其构造属性。同时，根据MCKENZIE拉张模式计算珠江口盆地内三个拗陷的拉张时间和基底沉降量。     

应用磷灰石裂变径迹定量恢复热演化史

本文应用磷灰石裂变径迹的面积径迹数随时间，温度变化的规律，建立非线性热流的反演模型。进行了海拉尔盆地２口井的地热史模拟，得到对盆地古热流演化及烃源岩热演化一般规律的认识，为进一步了解其油气生成条件提供了定量依据。     

西藏伦坡拉盆地地热史模拟

伦坡拉盆地位于青藏高原的唐古拉山南侧藏北湖区,为早第三纪狭长断坳叠置盆地,存在丁青湖组和牛堡组两套含油气系统.在地史模拟的基础上,选取适当地热史参数,对盆地地热史进行模拟.模拟结果反映了其地温场具有高热流值、高地温梯度的特征.现今地温梯度在5.0～7.0℃/(100m),古地温梯度略低,高地温场延续时间长,促使伦坡拉盆地烃类演化历程.     

南海万安盆地热演化史的初步研究

热演化史研究是盆地模拟中的重要环节,可以为烃源岩成熟度史、生烃史、排烃史模拟提供必要的参数,以便准确地评价盆地的油气资源。本文根据局部均衡回剥技术所获得的万安盆地的构造沉降曲线,用现今地壳厚度作为条件限制,采用综合反演法将构造沉降曲线与岩石圈均匀拉张模式的理论构造沉降进行拟合,并且考虑地壳和沉积物中的放射性物质的生热量,研究了盆地的热演化史。此外,本文根据上述热演化史,采用David A.Wood法计算烃源岩的R_0值,研究烃源岩的热成熟度史。研究结果表明:自从晚始新世以来,除局部地区地幔热流逐渐增温外,万安盆地地幔热流和基底热流具逐渐减小的趋势,并有北高南低的特征。渐新统烃源岩在盆地中部与北部地区处于过成熟阶段、盆地南部则刚刚成熟,下中新统烃源岩在盆地的北部和中部地区处于成熟阶段和高成熟阶段。     

裂谷盆地的理论模拟──以松辽盆地为例

本文对目前存在的裂谷盆地的两种理论模型进行了模拟,并通过其与实际盆地的观测资料的拟合,来确定盆地的形成机制和演化历史,得到有关盆地演化过程中诸如伸展量、构造沉降量、岩脉侵入量及古热流变化等参数。      

探索成岩油气圈闭的数据整合要点

有基底卷入的断层，尤其是随时间的过去被活化的断层，形成了一些最为重要的垂向渗透层。 这些断层的最重要意义在于是在分离了不同基底岩层的边界之上发育的。由于这些岩层边界经常与具有不同成分的基岩、地壳厚度和热流系统并列，所以它们通常易于小型活化。这些断层以及其它有基底卷入的断层最有可能在造山活动期间被活化，这些造山活动常与增强的盆地流体流动期一致。     

岩石圈生热效应对拉张盆地地热史的影响

恢复盆地地热史是盆地模拟中的一个重要部分。目前,用地球物理方法恢复拉张盆地的地热史都忽略了岩石圈放射性元素生热的影响。本文中,我们研究了放射性元素的生热效应模式,给出地热史和沉降史计算公式,发现放射性元素的生热效应对地热史影响很大,不能忽略。用这些公式恢复苏北盆地一口井的古热流和古地温,并模拟镜质体反射率(R°),与实测值吻合较好。同时,用不含生热效应的模式恢复该井的热流,则与实测值相差很大。所以,用地球物理方法恢复大陆内部拉张盆地的地热史不能忽略岩石圈内放射性元素的生热效应,必须用含放射性元素生热率的地热史模式。      

热液环流——侵入岩—外岩质带储层发育的重要影响因素

渤海湾盆地在第三纪具有频繁的基性岩浆活动，在这些高温岩浆的冷凝成岩及围岩递进变质过程中，所生成的COH热液将明显地改变地层的流体介质性质和运动学特征。渤海湾盆地的热液流动具有环流和单向流两种基本形式，其中，热液环流主要出现在具有连通孔缝体系的（超）浅成侵入环境，或者同生断层附近的基岩裂缝发育带；热液单向流则见于侵入深度大于2500m的第三系沉积地层、致密的前第三系碎屑岩，以及裂缝不发育的潜山基岩等环境。根据对热液径迹的观察和参数估算，这类热液环流的流速大约为中低温地热系统的5－9倍，并且循环作用可导致成岩环境具有较高水岩比。其结果不仅有助于形成较宽的变质晕和发育的变晶颗粒，同时使侵入岩及外变质带在完全还原条件下形成发育的溶蚀孔缝。但在单向流环境下，由于侵入岩浆在水岩比极低的条件下成岩，因此基本不具有储集能力。故而在渤海湾盆地，可以将岩浆侵入时的围岩环境作为侵入岩－外变质带储层预测的主要判据之一。     

中国油气盆地的系统研究

本文从地球动力学出发,对我国油气盆地的构造动力、沉积、热动力、水动力、与资源等五个方面进行了系统的研究.根据盆地的基底、时代、原型、叠加、改造,将中国油气盆地分为:东部、中部、西部及七个油气区与29个亚区,并分别阐明了三种盆地的构造模式;在进行盆地古地理重建的基础上,阐明了不同构造期盆地的古地理,沉积盆地的边界与中心,盆地与沉积中心的运动轨迹,并根据古气候、古地理将沉积盆地分为四类;在编制盆地地温梯度图与热流图的基础上,分析了地热成因与影响因素,热史与烃源岩的演化,将中国油气盆地分为:高热、热、温、冷四类;在研究盆地水动力、水化学的基础上,将盆地分为压实流、向心流、穿越流、滞流等四类,说明了它们与油气运移的关系,强调了平面分区、纵向分带的特点;在综合上述系统研究的基础上,总结了中国沉积盆地油气聚集的基本模式,对盆地的生烃量、排烃量、散失量、聚集量提出了看法.简介了我国当前的评价系统,强调了在计算机上进行盆地数字模拟的广阔前景.     

夭折大洋盆地构造演化及充填特征探讨——以南海双峰盆地为例

夭折大洋盆地是陆缘裂谷盆地向大洋盆地演化过程中形成的一种特殊的盆地类型,其特点是洋壳基底已经形成,但很快就停止扩张而转入坳陷。以南海双峰盆地为例,探讨了夭折大洋盆地的构造演化及沉积充填特征。研究表明,这种盆地的构造演化过程包括陆缘断陷、洋壳扩张和坳陷3个阶段。断陷期为陆相或海陆过渡相沉积,目前这套地层分布于靠近盆地边缘的部位;洋壳扩张期为半深海 深海沉积,这套地层表现为由靠近盆地边缘部位向洋壳扩张中心被动超覆的特点;坳陷期为深海平原环境,远离物源区,以深海静水泥岩沉积为主。夭折大洋盆地一般都具有较高的大地热流值和地温梯度,有利于有机质的热演化生烃作用,生烃门限深度浅。尽管夭折大洋盆地属深水或超深水范畴,但由于具有良好的生、储、盖匹配关系,因而将是未来南海深水油气勘探的重要领域。     

塔里木盆地的热史

塔里木盆地的地质热历史与其构造演化史密切相关。塔里木盆地自古生代以来古地温总体呈下降趋势,其间存在两个相对较高的古地温期:一个是寒武纪-早奥陶世,另一个是石炭-二叠纪。早古生代塔里木盆地古地温梯度较高,寒武纪-早奥陶世古地温梯度为每百米3.2～3.5℃,此后地温梯度显著下降;石炭-二叠纪古地温略有上升,地温梯度为每百米3.0～3.2℃;中生代古地温梯度下降平缓,中生代末地温梯度为每百米2.5℃;新生代地温梯度持续下降,现今地温梯度为每百米2℃。由于盆地不同构造单元构造发展演化史不同,塔里木盆地各构造单元的地质热历史各具特征。沙雅隆起与卡塔克隆起以及古城墟隆起在地质历史过程中,长期处于基底隆起区,大地热流始终相对较高;而满加尔坳陷长期处于坳陷区,基底埋深大,古热流相对较低。此外,新生代期间,塔里木盆地受南北向的挤压,由于山脉的负载作用,使盆地中部岩石圈相对上拱的卡塔克隆起地温梯度变化较小或略有上升,而边缘向下挠曲的塔西南坳陷新生代期间持续的快速沉降,地温梯度下降迅速,且幅度较大。     

渗流场及其相关场耦合的数学模型

盆地数值模拟是含油气盆地定量化研究的重要手段.在盆地演化过程中各种场相互作用和影响,因此,在盆地模拟时要综合考虑多种场变量的耦合作用。建立了多插相互作用的耦合非线性数学模型,并通过有限元数值方法对莺歌海盆地进行了数值模拟。莺歌海盆地是一个高温高超压盆地,其温、压、流场具有强烈的非线性耦合关系。计算表明所建模型适合莺歌海盆地。     

多层合采试井分析方法

针对多层层间无窜流,原始地层压力不同,各层物理、几何参数不同、无封隔器合采情况下的试井问题,考虑井储与表皮,定义了多层合采试井的无量纲初始井筒压力,从而给出了试井模型样板曲线计算方法和分层参数的拟合方法.试井模型的限制条件如下:各层为均质油藏,内边界是全部射开直井,外边界可以是无限大,一条边界,角度油藏,封闭油藏等任意几何形状.通过计算对其中几个典型情况下的多层油藏压力动态进行了分析.     

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??This basin belongs in a fault??depression overlapping basin developed during Mesozoic??Changling sag had experienced the uplift??rift??depression and shrinkage stages??On the basis of geohistory simulation of the basin and through selecting proper geothermal history parameters??a geothermal history model was set up to simulate the geothermal history of the basin and the geothermal history parameters had been corrected by the measured results of these parameters, such as formation temperature??R_o??inclusion homogenization temperature??sporopollen colour and apatite fission track??etc??Through simulating??it is shown that the high geothermal field of the main hydrocarbon rocks??Qingshankou formation?? lasted a long time but its geothermal gradient Descended unceasingly??this formation experienced an utmost paleogeotherm at 65 Ma ago??and its geotherms changed from 110 ~ 120?棬the utmost being 150?檱Currently??its geothermal gradients are mainly 3??/100 m and it geotherms rang from 40 ~ 120??.The Qingshankou formation gave first place to oil??generation and at the same time it generated a little associated gas??Its major hydrocarbon??generation time occurred after 65 Ma ago.     

Imaging the Curie Point isothermal surface and predicting its impact on the geothermal regime within the Nile Delta,Egypt

The available aeromagnetic data together with information from some available wells have been used in the current study to shed the light on the geothermal setup of the Nile Delta Province. The aeromagnetic data was reduced-to-pole and critically analyzed using the Spectral Analysis Technique through the Fast Fourier Transform (FFT), to determine the expected depths to the Basement and Curie Point (CPD) surfaces. The geothermal gradient between CPD and earth's surface was estimated, and accordingly the heat flow was evaluated using the proposed thermal conductivity. Then, the Basement Surface Temperature (BST) was estimated, by which the geothermal gradient and heat flow for the igneous-rocky basement and sedimentary-rocky horizon was independently predicted. By which, it could be possible to distinguish between the heat flow contribution from each horizon separately.     

对焉耆盆地基底的认识

根据重力、磁力、电法、钻探、盆地周边地质资料，结合地震解释，将中、新生代焉耆盆地基底构造划分为四种样式，即叠瓦式、对冲式、背冲式、基底凸起式；将基底岩性分为四种类型，即南缘主要为元古界深变质岩，北缘主要为海西期花岗岩，四十里城次凹主要为中－上石炭统浅变质岩，焉南断裂以北主要为中泥盆统浅变质岩，基底岩相带呈东西向展布、南北向分带；将基底结构分为两种类型，即种马场断裂以南为塔里木地台型基底，以北为海西期褶皱基底。北部海西褶皱基底塑性强、不稳定，在沉积盖层中易形成背斜型圈闭；受深部热流影响沉积盖层中的有机质成熟度较高，因而使得盆地北部油气富集程度高，目前已发现的油气田均集中在北部。