1、油气成藏动力学定量研究方法之盆地模型方法l地质统计和概率分析地质统计和概率分析在正确的地质认识的基础上，利用数理统在正确的地质认识的基础上，利用数理统计的方法测量地质对象某一方面的物理量计的方法测量地质对象某一方面的物理量值，通过分析其概率特征，得出该地质对值，通过分析其概率特征，得出该地质对象的某些本质特征。象的某些本质特征。l物理模拟方法物理模拟方法在正确的地质认识的基础上，抽提研究对象在正确的地质认识的基础上，抽提研究对象的重要要素及关系，由材料力学、岩石力学的重要要素及关系，由材料力学、岩石力学黏土力学等的基本原理建立物理模型并在实黏土力学等的基本原理建立物理模型并在实验室加以实现，以
2、获得该地质对象的某些本验室加以实现，以获得该地质对象的某些本质特征的认识。质特征的认识。定量的方法定量的方法l数学模型方法数学模型方法在正确的地质认识的基础上，抽提研究对象在正确的地质认识的基础上，抽提研究对象的重要参数及关系，由物理学、物理化学、的重要参数及关系，由物理学、物理化学、岩石力学等的基本原理建立数学模型并求解，岩石力学等的基本原理建立数学模型并求解，以获得该地质对象的某些本质特征。以获得该地质对象的某些本质特征。l数值模型方法数值模型方法在正确的地质认识的基础上，由物理学、物在正确的地质认识的基础上，由物理学、物理化学、岩石力学等的基本原理建立数学模理化学、岩石力学等的基本原理建
3、立数学模型并利用数值求解，以获得该地质对象的某型并利用数值求解，以获得该地质对象的某些本质特征。些本质特征。定量地获得对所研究地质对象某些本质特征的认识定量方法的优点、问题和关键定量方法的优点、问题和关键数理统计和概率分析数理统计和概率分析优点：优点：直接、客观、易操作直接、客观、易操作问题：问题：样本空间的有限性、客观正确，并非样本空间的有限性、客观正确，并非任何对象都可统计任何对象都可统计关键：关键：地质认识、样本的选择和分析方法地质认识、样本的选择和分析方法定量方法的优点、问题和关键定量方法的优点、问题和关键物理模拟物理模拟优点：优点：直观、形象、物理相似直观、形象、物理相似问题：问题：
4、时间和空间的巨大差异性、设想的时间和空间的巨大差异性、设想的可实现性可实现性关键：关键：地质认识、相似性的论证和结果分地质认识、相似性的论证和结果分析析定量方法的优点、问题和关键定量方法的优点、问题和关键数学模型数学模型优点：优点：简洁、准确、可获得特征参数简洁、准确、可获得特征参数问题：问题：过度简化过度简化关键：关键：地质认识、模型建立、主控参数的选地质认识、模型建立、主控参数的选择择定量方法的优点、问题和关键定量方法的优点、问题和关键数值模型数值模型优点：优点：准确、适应性强、可建立各个方面的耦准确、适应性强、可建立各个方面的耦合关系合关系问题：问题：关系复杂、灰箱操作关系复杂、灰箱操作
5、关键：关键：地质认识、参数选择、边界及初始条件地质认识、参数选择、边界及初始条件的确定的确定模型研究方法l模拟：对研究对象实质的描述l模型：是一种可以体现实际研究对象主体模型：是一种可以体现实际研究对象主体实质的一种简化了的装置实质的一种简化了的装置l条件：条件：l必须包括并正确描述模拟对象的主要内容及其相互关系；必须包括并正确描述模拟对象的主要内容及其相互关系；l它所涉及的各种过程必须在研究者所具备的条件下，在有限的时它所涉及的各种过程必须在研究者所具备的条件下，在有限的时间内得以实现间内得以实现l类型：类型：地质分析的、物理的，数学的、数值的沉积盆地是地壳上长期发育的负向单元，是构成岩石圈
6、的重要的组成部分，其中保存了大量的地质事件记录和沉积物质，这不仅为地质学的研究提供了最为直接的材料，也是石油、天然气、煤等有机能源矿产及众多的非金属和金属矿产形成和聚集成矿的场所。长期对盆地内地质现象的几何学/运动学定量分析，地下水动力学、岩石力学、油气渗流力学、地下热力学在定量研究的思想和方法上的积累，地球物理学和地球化学方法的进步，油公司为减少风险而积极投资 计算机技术和数值方法的突飞猛进。在跨世纪的地质动力学研究中 沉积盆地占有非常重要的地位为什么盆地模型盆地模型(Basin Modeling)可以是对沉积盆地演化有关的的任一地质过程的描述，包括了盆地分析、盆地岩石圈动力学、盆地内构造变
7、动、沉积物的充填和堆积等地质过程和地质事件的研究、盆地内矿产(特别是油气矿产)资源的聚集过程分析等；狭义的盆地模型 专指油气勘探地质研究中所应用的模型，包括了盆地内沉积埋藏、热演化、流体流动、压实作用、油气生成和烃类运移等过程的数值模拟和分析。综合的盆地动力学模型 从动力学角度研究和把握沉积盆地、发展、演化的全过程，用系统论的方法划分盆地及其内部不同层次各个组成部分及其相互关系，利用数值模拟方法，综合、系统、定量地研究沉积盆地成因机制和演化过程。什么是盆地模型综合的盆地动力学模型综合的盆地动力学模型定量地描述地质对象的特征、综合考虑诸如沉积埋藏过程、成岩过程、温度场演化、压力场演化等沉积盆地演
8、变的基本方面及其相互间的耦合关系，因而得以实现对复杂地质现象的定量描述，同时可以帮助研究者同时考虑多个因素的作用及其相互影响，为克服时空的限制、定量恢复和再现地质事件的发生、发展、演化过程提供了方便、可行的工具。数值沉积盆地模型l能描述沉积盆地中各种地质现象随盆地的形成和发展所发生的演化过程；l在盆地模型中，做为主干的几种地球物理场，如地下应力场，地温场和流体压力场相互影响，相互作用，有机地联系在一起，构成整个盆地系统不可或缺的主体；l应尽可能地应用物理学和物理化学的基本方程描述各个过程的发生、演化，任何统计的和经验的关系虽然也可以利用，但都被认为在理论上是不够全面的；l数值方法的应用，可以实
9、现对复杂的地质现象和相互关系的定量描述。油气勘探盆地模型方法简介盆地模型 在现代油气勘探中降低风险的工具 综合处理来自地质地球物理和地球化学的资料数值盆地模型方法应用方向鉴于数值盆地模型的特点，其可作为一种研究工具，用来定量研究和分析某些目前尚不完全了解的地质现象、地质参数或物理化学过程。盆地模拟的发展历史盆地模拟的发展历史(1D)l目的目的:烃源岩埋藏史及热史恢复，烃类生成过程；利用观测数烃源岩埋藏史及热史恢复，烃类生成过程；利用观测数据标定据标定(温度及成熟度参数：温度及成熟度参数：Ro,IH。)l 80 年代早期为研究阶段年代早期为研究阶段l 到到80 年代后期到年代后期到90年代为广泛
10、应用阶段年代为广泛应用阶段l90 年代早期，模型中考虑到了不同组分的地球化学过程年代早期，模型中考虑到了不同组分的地球化学过程，并采用了精细的排烃模型，并采用了精细的排烃模型l因可与二维和三维模型的交互使用，一维模拟工作又得到因可与二维和三维模型的交互使用，一维模拟工作又得到重视重视数值盆地模型方法应用方向直接应用于含油气盆地的定量分析：1、一维埋藏史埋藏史盆地沉降史盆地沉降史热史热史成烃史成烃史排烃史排烃史综合的地质、地球物理、地球化学模拟分析综合的地质、地球物理、地球化学模拟分析:沉积埋藏及压实作用沉积埋藏及压实作用:TerzaghyTerzaghy 及及 Darcy Darcy 定律定律
11、热传递热传递:瞬时的热动力学方程瞬时的热动力学方程烃类生成作用烃类生成作用:一级组分动力学一级组分动力学烃类运移与聚集成藏烃类运移与聚集成藏:多相多相 Darcy Darcy 定律定律油气生排量评估油气生排量评估 压力系统重建及超压预测压力系统重建及超压预测烃类运移路径描述及构造圈闭和地层圈闭的识别烃类运移路径描述及构造圈闭和地层圈闭的识别通过已聚集烃量的定性预测和定量估算，评价研究区的通过已聚集烃量的定性预测和定量估算，评价研究区的勘探价值勘探价值-l 目标目标 :2D:2D 温度场、压力场模拟温度场、压力场模拟:超压模拟超压模拟,流体流动流体流动,排烃及运移排烃及运移;利用井下观测资料和油
12、气显示标定模拟结果。利用井下观测资料和油气显示标定模拟结果。l 80 80 年代早期为研究阶段年代早期为研究阶段l 90 90 年代早期广泛应用与产业部门年代早期广泛应用与产业部门 l 90 90 年代中期，因考虑到了不同组分的地球化学过程及年代中期，因考虑到了不同组分的地球化学过程及热动力学，模型得到很大的改善热动力学，模型得到很大的改善:可更好地预测可更好地预测 GOR,GOR,油油气的混合组分及运移过程气的混合组分及运移过程盆地模型的发展历史盆地模型的发展历史 (2D)(2D)直接应用于含油气盆地的定量分析：2、二维、三维盆地的充填过程盆地的充填过程盆地构造演化过程盆地构造演化过程温度场
13、、压力场、应力场及其演化温度场、压力场、应力场及其演化流体流动过程（流场）流体流动过程（流场）成烃过程及空间范围的演化成烃过程及空间范围的演化排烃过程及方向排烃过程及方向油气运移过程油气运移过程油气聚集过程油气聚集过程油气破坏过程油气破坏过程数值盆地模型方法应用方向空间的扩展使得一些动力学的过程及其间的偶合关系得以表现侧向运移被认为是主要的运移方向，侧向运移被认为是主要的运移方向，多相的多相的 Darcy Darcy 定律可合理地描述油气的运移过定律可合理地描述油气的运移过程程l压力系统及水动力体系的正确重建压力系统及水动力体系的正确重建l更好地认识致密页岩的渗透率更好地认识致密页岩的渗透率l
14、着重于利用精细的岩石着重于利用精细的岩石-地层建造以估测油气运移的地层建造以估测油气运移的通道通道l在盆地尺度适用的在盆地尺度适用的Darcy Darcy 定律定律l局部正确的油气聚集过程局部正确的油气聚集过程l正确地模拟超压系统正确地模拟超压系统由二维的模拟工作可获得哪些成果？由二维的模拟工作可获得哪些成果？直接应用于含油气盆地的动力学分析：3、二维、三维盆地的充填动力学盆地的充填动力学盆地构造演化动力学盆地构造演化动力学温度场、压力场、应力场及其演化温度场、压力场、应力场及其演化流体流动动力学流体流动动力学成烃动力学成烃动力学排烃动力学排烃动力学油气运移动力学油气运移动力学油气聚集动力学油
15、气聚集动力学油气破坏动力学油气破坏动力学数值盆地模型方法发展方向空间的扩展使得一些动力学的过程及其间的偶合关系得以表现盆地模型发展史上的革命盆地模型发展史上的革命 :三维的模拟工具三维的模拟工具 l 5年前尚不可行年前尚不可行l 真正实现了油气运移路径的再现真正实现了油气运移路径的再现l 真正实现油气运聚体积的估计，有助于定量的勘探评价真正实现油气运聚体积的估计，有助于定量的勘探评价l 随三维模型的实现，新的算法被引入盆地模型随三维模型的实现，新的算法被引入盆地模型l 盆地模型方法需重新确定盆地模型方法需重新确定为何称为革命为何称为革命?3D 盆地模型的特点 通常在通常在1D1D、1D1D联井
16、和联井和2D2D等分析之后开展等分析之后开展 将油气运移过程和动态的温度场和压力场偶合起来将油气运移过程和动态的温度场和压力场偶合起来 油气运移明显受盆地形态演化和沉积相分布特征的控制和影油气运移明显受盆地形态演化和沉积相分布特征的控制和影响响 利用利用3D3D的盆地模型分析结果获得了与先前认识类似的结果：的盆地模型分析结果获得了与先前认识类似的结果：已生成是油气中只有很少一部分聚集在具经济价值的圈闭中。已生成是油气中只有很少一部分聚集在具经济价值的圈闭中。有望成为含油气盆地勘探研究的核心有望成为含油气盆地勘探研究的核心3D 盆地模型 小结优点 l温度场温度场3D动态模型动态模型l3D应力场及
17、压力预测应力场及压力预测l确定时间段内的已生成的、运移的和圈闭的油气量的估算确定时间段内的已生成的、运移的和圈闭的油气量的估算l已得到证明的工作流程已得到证明的工作流程;以以 BP公司在公司在 Gulf of Mexico 利用利用2D和和 3D盆地模型对盆地模型对 Crazy Horse油田在钻前分析工作最为典型油田在钻前分析工作最为典型面临的挑战-降低计算时间降低计算时间-不同组分烃的运移-侧向的地层变形直接应用于含油气盆地的定量分析：数值盆地模型方法应用方向定量描述某些地质过程定量建立并分析涉及盆地演化及油气发生的各个方面之间的关系用各种方式直观显示地下地层的几何形态、各种参数和特征的空
18、间分布及随时间的变化。主要的油气勘探盆地模型软件IFP Themis 1D、2D、3DIES IES 1D、2D、3DPRA BasinMod 1D、2D、3D数值盆地模型中所涉及到的核心算式盆地模型可帮助解决的问题盆地模型可帮助解决的问题勘探家面临的问题勘探家面临的问题:l评价区域油气潜力评价区域油气潜力l决定钻探位置决定钻探位置着手工作的前提着手工作的前提:对油气系统的认识对油气系统的认识源岩成熟度及油气聚集程度运移输导系统及圈闭的形成过程层序地层学及水动力学对对 1D,2D,3D 1D,2D,3D 模型工具的正确应用取决于适用的资模型工具的正确应用取决于适用的资料情况和实际地质条件料情况
19、和实际地质条件SummarylThe physical conceptsuPressure and overpressureuTemperatureuHydrocarbon migration lWhat have we learned?uFrom the use of 1D,2D and 3D modelsuFrom the point of view of the building of softwareslWhere do we go?含油气盆地内的地质作用及其间关系含油气盆地内的地质作用及其间关系Image:processus.ai回剥Darcy定律Terzaghi定律热传递方程组分干
20、酪根石油裂解混合三相流恢复时间剖面压力水速温度（时间）成熟度饱和度GORAPI重力盆地形态压力场温度场油气生成油气运移含油气盆地模型的主要模块含油气盆地模型的主要模块回剥技术回剥技术l以现今地层资料为基础，重建地质历史时期以现今地层资料为基础，重建地质历史时期地质剖面的简单而又适用的方法地质剖面的简单而又适用的方法l在几乎所有的盆模软件中都要用到在几乎所有的盆模软件中都要用到2345671234567234567345674567567677回剥技术回剥技术地层埋藏史地层埋藏史1234567234567深度时间12345671234567现今地表fo剥蚀厚度fo压实曲线法80070060050
21、0400300200AC(us/m)140013001200110010009008007006005004003002001000-100-200-300-400-500Depth(m)K1z3 1190m K1z4 695m K1z5 360mPaleo-SurfaceErosion Thickness (370m)Q 140mHuan 40100200300400 500 600700 800AC(us/m)1400120010008006004002000-200-400Depth(m)K1z5 223mPaleo-SurfaceErosion Thickness (313m)K1z4
22、 615m K1z3 892mQ 13mYaan 9演9井环40井1234567沉积速度趋势法时间深度1234567沉积速度趋势法时间深度沉积停顿沉积停顿1234567沉积速度趋势法时间深度沉积速率平均分配沉积速率平均分配1234567沉积速度趋势法时间深度沉积速率再沉积速度沉积速率再沉积速度地层剥蚀恢复模型4 0 0 0 0 08 0 0 0 0 01 2 0 0 0 0 01 6 0 0 0 0 005 0 01 0 0 01 5 0 02 0 0 0-5 0 0-1 0 0 0K 1 Z 1+2K 1 Z 3K 1 Z 4直 罗 组延 4+5长 3长 8K 1 Z 5安 定 组延 8延
23、1 0富 县 组演3木3里1里36里42剖5白206剖4吴60Zj 38陕120塞76Q海拔深度米古 长顶1古 延 安 组 顶古 白 垩 系 顶侏 罗 系 顶03 2 8m运移动力背景分析孔隙度孔隙度l岩石孔隙体积与总体积之比岩石孔隙体积与总体积之比固体颗粒骨架水及烃岩石总体积孔隙体积骨架体积lf f=Vp/VdlVd=Vs/(1-f f)正常压实作用正常压实作用l正常压实段内正常压实段内，孔隙孔隙度随深度连续规律变度随深度连续规律变化化l固体体积保持不变固体体积保持不变孔隙度现今厚度沉积厚度骨架水面积相等深度应力释放条件下的孔隙度变化应力释放条件下的孔隙度变化A:沉积孔隙度B:剥蚀开始C:剥
24、蚀结束,再沉积D:最深埋藏点孔隙度深度或应力回弹效应TerzaghiTerzaghi定律定律l压实作用并不取决于深度，而取决于有效应力压实作用并不取决于深度，而取决于有效应力PSgSgls s=Sg-PTerzaghi 定律及异常高压定律及异常高压V=f V+(1-f)VP=r g z=静水压力water(1-f*)V*=(1-f)V f*f,V*V P=r g z+超压沉积负荷的一部分由流体承担有效应力=沉积负荷-地层压力在模型中该关系由包括了水和固体的保守方程求解 正常压实正常压实欠压实欠压实zFzF孔隙度孔隙度-应力曲线应力曲线l先验关系：先验关系：l两个指数关系与两种形变过程对应lf0
25、+fa+fb=沉积孔隙度lf0=深部孔隙度)exp()exp()(0bbaassfssffsf0102030405060708090100020406080100SandstoneShaleCarbonate孔隙度%有效应力 MPa孔隙度孔隙度-应力曲线应力曲线Kozeny-Carman（渗透率）公式ff12.02230SKff1202250SKf 0.1(砂岩)f 0.1(泥岩)K:绝对渗透率绝对渗透率(m)S0:比表面积比表面积(m/m3)（在泥质岩及其它盖层中约在泥质岩及其它盖层中约 108，在砂岩储集层中约在砂岩储集层中约106）f :孔隙度孔隙度Kv=kv K Kh=khKKv:垂直
26、渗透率垂直渗透率 kv:垂直各向异性系数垂直各向异性系数Kh:水平渗透率水平渗透率kh:水平各向异性系数水平各向异性系数渗透率取决于岩性、孔隙度渗透率取决于岩性、孔隙度 、孔隙结构孔隙结构、各向异性各向异性、尺度等等。尺度等等。最常用的公式如下是最常用的公式如下是 Kozeny-Carman Kozeny-Carman 公式公式孔隙度与地层压力的偶合孔隙度与地层压力的偶合l将固体厚度作为输入将固体厚度作为输入l孔隙度、地层压力均为待求解的未知量孔隙度、地层压力均为待求解的未知量l上覆负荷、有效应力及地层厚度均为次一级上覆负荷、有效应力及地层厚度均为次一级的未知量的未知量l利用利用DarcyDa
27、rcy定律和定律和TerzaghiTerzaghi定律偶合求解定律偶合求解DarcyDarcy定律定律lDarcyDarcy定律：定律：)()(zggradpgradkUrzgphhKgradUr with )(Darcy 1856Darcy 1856的实验观察的实验观察:水流速度与水流速度与DijonDijon山泉水源的高度成正比山泉水源的高度成正比 l水动力学定律水动力学定律流体压力场模拟的基本方程流体压力场模拟的基本方程ffQutrrfrfsssssQutrfrfr11g g-P PrffdagrkuusftTtPtrr1 0sffbe质量守衡质量守衡 达西定律达西定律 流体状态方程流体
28、状态方程 岩石力学规律岩石力学规律 QdtdTgPkdtddtdPfrrrsfffff11)1(基本的水动力学方程基本的水动力学方程 压实作用流体渗滤流体源孔隙体积的变化孔隙体积的变化渗透率的变化渗透率的变化孔隙流体体孔隙流体体积的变化积的变化异常流体压力的产生和演化正是这些异常流体压力的产生和演化正是这些方面相互作用的综合结果方面相互作用的综合结果流体压力场模拟的基本方程流体压力场模拟的基本方程破裂比例:GSPFrP:孔隙压力 GS:静岩压力当孔隙流体压力增加到了破裂的界限，水动力破裂发生，其伴随着岩石渗透率的增加PFCPlibre010002000300040005000250507510
29、0125Pressure(Mpa)Burial depth(m)水动力破裂当 Fr Fr0Fr0:破裂界限Kfr:绝对渗透率+破裂渗透率水动力破裂的实现01FrGSPaKKfffrkFCkint10-202505075100125Excess Pressure (Mpa)Permeability(m2)10-1810-1610-1410-12Fr0热递导模式热递导模式盆地热结构分析盆地热结构分析l沉积物沉积物 咖吗测井资料l地壳地壳 随地壳性质及年代变化强烈 通常岁深度呈指数关系变化：A=Ao exp(-z/zc)l岩石圈地幔岩石圈地幔 随岩石圈组成和时代变化 岩石圈/软流圈边界的深度l软流圈
30、温度软流圈温度(限低于限低于 1300C)地幔对流 放射性生热源 0-5 mW/m镁铁质岩类:0 to 20 mW/m花岗岩:20 to 60 mW/m玄武岩:几乎 0 mW/m橄榄岩层:0 mW/m放射性生热能力更深的内部地球:30 to 40 mW/mMohorrcdTdtTc TVqccc()()热动力学方程热动力学方程热传导热对流热生成数值盆地模型的结构拟合评判拟合评判认识与结果认识与结果盆地模型盆地模型基础资料基础资料埋藏过程重建埋藏过程重建应力应力-应变关系应变关系地温场地温场流体压力场流体压力场研究对象研究对象水热增压作用黏土矿物脱水有机质热降解构造应力作用岩石成岩作用The f
31、low chart of geological modelingGeological understandingHypothesisGeologic DataConcept ModelMath.ModelParametersIC&BCComparison ApplicationModelingNew UnderstandingChecking and ModifyingChecking and ModifyingModifying Modifying the HypothesisReconstructing the ConceptModifying or Changing the hypoth
32、esisRM,PhC,GH.TuguluManasiHutubiChangjiQiguQingshuiheHuoerguosiSouth AnjihaiAnjihaiSouth DushanziDushangzi0 10 20 30 40 kmAketunkalazhaWusuDushanziAnjihaiManasiTuguluHutubiChangjiUlumuqiTianshanOrogenIIIIIISouth Zhungaer BasinPressuring evolution ModelingSections positionsOriginal seismic section1.0
33、0.0霍8a安4Simplified geological section0.01.02.0 geological model Pressuring evolution ModelingPressuring evolution Modeling Lithology model PressureHuoerguosi anticline实测地层温度与模拟温度对比曲线TemperaturePressuring evolution Modeling Calibration Pressure evolution on Tugulu-Hutubi SectionPressuring evolution M
34、odeling 温度剖面、温度演化史和埋藏史 油气生成史 l估算现今成熟度估算现今成熟度l估算盆地热历史及烃成熟过程估算盆地热历史及烃成熟过程l多组分化学动力学多组分化学动力学C6-C13C14+aroNSOC14+satC5-C1ArrheniusArrhenius化学动力学方程化学动力学方程地质时间（Ma）深 度（m）利用不同的烃源岩计算方法获得的延长组烃源岩成熟度演化史。油气生成模拟实例J12J2J3油气运移油气运移l多相的多相的 Darcy Darcy 定律定律对应于第对应于第 i i 相的驱动力相的驱动力 )(grad)grad()grad(zPPKkrUgiciiir烃类的相平衡关
35、系烃类的相平衡关系相态可从以下方面描述：状态方程 平衡系数 经验关系及实际数据的标定温度温度-压力图上的相态变化压力图上的相态变化相对渗透率gzPcPgradkrKVHCHCHCHCHCr gzPgradkrKVwaterwaterwaterwaterr V=流速(m/Ma)K=渗透率(m2)kr=相对渗透率=流体粘度(Pa s)P=孔隙压力(Pa)Pc=毛细管力(Pa)r=流体密度(kg/m3)z=深度，向下为正(m)由砂岩实验获得的数据点拟合出的三相相对渗透率Data from Burdine(1953)浮力和毛细管力After Berg 1975g IFT cos f，f 接触角排替压力
36、油气进入水润湿沉积岩所需要的压力阻力随油饱和度的增加而增加油气运移与水动力单纯浮力，其大小取决于密度差及油柱高度水力驱动浮力共同作用，运移方向取决于密度差及水流速度After England 1986油气生成演化剖面 主要的油气勘探盆地模型软件IFP Themis 1D、2D、3DIES IES 1D、2D、3DPRA BasinMod 1D、2D、3D法国石油研究院开发的油气勘探系列盆模软件Time-to-depthConversionEasyDepthGeologicalRestorationLocace1D BasinModelingGenex3D BasinModelingTemis3
37、D2D BasinModelingTemis2D块建造块建造二维二维模拟模拟 干酪根及沉积相干酪根及沉积相参数编辑参数编辑图形编辑图形编辑三维三维模拟模拟 一维一维模拟模拟 Temis3D-模块式结构模块式结构PVT 模拟模拟:相变化相变化,相特征相特征综合盆地模型综合盆地模型 烃类生成烃类生成-排烃排烃-运移的综合概念运移的综合概念GenexGenex 是唯一可处理复杂构造背景的一维模型是唯一可处理复杂构造背景的一维模型Thrust 2-Thrust1Depth(km)024Thrust 1U.Top101214161868Thrust 2U.MiddleU.BottomExpelled H
38、ydrocarbonsC1C6-C15C15+C2-C540 Time,My 0因断层在因断层在1010MaMa的推掩，该底部烃源的推掩，该底部烃源岩单元内生烃量及排烃量剧烈增加岩单元内生烃量及排烃量剧烈增加Kimmeridge 热页岩(Type II)的多组分化学动力学烃类生成和排驱的时间确定烃类生成和排驱的时间确定时间时间,Ma泥岩泥岩储层储层源岩源岩成烃高峰成烃高峰排烃高峰排烃高峰0240二维运移模拟:横剖面选择l沿着水动力梯度方向（通常为古构造脊）l不一定是从生烃灶到聚集区间的直线l二维剖面的局限性可借助三维流体流动模型解决Hydrocarbon flow at 38.6 MaHydr
39、ocarbon flow at 0 MaThe structure at Fulmar Sands level is actively emptying with HC leaking rapidly Pore pressure in the range of 95-99%of lithostatic stress0 Ma时的侏罗系顶部储层时的侏罗系顶部储层经回剥处理后的平面图上的油气运移流向经回剥处理后的平面图上的油气运移流向实例：刚果大陆架实例：刚果大陆架-地质建造地质建造A 3D migration scheme Migration pathways into post-salt sec
40、tion are controlled by:-regional permeability variations-position of salt windows烃在烃在Chela砂岩内聚集在局部构造高部位或由于沉积相侧向变化带内砂岩内聚集在局部构造高部位或由于沉积相侧向变化带内。若上覆岩盐封闭不好，烃泽继续垂直向上运移到上部储层内运移、。若上覆岩盐封闭不好，烃泽继续垂直向上运移到上部储层内运移、聚集。聚集。刚果大陆架实例分析流动速度分布岩盐以下主要的输导层岩盐之上的油气聚集Turonian岩盐之上的白垩系地层中的油气运移流线的真三维描述流线的真三维描述已聚集油气的定量评价已聚集油气的定量评价
41、65 My43 My25 My10 My0 MyChange of Stress Regime through timeAfter Sassi&Faure,1997.Type of fractures that develop in a thrustbeltAfter Sassi&Faure,1997.Quantifying Uncertainties in Basin Simulation(Q.U.B.S.)From basin simulation,takes into accountinterdependenciesand calibrationIndustrial Sponsors:S
42、hell,TFE,BP,Statoil,Norsk Hydro,Aramco,KOC,Texaco,Petrobras认认 识识l定量的动力学方法在成藏动力学的研究中是必要定量的动力学方法在成藏动力学的研究中是必要的，也是可能的。的，也是可能的。l定量的动力学研究方法及其在成藏动力学方面的定量的动力学研究方法及其在成藏动力学方面的应用目前还不完善。应用目前还不完善。l建立合理的地质模型是做好定量动力学研究的基建立合理的地质模型是做好定量动力学研究的基础，而定量的研究结果又将改进和完善地质模型。础，而定量的研究结果又将改进和完善地质模型。l可用于成藏动力学定量研究的方法很多，应视具可用于成藏动力
43、学定量研究的方法很多，应视具体的研究对象和实际地质条件合理选择应用。体的研究对象和实际地质条件合理选择应用。总 结 在在油气勘探区油气勘探区,盆地盆地模型是一种值得使用的方法和工具。模型是一种值得使用的方法和工具。其有效性的发挥取决于研究区的勘探程度和研究区的地质其有效性的发挥取决于研究区的勘探程度和研究区的地质特征：特征：中等勘探程度地区中等勘探程度地区:油气丰度图件油气丰度图件,利用一维多井组合方法利用一维多井组合方法评价勘探风险评价勘探风险 (假三维假三维)高度勘探地区高度勘探地区 (水力条件清楚水力条件清楚,油气聚集范围已知油气聚集范围已知):):二维二维的模拟的模拟,压力及渗透性分布
44、压力及渗透性分布,侧向运移侧向运移 (二维模拟二维模拟)极高度勘探地区极高度勘探地区:真三维模拟真三维模拟,精细勘探目标的识别精细勘探目标的识别 (岩性岩性圈闭圈闭),),卫星油气区、深部及新油气聚集带的寻找卫星油气区、深部及新油气聚集带的寻找 (真三维真三维模拟模拟)只有数口探井只有数口探井低勘探程度地区低勘探程度地区：现今热体制的标定，烃源岩：现今热体制的标定，烃源岩的识别，烃成熟过程的重建的识别，烃成熟过程的重建 (一维模拟一维模拟)数值盆地模型方法的问题及认识l盆地模型并不是一个能直接解决实际地质问题的“电脑”，“输入的是垃圾，输出的肯定是垃圾”；l数值盆地模型只是能够在盆地定量地质研究某方面满足研究需要的一种工具；l模拟结果的好坏在很大程度上取决于研究者对地质现象的认识程度、模型设计的正确与否及对有关边界条件和重要参数的理解水平和数值的选择；l盆地模型在近十几年之内取得的迅速进展，很大程度上得益于计算机技术和数值方法的飞速发展，但人们对许多地质现象的认识并没有取得相应的提高；直接应用于含油气盆地的定量分析：数值盆地模型方法应用方向定量描述某些地质过程定量建立并分析涉及盆地演化及油气发生的各个方面之间的关系用各种方式直观显示地下地层的几何形态、各种参数和特征的空间分布及随时间的变化。
