盆地模擬及成藏模擬的內(nèi)容
盆地模擬是油氣系統(tǒng)模擬(油氣成藏模擬)的基礎(chǔ)。在這里,為了闡述方便,我們將盆地模擬與油氣系統(tǒng)模擬合并在一起,統(tǒng)稱為盆地模擬。其模擬對象從整個盆地到每一個基本油氣生聚單元(即油氣系統(tǒng));所模擬的區(qū)域可以是盆地,也可以是坳陷、凹陷或次凹和區(qū)帶等。
模擬內(nèi)容包括:盆地和油氣系統(tǒng)的沉積史、構(gòu)造史、熱流史、地溫史、生烴史、排烴史和運(yùn)聚史。盆地模擬系統(tǒng)輸入的數(shù)據(jù)包括地質(zhì)、地震、測井、地化甚至開發(fā)試驗(yàn)等資料。
一個完整的盆地模擬系統(tǒng)由如下五個模型有機(jī)組成。
——地史模型。
——地?zé)崾纺P汀?/p>
——生烴史模型。
——排烴史模型(油氣初次運(yùn)移)。
——運(yùn)移聚集史模型(油氣二次運(yùn)移)。
1.地史模型
地史模型的主要功能是重建含油氣盆地的沉積史和構(gòu)造史。該模型是盆地模擬的基礎(chǔ),其與真實(shí)情況的相似性、精準(zhǔn)度和三維可視化特征直接影響后面四個模型。應(yīng)考慮介質(zhì)非均質(zhì)非連續(xù)性、沉積間斷、壓實(shí)、欠壓實(shí)(超壓)、單層剝蝕、多層連續(xù)剝蝕、斷層及古水深等地質(zhì)現(xiàn)象,并實(shí)現(xiàn)其模型的體三維可視化。
采用的模擬方法是以體三維模型為基礎(chǔ)的回剝技術(shù)(正常壓實(shí)帶)、超壓技術(shù)(欠壓實(shí)帶)和回剝與超壓相結(jié)合的技術(shù)(適用于正常壓實(shí)帶和欠壓實(shí)帶)。這三種技術(shù)都是建立在垂直沉降假設(shè)的基礎(chǔ)上。若要超越這一假設(shè),還應(yīng)采用平衡剖面技術(shù)(適用于盆地的拉張或擠壓)和平衡體技術(shù)(拉、壓、剪)。
2.地?zé)崾泛蜕鸁N史模型
地?zé)崾纺P偷墓δ苁侵亟ㄓ蜌馀璧氐臒崃魇?、地溫史,特別是盆地古地?zé)釄鲅莼?。該模型是盆地模擬的關(guān)鍵模型,因?yàn)楣诺責(zé)釄鍪肥菬N類成熟度的最重要客觀因素。目前常用的模擬方法有四種:地球熱力學(xué)法、地球熱力學(xué)與地球化學(xué)結(jié)合法、估計(jì)給定法和地殼熱結(jié)構(gòu)分析法。
生烴史模型的功能是重建含油氣盆地的有機(jī)質(zhì)成熟史和生烴量史。常用的模擬方法有四種:TTI-Ro法(適用于勘探程度較高地區(qū))、化學(xué)動力學(xué)法(適用于勘探程度中等地區(qū))、Easy-Ro法(適用于勘探程度較低地區(qū))和T-t-Ro法。
3.排烴史和運(yùn)聚史模型
排烴史模型的功能是重建油氣盆地的排烴史(又稱油氣初次運(yùn)移史)。所采用的模擬方法有:①壓實(shí)法求排油史(適用于孔隙度變化正常的情況);②壓差法求排油史(適用于孔隙度變化異常的情況);③物質(zhì)平衡法求排氣史;④滲流力學(xué)法求排含烴流體史;⑤應(yīng)力法求幕式排含烴流體史。
運(yùn)移聚集史模型的功能是重建油氣盆地的運(yùn)移聚集史(又稱油氣二次運(yùn)移史)。模擬方法主要有四種:①一維(z)三相(水、油、氣)現(xiàn)今流體勢法,適用于晚期油氣成藏或中期油氣成藏而晚期無劇烈構(gòu)造運(yùn)動的情況;②二維(x,y)三相(水、油、氣)歷史模擬簡易法,實(shí)質(zhì)是擬三維(x,y,z)模型,適用于各歷史時期油氣成藏的情況;③二維(x,z)三相(水、油、氣)歷史模擬差分法,由于模擬三相流體在垂直剖面上的運(yùn)動,故模擬效果有限;④三維(x,y,z)三相(水、油、氣)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬。
油氣初次運(yùn)移主要發(fā)生在垂向上,故采用一維盆地模擬系統(tǒng)有一定的合理性。油氣二次運(yùn)移既發(fā)生在垂向上也發(fā)生在橫向上,而且主要指向四面八方,故必須采用三維模擬系統(tǒng)(x, y,z軸)。
顯然,一維和二維系統(tǒng)只能用于描述上述前三個模型,三維系統(tǒng)才能描述油氣二次運(yùn)移模型。
當(dāng)前流行的盆地模擬系統(tǒng)都是一維和二維系統(tǒng)。三維系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用都比一維系統(tǒng)和二維系統(tǒng)復(fù)雜,但卻能真正模擬油氣的運(yùn)移和聚集過程。
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