第八章-含油氣系統(tǒng)與盆地模擬資料課件

1主講人：王芙蓉E-mail：wfr777@163.comOffice：地勘樓-226第八章含油氣系統(tǒng)與盆地模擬

PetroleumSystemandBasinModeling1主講人：王芙蓉第八章含油氣系統(tǒng)與盆地模擬

Petrole2

第一節(jié)含油氣系統(tǒng)含油氣系統(tǒng)的概念含油氣系統(tǒng)的組成含油氣系統(tǒng)的命名及分類含油氣系統(tǒng)的研究

第二節(jié)盆地模擬盆地模擬概述埋藏史和沉降史模擬地?zé)崾泛统墒焓纺M生烴史和排烴史模擬運(yùn)移聚集史模擬本章提綱2第一節(jié)含油氣系統(tǒng)本章提綱3第一節(jié)含油氣系統(tǒng)一、含油氣系統(tǒng)的概念國(guó)外：1972：Dow，AAPG年會(huì)，論文摘要1974：Dow，AAPG雜志，論文全文，OilSystem1980：Perrodon，《石油地質(zhì)動(dòng)力學(xué)》，PetroleumSystem1984：Demaison，GenerativeBasin1984：Meissner等，HydrocarbonMachine1986：Ulmishek，IndependentPetroliferousSystem1987、1988、1989：Magoon，PetroleumSystem1990、1992、1994：Magoon&Dow，PetroleumSystem國(guó)內(nèi)：成油系統(tǒng)、石油系統(tǒng)、油氣系統(tǒng)、油氣成藏系統(tǒng)、成油體系、石油體系等，復(fù)合含油氣系統(tǒng)、復(fù)式含油氣系統(tǒng)1、含油氣系統(tǒng)概念的提出與發(fā)展3第一節(jié)含油氣系統(tǒng)一、含油氣系統(tǒng)的概念國(guó)外：國(guó)內(nèi)：1、含42、含油氣系統(tǒng)的定義

一個(gè)自然的烴類流體系統(tǒng)，其中包含活躍的烴源巖、所有與其相關(guān)的石油和天然氣以及形成油氣聚集所必需的地質(zhì)要素和作用。

活躍烴源巖：包括目前可能已不再有效或已耗盡(油氣已排出)的；

油氣：包括聚集在一起的①在常規(guī)油氣田、氣水合物、致密氣田、裂縫性頁(yè)巖和煤中發(fā)現(xiàn)的熱成因與生物成因氣；②在自然界發(fā)現(xiàn)的凝析油、原油和瀝青；

系統(tǒng)：相互依存的并制約油氣成藏的各種地質(zhì)要素、作用及其組合關(guān)系。Apetroleumsystemencompassesapodofactivesourcerockandallrelatedoilandgasandincludesalltheessentialelementsandprocessesneededforoilandgasaccumulationstoexist.Theessentialelementsarethesourcerock,reservoirrock,sealrock,andoverburdenrock,andtheprocessesincludetrapformationandthegeneration-migration-accumulationofpetroleum.Allessentialelementsmustbeplacedintimeandspacesuchthattheprocessesrequiredtoformapetroleumaccumulationcanoccur.——Magoon&Dow，199442、含油氣系統(tǒng)的定義一個(gè)自然的烴類流體系統(tǒng)，其5二、含油氣系統(tǒng)的組成基本組成：地質(zhì)要素和成藏作用地質(zhì)要素：烴源巖、儲(chǔ)集層、蓋層和上覆巖層；成藏作用：圈閉的形成和油氣的生成－運(yùn)移－聚集。①這些要素及作用必須要有適當(dāng)?shù)臅r(shí)空配置，才能使其有機(jī)的關(guān)聯(lián)；②這些成藏作用有序的發(fā)生，最終形成油氣聚集；③這些基本要素和成藏作用存在與發(fā)生的地方就是含油氣系統(tǒng)所在的位置。5二、含油氣系統(tǒng)的組成基本組成：地質(zhì)要素和成藏作用6三、含油氣系統(tǒng)的命名及分類1、含油氣系統(tǒng)的命名（1）可靠性水平用于描述某一特定烴源巖生成的油氣提供給油氣聚集的可能性根據(jù)資料和研究程度，含油氣系統(tǒng)可分為三個(gè)可靠性含油氣系統(tǒng)可靠性水平的定義級(jí)別：已知的（Known）可能的（Hypothetical）推測(cè)的（Speculative）6三、含油氣系統(tǒng)的命名及分類1、含油氣系統(tǒng)的命名（1）可靠性7（2）含油氣系統(tǒng)的名稱含油氣系統(tǒng)的名稱包含了烴源巖、主要儲(chǔ)集巖名稱以及用符號(hào)表示的該系統(tǒng)的可靠性水平。例如：Deer－Boar(·)代表一個(gè)可能的含油氣系統(tǒng)，它由泥盆系Deer頁(yè)巖和Boar砂巖組成，其中Deer頁(yè)巖為烴源巖，Boar砂巖為主要儲(chǔ)集巖。7（2）含油氣系統(tǒng)的名稱含油氣系統(tǒng)的名稱包含了烴源巖、主要儲(chǔ)82、含油氣系統(tǒng)的分類（1）Perrodon（1984，1992）：（a）存在于大陸裂谷盆地中的大陸裂谷型含油氣系統(tǒng)；（b）存在于克拉通盆地內(nèi)部或大陸離散邊緣盆地中的地臺(tái)型含油氣系統(tǒng)；（c）存在于擠壓和活動(dòng)邊緣盆地中的，尤其是弧前盆地和前陸盆地前淵中的造山帶型含油氣系統(tǒng)。含油氣系統(tǒng)的沉積盆地動(dòng)力學(xué)分類82、含油氣系統(tǒng)的分類（1）Perrodon（1984，199（2）Magoon（1989，1992）：1989年，Magoon根據(jù)上覆巖層的復(fù)雜程度（單一的或混合的）、儲(chǔ)集層巖性（硅質(zhì)碎屑巖或碳酸鹽巖）和干酪根類型（I型、III型或III型）對(duì)美國(guó)的含油氣系統(tǒng)進(jìn)行了分類。1992年，Magoon又根據(jù)烴源巖的地質(zhì)年代對(duì)同樣的含油氣系統(tǒng)再次進(jìn)行了分類。9（2）Magoon（1989，1992）：10（3）Magoon&Dow（1994）：根據(jù)導(dǎo)致烴源巖成烴的主控因素（熱源）的不同將含油氣系統(tǒng)劃分為“典型的”與“非典型的”兩大類。典型的含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻的三種平面圖和剖面圖非典型的含油氣系統(tǒng)非典型的含油氣系統(tǒng)則指油氣是經(jīng)過(guò)其它途徑生成的，如火成巖侵入、大洋中脊與裂谷深部熱流或生物作用等。典型的含油氣系統(tǒng)是指由于上覆巖層的增加，致使烴源巖埋深增大并發(fā)生熱成熟生烴作用而產(chǎn)生的油氣系統(tǒng)。10（3）Magoon&Dow（1994）：典型的含油氣11（4）Demaison&Huizinga（1991，1994）：根據(jù)油氣充注程度（過(guò)充注、正常充注、欠充注）、運(yùn)移排烴方式（垂向排烴、側(cè)向排烴）與捕集方式（高阻抗、低阻抗）對(duì)含油氣系統(tǒng)進(jìn)行了分類。含油氣系統(tǒng)成因分類流程圖11（4）Demaison&Huizinga（1991，12（5）竇立榮等（1996）根據(jù)油氣相態(tài)在縱向上的分布規(guī)律，將含油氣系統(tǒng)分為含生物氣系統(tǒng)、含油系統(tǒng)、含凝析油氣系統(tǒng)和含干氣系統(tǒng)。（6）趙文智等（1996）根據(jù)油氣充注程度（超充注、正常充注、欠充注）、儲(chǔ)蓋組合（重疊式、側(cè)變式、包裹式）、運(yùn)移樣式（垂向、側(cè)向）、圈閉類型（高阻抗、低阻抗）與保存條件（無(wú)改造型、微弱改造型、強(qiáng)烈改造型）進(jìn)行組合分類，共劃分出108種基本類型。（7）宋建國(guó)和張光亞（1996）依據(jù)沉積盆地類型、演化及烴源巖形成的古地理、古氣候條件等，將中國(guó)油氣系統(tǒng)劃分為古生界克拉通型、中－新生界前陸－陸內(nèi)撓曲坳陷型和中－新生界裂谷－伸展坳陷型，共三大類五小類。12（5）竇立榮等（1996）根據(jù)油氣相態(tài)在縱向上的分布規(guī)律13四、含油氣系統(tǒng)的研究1、含油氣系統(tǒng)的確定證實(shí)一個(gè)含油氣系統(tǒng)的存在，其依據(jù)是有油氣的存在，哪怕只有一股氣或一滴油（體積小而豐度高）。一般而言，對(duì)任何地區(qū)，只要有富含有機(jī)質(zhì)巖層的存在，且其被沉積埋藏到足以生成油氣的深度，就應(yīng)當(dāng)存在含油氣系統(tǒng)。含油氣系統(tǒng)具有特定的地區(qū)、地層與時(shí)間范圍，可通過(guò)關(guān)鍵時(shí)刻、展布范圍、基本要素、持續(xù)時(shí)間、保存時(shí)間等參數(shù)來(lái)確定。13四、含油氣系統(tǒng)的研究1、含油氣系統(tǒng)的確定證實(shí)一個(gè)含油氣系142、含油氣系統(tǒng)的描述“四圖一表”——Magoon&Dow（1994）（1）油氣聚集統(tǒng)計(jì)表以表格型式列出與某一含油氣系統(tǒng)有關(guān)的所有油氣聚集及其相關(guān)資料在虛擬的Deer-Boar（·）含油氣系統(tǒng)內(nèi)的油氣田142、含油氣系統(tǒng)的描述“四圖一表”——Magoon&D15（2）埋藏史圖用以說(shuō)明在特定地區(qū)的含油氣系統(tǒng)形成的關(guān)鍵時(shí)刻、具體時(shí)間及基本地質(zhì)要素Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)的埋藏史圖15（2）埋藏史圖Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)的埋16Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻（250Ma）的地質(zhì)剖面圖（3）剖面圖用以顯示油氣系統(tǒng)形成關(guān)鍵時(shí)刻時(shí)各基本要素的幾何分布，限定了含油氣系統(tǒng)的地層展布范圍16Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻（2517Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻的平面分布圖一般根據(jù)成熟烴源巖及產(chǎn)自該烴源巖的油氣顯示、油氣苗和油氣聚集的展布范圍來(lái)加以圈定?！铩铩铩铩铩铩铩铮?）平面圖用以在平面上勾繪含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻的地理分布范圍17Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻的平面18Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)事件圖（5）含油氣系統(tǒng)事件圖用以說(shuō)明各基本要素和各成藏作用間的時(shí)間關(guān)系、含油氣系統(tǒng)的保存時(shí)間及關(guān)鍵時(shí)刻等18Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)事件圖（5）含193、含油氣系統(tǒng)的評(píng)價(jià)（1）油氣充注能力沒(méi)有油氣生成，就沒(méi)有含油氣系統(tǒng)。對(duì)某一特定的含油氣系統(tǒng)而言，其在一個(gè)區(qū)域的油氣豐度主要取決于充注量（charge）的大小，該因素必須足夠大，并能給系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)移－捕集部分提供充足的油氣量。因此，這一因素的重要性是顯而易見的。Sluijk和Nederlof（1984）將油氣充注量定義為圈閉空間可以捕集到的烴類體積，油氣充注的體積則等于來(lái)自成熟生烴洼陷的油氣體積減去排烴過(guò)程及二次運(yùn)移過(guò)程油氣損失的體積。193、含油氣系統(tǒng)的評(píng)價(jià)（1）油氣充注能力沒(méi)有油氣生成，就沒(méi)20（2）含油氣系統(tǒng)效率（GAE）通過(guò)計(jì)算某一含油氣系統(tǒng)的油氣生成聚集效率（Generation-accumulationefficiency，簡(jiǎn)稱GAE）（某系統(tǒng)所發(fā)現(xiàn)的原始地質(zhì)儲(chǔ)量與其有效源巖生成的油氣總量之百分比）來(lái)評(píng)價(jià)含油氣系統(tǒng)的效率。通常認(rèn)為，GAEs>10%為非常有效的含油氣系統(tǒng)，1%－10%為中等有效的含油氣系統(tǒng)，而<1%的則為低效的含油氣系統(tǒng)。值得注意的是，產(chǎn)油最多的含油氣系統(tǒng)其效率未必是最高的。20（2）含油氣系統(tǒng)效率（GAE）通過(guò)計(jì)算某一含油氣系統(tǒng)的油21（3）含油氣系統(tǒng)規(guī)模Klemme（1994）根據(jù)可采儲(chǔ)量的大小將含油氣系統(tǒng)的規(guī)模分為四級(jí)：①超巨型含油氣系統(tǒng)：>100×109bbl（油當(dāng)量）；②巨型含油氣系統(tǒng)：20×109－100×109bbl（油當(dāng)量）；③大型含油氣系統(tǒng)：5×109－20×109bbl（油當(dāng)量）；④有效含油氣系統(tǒng)：0.2×109－5×109bbl（油當(dāng)量）。21（3）含油氣系統(tǒng)規(guī)模Klemme（1994）根據(jù)可采儲(chǔ)量22（4）含油氣系統(tǒng)類型通常由可采油氣儲(chǔ)量計(jì)算的氣/油比（GOR）（ft3/bbl）可以把含氣系統(tǒng)與含油系統(tǒng)區(qū)別開來(lái)。一般地，把GOR大于20000（3562m3/m3）的系統(tǒng)稱為天然氣系統(tǒng)，位于5000--20000（891-3562m3/m3）范圍內(nèi)的稱為凝析油系統(tǒng)，而小于5000（891m3/m3）的則稱為石油系統(tǒng)。22（4）含油氣系統(tǒng)類型通常由可采油氣儲(chǔ)量計(jì)算的氣/油比（G圖或表要求的信息目的圖確定系統(tǒng)中所包含的油氣田位置；指明為油還是氣；表明系統(tǒng)中包括的地表和地下油或氣顯示；表明油氣運(yùn)移方向及有效烴源巖的分布由圍繞有效烴源巖及油氣運(yùn)移的外界所指示的關(guān)鍵時(shí)刻含油氣系統(tǒng)的地理范圍；有效烴源巖的名稱；含油氣系統(tǒng)埋藏史圖的位置表列出含油氣系統(tǒng)所有油氣田；以地層為單位的圈閉類型，儲(chǔ)集層名稱、年代和巖性，以及蓋層名稱、時(shí)代和巖性所表示的發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量和地層油氣為質(zhì)量平衡計(jì)算的地層油氣；含地層油氣百分比最高的儲(chǔ)集層名稱；在圈閉中最常見的蓋層；平均GOR的油氣區(qū)橫剖面構(gòu)造和地層信息；表明生油窗和生氣窗；表明油氣顯示和聚集；標(biāo)出關(guān)鍵時(shí)間；表明油氣運(yùn)移方向和通道確定關(guān)鍵時(shí)間含油氣系統(tǒng)的地層范圍；含油氣系統(tǒng)的地理范圍；表示的有效烴源巖；表示的上覆巖層；含油氣系統(tǒng)埋藏史圖位置埋藏史圖鉆井鉆穿的地層單元；巖石單元的沉積時(shí)間、厚度、名稱、巖性；現(xiàn)今熱成熟度剖面；現(xiàn)今地溫梯度；確定生油窗和生氣窗時(shí)間與深度的計(jì)算機(jī)程序；表明含油氣系統(tǒng)的基本要素由圖中確定的含油氣系統(tǒng)事件圖信息；所示的含油氣系統(tǒng)的基本要素；在關(guān)鍵時(shí)間橫剖面上的生油窗和生氣窗深度事件圖含油氣系統(tǒng)基本要素的年代；圈閉形成的開始和結(jié)束時(shí)期；油氣生、運(yùn)、聚的開始和結(jié)束時(shí)期；含油氣系統(tǒng)的保存時(shí)間和關(guān)鍵時(shí)間含油氣系統(tǒng)事件圖是在一張圖上概括系統(tǒng)的基本要素和作用以及保存時(shí)間和關(guān)鍵時(shí)間油-氣對(duì)比關(guān)系地球化學(xué)證據(jù)，例如用整體性質(zhì)、生物標(biāo)志物和同位素資料來(lái)表示來(lái)自同樣烴源巖的一個(gè)以上的油氣聚集用與有效烴源巖和附近圈閉構(gòu)造與地層一致的地球化學(xué)對(duì)比關(guān)系建立含油氣系統(tǒng)的地理和地層范圍油-源對(duì)比關(guān)系地球化學(xué)證據(jù)，例如生物標(biāo)志物和同位素資料，可用來(lái)表示肯定是由特別烴源巖生成的油氣用地質(zhì)和地球化學(xué)證據(jù)建立的可靠性水平表明特別烴源巖排出一定油氣的置信質(zhì)量平衡計(jì)算TOC和烴源巖熱解分析資料；烴源巖密度；有效烴源巖體積生成的油氣量來(lái)確定含油氣系統(tǒng)的油氣生成-聚集效率（GAE）圖或表要求的信息目的圖確定系統(tǒng)中所包含的油氣田位置；指明為油24一、盆地模擬概述第二節(jié)盆地模擬盆地模擬（basinmode1ing）簡(jiǎn)單講：對(duì)沉積盆地內(nèi)所有地質(zhì)要素和作用過(guò)程進(jìn)行定量模擬。具體講：在現(xiàn)代油氣地質(zhì)理論的指導(dǎo)下，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主要手段，以一個(gè)獨(dú)立的油氣生聚單元為對(duì)象，基于油氣地質(zhì)的物理化學(xué)機(jī)理，經(jīng)過(guò)地質(zhì)建模、數(shù)學(xué)建模、軟件研制、模擬技術(shù)和綜合研究等階段，在時(shí)空格架下定量模擬計(jì)算含油氣盆地的形成、演化歷史和油氣的生成、運(yùn)移、聚集過(guò)程與數(shù)量及位置等，為油氣勘探實(shí)踐服務(wù)。24一、盆地模擬概述第二節(jié)盆地模擬盆地模擬（basin25一個(gè)完整的盆地模擬系統(tǒng)由地史、熱史、生烴史、排烴史和運(yùn)移聚集史等5個(gè)模型（子系統(tǒng)）有機(jī)組成（石廣仁，1994，1999）。五個(gè)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上相對(duì)獨(dú)立，在系統(tǒng)內(nèi)依次排列、彼此耦合。前置子系統(tǒng)是后續(xù)子系統(tǒng)的前提與條件，其對(duì)后續(xù)子系統(tǒng)的運(yùn)行有制約與控制作用；后續(xù)子系統(tǒng)是前置子系統(tǒng)的延展與推進(jìn)，對(duì)前置子系統(tǒng)的運(yùn)行有反饋?zhàn)饔谩?5一個(gè)完整的盆地模擬系統(tǒng)由地史、熱史、生烴史、排烴史和運(yùn)移26（1）地史模型的功能：重建含油氣盆地的沉積史與構(gòu)造史，應(yīng)考慮沉積壓實(shí)、異常壓力、剝蝕、沉積間斷、斷層等因素。該模型是盆地模擬的基礎(chǔ)，其精度直接影響后面四個(gè)模型的精度。（2）熱史模型的功能：重建含油氣盆地的古熱流史與古地溫史。該模型是盆地模擬的關(guān)鍵，因?yàn)楣诺販厥肥菬N類成熟度的最重要客觀因素。（3）生烴史模型的功能：重建含油氣盆地的烴類成熟史和生烴量史。該模型是盆地模擬的相當(dāng)重要的部分，因?yàn)樯鸁N量史是油氣資源評(píng)價(jià)的重要組成部分。（4）排烴史模型的功能：重建含油氣盆地的油氣初次運(yùn)移史。該模型是盆地模擬的“瓶頸”。（5）運(yùn)聚史模型的功能：重建含油氣盆地的油氣二次運(yùn)移史。該模型是盆地模擬的最重要的部分，因?yàn)橛蜌膺\(yùn)聚量史是油氣資源評(píng)價(jià)的最重要結(jié)果與目標(biāo)之一。26（1）地史模型的功能：重建含油氣盆地的沉積史與構(gòu)造史，應(yīng)27盆地分析地質(zhì)建模數(shù)學(xué)建模軟件研制目標(biāo)模擬地層分析、沉積體系分析、構(gòu)造樣式分析……地層格架、孔隙度變化規(guī)律、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)規(guī)律……回剝技術(shù)、平衡剖面技術(shù)、裂變徑跡技術(shù)……埋藏史模塊、構(gòu)造演化史模塊、熱史模塊……五史模擬、含油氣系統(tǒng)分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)……注意：五個(gè)階段之間順序不可顛倒27盆地分析地質(zhì)建模數(shù)學(xué)建模軟件研制目標(biāo)模擬地層分析、沉積體281、盆地分析盆地分析的任務(wù)是對(duì)全盆地的所有地質(zhì)信息進(jìn)行分析；主要分析對(duì)象包括構(gòu)造背景、地層關(guān)系、沉積體系、構(gòu)造樣式、水動(dòng)力類型、熱狀態(tài)及烴源巖特征等；目的是了解全盆地的地質(zhì)要素和地質(zhì)作用。2、地質(zhì)建模地質(zhì)模型就是在人們腦子中形成的地質(zhì)概念。地質(zhì)家通過(guò)對(duì)盆地大量地質(zhì)資料進(jìn)行實(shí)際觀察、分析、歸納與綜合后，對(duì)地質(zhì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)從描述性提高到規(guī)律性，這個(gè)過(guò)程就是地質(zhì)建模，這種地質(zhì)規(guī)律即為地質(zhì)模型。由于地質(zhì)過(guò)程的復(fù)雜性，地質(zhì)家建立的地質(zhì)模型與實(shí)際地質(zhì)情況往往有一定的出入，這種出入的大小與盆地的勘探程度有關(guān)，同時(shí)也與地質(zhì)家的理論水平和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。281、盆地分析293、數(shù)學(xué)建模將地質(zhì)模型的物理特征用一系列的數(shù)字、符號(hào)來(lái)表征，并用合理的數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)描述或逼近這些特征之間的定量關(guān)系，這個(gè)過(guò)程叫數(shù)學(xué)建模，這種合理的表達(dá)式就是數(shù)值模型。數(shù)值模型是對(duì)地質(zhì)模型的高度抽象和概括，如果沒(méi)有這種抽象和概括，就可能無(wú)法找到“合理”的表達(dá)式，即無(wú)法建立數(shù)值模型。但是，這種抽象和概括往往會(huì)導(dǎo)致一定誤差，甚至是無(wú)法接受的或致命的誤差。所以，在建立數(shù)值模型時(shí)，一定要作到“心中有數(shù)”，即哪些誤差是允許的，哪些誤差是不允許的。也就是說(shuō)，只有那些既精通數(shù)學(xué)又精通地質(zhì)理論的綜合人才，才能建成合理的、可接受的數(shù)值模型。293、數(shù)學(xué)建模304、軟件研制原則上講，軟件研制是計(jì)算機(jī)軟件工程人員的任務(wù)。只要數(shù)值模型表達(dá)得清楚、正確，軟件人員就能順利地完成這項(xiàng)任務(wù)。在軟件研制過(guò)程中，地質(zhì)入員要提供地質(zhì)參數(shù)，幫助測(cè)試軟件，只有這樣，才能高效、可靠地完成軟件系統(tǒng)。5、目標(biāo)模擬現(xiàn)場(chǎng)入員應(yīng)用軟件系統(tǒng)對(duì)研究區(qū)進(jìn)行實(shí)際模擬，并用模擬結(jié)果分析盆地、區(qū)帶，確定有利的勘探目標(biāo)，這就是盆地模擬的最終目的。在盆地模擬的五個(gè)階段中，盆地分析是基礎(chǔ)，地質(zhì)建模和數(shù)學(xué)建模是關(guān)鍵，軟件研制是保證，目標(biāo)模擬是目的。304、軟件研制在盆地模擬的五個(gè)階段中，盆地分析是基礎(chǔ)，地31目前國(guó)際上流行的4套盆地動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬系統(tǒng)：PetroMod：由德國(guó)有機(jī)地球化學(xué)研究所研制，由PetroMod1D（PetroMod1D、PetroMod1DExpress）、PetroMod2D（PetroGen2D、PetroFlow2D）和PetroMod3D（PetroCharge、PetroGen3D、PetroFlow3D）等子系統(tǒng)組成（www.ies.de）；Basin2：由美國(guó)Illinois大學(xué)與政府實(shí)驗(yàn)室及阿莫科、阿科和雪佛龍公司等20個(gè)單位合作研制，側(cè)重于沉積盆地內(nèi)地下水流動(dòng)地質(zhì)演化歷史的模擬恢復(fù)（）；Temispack：由法國(guó)國(guó)家石油研究院（IFP）研制，包括EasyDepth、Locace、Genex、Ceres2D、Temis2D及Temis3D等模擬系統(tǒng)（）；BasinMod：由美國(guó)PlatteRiver公司（PRA）研制，包括BasinMod1D、BasinMod2D、BasinFlow及Petroleumsystem、BasinRisk等子系統(tǒng)（）。OilandGasTrapswithHCmigrationOilandGasTrapswithHCmigrationandincludedfaultOilTraps,migration,andfetchareaswithincludedfault垂向滲透率vs.深度BasinMod31目前國(guó)際上流行的4套盆地動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬系統(tǒng)：Oiland32二、埋藏史和沉降史模擬

沉積埋藏史:是指盆地中的某一沉積單元或一系列單元自沉積開始至現(xiàn)今或某一地質(zhì)時(shí)期的厚度和埋藏深度變化歷史，通常由沉積埋藏史曲線表示。埋藏史恢復(fù)可用正演和反演兩種方法，其中正演是指在已知初始狀態(tài)的前提下，按一定的動(dòng)力學(xué)或運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制再現(xiàn)其歷史演化過(guò)程，即從古至今模擬沉積物埋藏過(guò)程；反演則是從現(xiàn)今狀態(tài)出發(fā)，按一定的動(dòng)力學(xué)或運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制恢復(fù)出沉積物在不同歷史時(shí)期中的狀態(tài)，即由今溯古恢復(fù)沉積物埋藏歷史。地層壓實(shí)校正模型不整合處理模型32二、埋藏史和沉降史模擬沉積埋藏史:是指盆地中的某33地層壓實(shí)校正模型壓實(shí)校正是指把某一地層單元的現(xiàn)今實(shí)測(cè)厚度恢復(fù)到沉積時(shí)或埋藏中途某一時(shí)刻的厚度。（1）回剝技術(shù)（反演）：基于沉積物在壓實(shí)過(guò)程中，地層骨架體積和橫向?qū)挾仁冀K保持不變（除非遭受抬升剝蝕和斷層等事件），地層體積的變小由孔隙流體排出、孔隙度變小所致，且假設(shè)地層壓實(shí)程度由埋深所決定，在埋深不超過(guò)最大古埋深時(shí)，地層壓實(shí)程度保持不變。（2）超壓技術(shù)（正演）：從地層開始沉積埋藏開始，計(jì)算一個(gè)地層的古超壓史，同時(shí)算出其古厚度史，直到現(xiàn)今。33地壓實(shí)校正是指把某一地層單元的現(xiàn)今實(shí)測(cè)厚度恢復(fù)到沉積時(shí)或34不整合處理模型對(duì)不整合的假設(shè)與處理影響到不整合面下各地層單元達(dá)到最大古埋深的時(shí)間與深度及其孔隙度和古厚度的演化途徑。VanHinte(1978)認(rèn)為，至少有三種方法可模擬不整合1.示沉積間斷，其間并無(wú)剝蝕發(fā)生，取界面上、下沉積巖的絕對(duì)年齡算出沉積間斷的時(shí)限即可；2.示有剝蝕發(fā)生的不整合，該時(shí)限內(nèi)一半是沉積期，一半是剝蝕期；3.該時(shí)限內(nèi)被剝蝕的沉積巖的沉積速率等于不整合面以下巖層的沉積速率，而剝蝕速率等于不整合面以上巖層的沉積速率。34不對(duì)不整合的假設(shè)與處理影響到不整合面下各地層單元達(dá)到最大353536盆地之所以能形成，是由于存在基底的沉降。因此，構(gòu)造沉降史是盆地模擬中不可或缺的。根據(jù)引起沉積盆地沉降的主要機(jī)制，構(gòu)造沉降史模擬具有以下三種模型（1）局部均衡模型：基于阿基米德原理，認(rèn)為巖石圈沒(méi)有任何彈性，各個(gè)沉積柱間相互獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，又稱為點(diǎn)補(bǔ)償模式或Airy模式；（2）撓曲均衡模型：基于阿基米德原理，但把基底對(duì)負(fù)載的響應(yīng)看成材料力學(xué)中受力彎曲的彈性板，認(rèn)為均衡補(bǔ)償不僅發(fā)生在負(fù)荷點(diǎn)，而分布在一個(gè)比較寬的范圍之內(nèi)，又稱為區(qū)域均衡模式；（3）熱沉降模型：認(rèn)為熱效應(yīng)導(dǎo)致巖石圈發(fā)生沉降，分為初期快速沉降（由于巖石圈變薄）和后期緩慢沉降（由于巖石圈冷卻收縮）兩個(gè)階段。局部均衡模型示意圖撓曲均衡模型示意圖36盆地之所以能形成，是由于存在基底的沉降。因此，構(gòu)造沉降史37三、地?zé)崾泛统墒焓纺M地?zé)崾纺M的主要功能是重建含油氣盆地的古熱流史和古溫度史，具體地說(shuō)就是研究殼、幔熱流的時(shí)、空分布與演化規(guī)律，研究盆地中各沉積層序的地溫、地溫的空間分布及地溫隨時(shí)間的演化過(guò)程?；謴?fù)盆地?zé)嵫莼返某Ｓ梅椒ǎ海?）地質(zhì)溫度計(jì)法鏡質(zhì)組反射率Ro、礦物包裹體、磷灰石裂變徑跡、牙形石色變指數(shù)（2）地球熱力學(xué)法McKenzie法、Falvey法（3）地球熱力學(xué)－地球化學(xué)結(jié)合法37三、地?zé)崾泛统墒焓纺M地?zé)崾纺M的主要功能是重建含油氣盆38McKenzie拉張模型原理圖C－地殼；L－巖石圈；A－軟流圈在地球上取一個(gè)單元進(jìn)行研究，設(shè)該單元在發(fā)生拉張前的面積為α2，即單元內(nèi)的地殼（C）和巖石圈（L）的長(zhǎng)度均為α，二者的厚度之和為α；再設(shè)地表溫度為0℃，軟流圈（A）溫度為1333℃，則從地表至軟流圈的地溫梯度左圖上所示。當(dāng)拉張發(fā)生（左圖中，t=0所示）時(shí)，該單元的面積仍為α2，但其長(zhǎng)度增大為βα，即拉長(zhǎng)了β倍（β就是所謂的拉張系數(shù)）；它的厚度減小為α/β，即縮短了1/β倍。由于均衡補(bǔ)償作用，軟流圈抬升，其頂界深度由α減小到α/β（β>1），故1333℃的高溫?zé)嵩刺?，致使從地表至軟流圈的地溫梯度增大。這就是地學(xué)上所說(shuō)的地殼和巖石圈在拉張時(shí)變薄變熱。隨著巖石圈向下縮回（左圖下，t→∞所示），熱擾動(dòng)逐漸衰減，原變熱的物質(zhì)逐漸冷卻，導(dǎo)致下沉，終于形成拉張型的裂谷盆地。在這種盆地中，從地表至軟流圈的地溫梯度逐漸變小。McKenzie法38McKenzie拉張模型原理圖在地球上取一個(gè)單元進(jìn)行研究393940成熟史模擬的主要功能是重建含油氣盆地沉積有機(jī)質(zhì)在埋藏過(guò)程中其成熟度隨時(shí)間的演化過(guò)程?；謴?fù)盆地成熟史的常用模型：（1）TTI模型基本假設(shè)：溫度每升高10℃，反應(yīng)速度增加1倍。（2）Easy％Ro模型以熱模擬實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，將鏡質(zhì)體的成熟反應(yīng)分為四個(gè)主要的平衡化學(xué)反應(yīng)，即脫H2O、CO2、CH4及高碳數(shù)烴。

Ro=exp(-1.6+3.7Fj)(j=1，2，3，……，直到現(xiàn)在)式中，F(xiàn)j為某一地層底界的第ｊ個(gè)埋藏點(diǎn)的化學(xué)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)程度，其取值范圍為0－0.85。40成熟史模擬的主要功能是重建含油氣盆地沉積有機(jī)質(zhì)在埋藏過(guò)程414142四、生烴史和排烴史模擬

生烴史模擬主要是計(jì)算盆地?zé)N源巖的油氣生成量及其成烴歷史，其核心是確定現(xiàn)今巖石中的有機(jī)質(zhì)重量和有機(jī)質(zhì)在成烴轉(zhuǎn)化過(guò)程中的轉(zhuǎn)換率。常用的生烴史模擬模型主要有以下三種：（1）Ro－生烴率模型（2）化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型（3）物質(zhì)平衡模型42四、生烴史和排烴史模擬生烴史模擬主要是計(jì)算盆地?zé)N43

排烴史（初次運(yùn)移）模擬是目前盆地模擬研究中的難點(diǎn)和最薄弱的環(huán)節(jié)，這主要是因?yàn)闊N類自源巖中排出機(jī)理的復(fù)雜性和實(shí)驗(yàn)觀察的困難性?，F(xiàn)在大多數(shù)工作者相信烴以獨(dú)立相的形式排出，烴從烴源巖中排出很大程度上取決于孔隙空間中烴的飽和度，并且越來(lái)越多的人承認(rèn)微裂縫在油氣排烴中所起的重要通道作用。常用的排烴史模擬方法主要有以下四種：（1）殘留烴法（2）壓實(shí)法（3）壓差法（4）微裂縫法43排烴史（初次運(yùn)移）模擬是目前盆地模擬研究中的難點(diǎn)44五、運(yùn)移聚集史模擬

運(yùn)移聚集史模擬主要是重建含油氣盆地油氣二次運(yùn)移史，計(jì)算烴類聚集量，指出可能的油氣聚集部位。常用的運(yùn)移聚集史模擬主要有以下三種方法：（1）流體勢(shì)分析方法（2）二維二相流體流動(dòng)模擬（3）二維三相流體流動(dòng)模擬44五、運(yùn)移聚集史模擬運(yùn)移聚集史模擬主要是重建含油氣4535003000290028002700310028002800油氣運(yùn)移是三維行為近源圈閉不一定成藏遠(yuǎn)源圈閉能否成藏取決于源巖生烴能力和油氣運(yùn)移路徑ABCDEFG烴源灶廟西凹陷黃河口凹陷16km0N烴源灶預(yù)測(cè)的油氣聚集區(qū)干井油井或油氣顯示井油氣運(yùn)移路徑渤中凹陷QHD32-6油田PL19-3油田BD2QHD30-1BZ8BZ5QHD28-2BZ14QHD33-1QHD32-6BZ20QHD34-2PL9-1PL7-1PL14-312B13-1PL19-3PL25-2BZ36-2BZ35-2BZ22-2BZ22-1BN5BZ29-4BZ28-2BZ34-2BZ13-1BZ19-2-1CFD18-1CFD18-2CFD12-145350030002900280027003100280046思考題一、名詞解釋含油氣系統(tǒng)盆地模擬二、簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述含油氣系統(tǒng)的描述方法；簡(jiǎn)述含油氣系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容；簡(jiǎn)述盆地模擬各個(gè)子系統(tǒng)的功能；簡(jiǎn)述盆地模擬的流程。46思考題一、名詞解釋47主講人：王芙蓉E-mail：wfr777@163.comOffice：地勘樓-226第八章含油氣系統(tǒng)與盆地模擬

PetroleumSystemandBasinModeling1主講人：王芙蓉第八章含油氣系統(tǒng)與盆地模擬

Petrole48

第一節(jié)含油氣系統(tǒng)含油氣系統(tǒng)的概念含油氣系統(tǒng)的組成含油氣系統(tǒng)的命名及分類含油氣系統(tǒng)的研究

第二節(jié)盆地模擬盆地模擬概述埋藏史和沉降史模擬地?zé)崾泛统墒焓纺M生烴史和排烴史模擬運(yùn)移聚集史模擬本章提綱2第一節(jié)含油氣系統(tǒng)本章提綱49第一節(jié)含油氣系統(tǒng)一、含油氣系統(tǒng)的概念國(guó)外：1972：Dow，AAPG年會(huì)，論文摘要1974：Dow，AAPG雜志，論文全文，OilSystem1980：Perrodon，《石油地質(zhì)動(dòng)力學(xué)》，PetroleumSystem1984：Demaison，GenerativeBasin1984：Meissner等，HydrocarbonMachine1986：Ulmishek，IndependentPetroliferousSystem1987、1988、1989：Magoon，PetroleumSystem1990、1992、1994：Magoon&Dow，PetroleumSystem國(guó)內(nèi)：成油系統(tǒng)、石油系統(tǒng)、油氣系統(tǒng)、油氣成藏系統(tǒng)、成油體系、石油體系等，復(fù)合含油氣系統(tǒng)、復(fù)式含油氣系統(tǒng)1、含油氣系統(tǒng)概念的提出與發(fā)展3第一節(jié)含油氣系統(tǒng)一、含油氣系統(tǒng)的概念國(guó)外：國(guó)內(nèi)：1、含502、含油氣系統(tǒng)的定義

一個(gè)自然的烴類流體系統(tǒng)，其中包含活躍的烴源巖、所有與其相關(guān)的石油和天然氣以及形成油氣聚集所必需的地質(zhì)要素和作用。

活躍烴源巖：包括目前可能已不再有效或已耗盡(油氣已排出)的；

油氣：包括聚集在一起的①在常規(guī)油氣田、氣水合物、致密氣田、裂縫性頁(yè)巖和煤中發(fā)現(xiàn)的熱成因與生物成因氣；②在自然界發(fā)現(xiàn)的凝析油、原油和瀝青；

系統(tǒng)：相互依存的并制約油氣成藏的各種地質(zhì)要素、作用及其組合關(guān)系。Apetroleumsystemencompassesapodofactivesourcerockandallrelatedoilandgasandincludesalltheessentialelementsandprocessesneededforoilandgasaccumulationstoexist.Theessentialelementsarethesourcerock,reservoirrock,sealrock,andoverburdenrock,andtheprocessesincludetrapformationandthegeneration-migration-accumulationofpetroleum.Allessentialelementsmustbeplacedintimeandspacesuchthattheprocessesrequiredtoformapetroleumaccumulationcanoccur.——Magoon&Dow，199442、含油氣系統(tǒng)的定義一個(gè)自然的烴類流體系統(tǒng)，其51二、含油氣系統(tǒng)的組成基本組成：地質(zhì)要素和成藏作用地質(zhì)要素：烴源巖、儲(chǔ)集層、蓋層和上覆巖層；成藏作用：圈閉的形成和油氣的生成－運(yùn)移－聚集。①這些要素及作用必須要有適當(dāng)?shù)臅r(shí)空配置，才能使其有機(jī)的關(guān)聯(lián)；②這些成藏作用有序的發(fā)生，最終形成油氣聚集；③這些基本要素和成藏作用存在與發(fā)生的地方就是含油氣系統(tǒng)所在的位置。5二、含油氣系統(tǒng)的組成基本組成：地質(zhì)要素和成藏作用52三、含油氣系統(tǒng)的命名及分類1、含油氣系統(tǒng)的命名（1）可靠性水平用于描述某一特定烴源巖生成的油氣提供給油氣聚集的可能性根據(jù)資料和研究程度，含油氣系統(tǒng)可分為三個(gè)可靠性含油氣系統(tǒng)可靠性水平的定義級(jí)別：已知的（Known）可能的（Hypothetical）推測(cè)的（Speculative）6三、含油氣系統(tǒng)的命名及分類1、含油氣系統(tǒng)的命名（1）可靠性53（2）含油氣系統(tǒng)的名稱含油氣系統(tǒng)的名稱包含了烴源巖、主要儲(chǔ)集巖名稱以及用符號(hào)表示的該系統(tǒng)的可靠性水平。例如：Deer－Boar(·)代表一個(gè)可能的含油氣系統(tǒng)，它由泥盆系Deer頁(yè)巖和Boar砂巖組成，其中Deer頁(yè)巖為烴源巖，Boar砂巖為主要儲(chǔ)集巖。7（2）含油氣系統(tǒng)的名稱含油氣系統(tǒng)的名稱包含了烴源巖、主要儲(chǔ)542、含油氣系統(tǒng)的分類（1）Perrodon（1984，1992）：（a）存在于大陸裂谷盆地中的大陸裂谷型含油氣系統(tǒng)；（b）存在于克拉通盆地內(nèi)部或大陸離散邊緣盆地中的地臺(tái)型含油氣系統(tǒng)；（c）存在于擠壓和活動(dòng)邊緣盆地中的，尤其是弧前盆地和前陸盆地前淵中的造山帶型含油氣系統(tǒng)。含油氣系統(tǒng)的沉積盆地動(dòng)力學(xué)分類82、含油氣系統(tǒng)的分類（1）Perrodon（1984，1955（2）Magoon（1989，1992）：1989年，Magoon根據(jù)上覆巖層的復(fù)雜程度（單一的或混合的）、儲(chǔ)集層巖性（硅質(zhì)碎屑巖或碳酸鹽巖）和干酪根類型（I型、III型或III型）對(duì)美國(guó)的含油氣系統(tǒng)進(jìn)行了分類。1992年，Magoon又根據(jù)烴源巖的地質(zhì)年代對(duì)同樣的含油氣系統(tǒng)再次進(jìn)行了分類。9（2）Magoon（1989，1992）：56（3）Magoon&Dow（1994）：根據(jù)導(dǎo)致烴源巖成烴的主控因素（熱源）的不同將含油氣系統(tǒng)劃分為“典型的”與“非典型的”兩大類。典型的含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻的三種平面圖和剖面圖非典型的含油氣系統(tǒng)非典型的含油氣系統(tǒng)則指油氣是經(jīng)過(guò)其它途徑生成的，如火成巖侵入、大洋中脊與裂谷深部熱流或生物作用等。典型的含油氣系統(tǒng)是指由于上覆巖層的增加，致使烴源巖埋深增大并發(fā)生熱成熟生烴作用而產(chǎn)生的油氣系統(tǒng)。10（3）Magoon&Dow（1994）：典型的含油氣57（4）Demaison&Huizinga（1991，1994）：根據(jù)油氣充注程度（過(guò)充注、正常充注、欠充注）、運(yùn)移排烴方式（垂向排烴、側(cè)向排烴）與捕集方式（高阻抗、低阻抗）對(duì)含油氣系統(tǒng)進(jìn)行了分類。含油氣系統(tǒng)成因分類流程圖11（4）Demaison&Huizinga（1991，58（5）竇立榮等（1996）根據(jù)油氣相態(tài)在縱向上的分布規(guī)律，將含油氣系統(tǒng)分為含生物氣系統(tǒng)、含油系統(tǒng)、含凝析油氣系統(tǒng)和含干氣系統(tǒng)。（6）趙文智等（1996）根據(jù)油氣充注程度（超充注、正常充注、欠充注）、儲(chǔ)蓋組合（重疊式、側(cè)變式、包裹式）、運(yùn)移樣式（垂向、側(cè)向）、圈閉類型（高阻抗、低阻抗）與保存條件（無(wú)改造型、微弱改造型、強(qiáng)烈改造型）進(jìn)行組合分類，共劃分出108種基本類型。（7）宋建國(guó)和張光亞（1996）依據(jù)沉積盆地類型、演化及烴源巖形成的古地理、古氣候條件等，將中國(guó)油氣系統(tǒng)劃分為古生界克拉通型、中－新生界前陸－陸內(nèi)撓曲坳陷型和中－新生界裂谷－伸展坳陷型，共三大類五小類。12（5）竇立榮等（1996）根據(jù)油氣相態(tài)在縱向上的分布規(guī)律59四、含油氣系統(tǒng)的研究1、含油氣系統(tǒng)的確定證實(shí)一個(gè)含油氣系統(tǒng)的存在，其依據(jù)是有油氣的存在，哪怕只有一股氣或一滴油（體積小而豐度高）。一般而言，對(duì)任何地區(qū)，只要有富含有機(jī)質(zhì)巖層的存在，且其被沉積埋藏到足以生成油氣的深度，就應(yīng)當(dāng)存在含油氣系統(tǒng)。含油氣系統(tǒng)具有特定的地區(qū)、地層與時(shí)間范圍，可通過(guò)關(guān)鍵時(shí)刻、展布范圍、基本要素、持續(xù)時(shí)間、保存時(shí)間等參數(shù)來(lái)確定。13四、含油氣系統(tǒng)的研究1、含油氣系統(tǒng)的確定證實(shí)一個(gè)含油氣系602、含油氣系統(tǒng)的描述“四圖一表”——Magoon&Dow（1994）（1）油氣聚集統(tǒng)計(jì)表以表格型式列出與某一含油氣系統(tǒng)有關(guān)的所有油氣聚集及其相關(guān)資料在虛擬的Deer-Boar（·）含油氣系統(tǒng)內(nèi)的油氣田142、含油氣系統(tǒng)的描述“四圖一表”——Magoon&D61（2）埋藏史圖用以說(shuō)明在特定地區(qū)的含油氣系統(tǒng)形成的關(guān)鍵時(shí)刻、具體時(shí)間及基本地質(zhì)要素Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)的埋藏史圖15（2）埋藏史圖Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)的埋62Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻（250Ma）的地質(zhì)剖面圖（3）剖面圖用以顯示油氣系統(tǒng)形成關(guān)鍵時(shí)刻時(shí)各基本要素的幾何分布，限定了含油氣系統(tǒng)的地層展布范圍16Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻（2563Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻的平面分布圖一般根據(jù)成熟烴源巖及產(chǎn)自該烴源巖的油氣顯示、油氣苗和油氣聚集的展布范圍來(lái)加以圈定?！铩铩铩铩铩铩铩铮?）平面圖用以在平面上勾繪含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻的地理分布范圍17Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻的平面64Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)事件圖（5）含油氣系統(tǒng)事件圖用以說(shuō)明各基本要素和各成藏作用間的時(shí)間關(guān)系、含油氣系統(tǒng)的保存時(shí)間及關(guān)鍵時(shí)刻等18Deer－Boar(·)含油氣系統(tǒng)事件圖（5）含653、含油氣系統(tǒng)的評(píng)價(jià)（1）油氣充注能力沒(méi)有油氣生成，就沒(méi)有含油氣系統(tǒng)。對(duì)某一特定的含油氣系統(tǒng)而言，其在一個(gè)區(qū)域的油氣豐度主要取決于充注量（charge）的大小，該因素必須足夠大，并能給系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)移－捕集部分提供充足的油氣量。因此，這一因素的重要性是顯而易見的。Sluijk和Nederlof（1984）將油氣充注量定義為圈閉空間可以捕集到的烴類體積，油氣充注的體積則等于來(lái)自成熟生烴洼陷的油氣體積減去排烴過(guò)程及二次運(yùn)移過(guò)程油氣損失的體積。193、含油氣系統(tǒng)的評(píng)價(jià)（1）油氣充注能力沒(méi)有油氣生成，就沒(méi)66（2）含油氣系統(tǒng)效率（GAE）通過(guò)計(jì)算某一含油氣系統(tǒng)的油氣生成聚集效率（Generation-accumulationefficiency，簡(jiǎn)稱GAE）（某系統(tǒng)所發(fā)現(xiàn)的原始地質(zhì)儲(chǔ)量與其有效源巖生成的油氣總量之百分比）來(lái)評(píng)價(jià)含油氣系統(tǒng)的效率。通常認(rèn)為，GAEs>10%為非常有效的含油氣系統(tǒng)，1%－10%為中等有效的含油氣系統(tǒng)，而<1%的則為低效的含油氣系統(tǒng)。值得注意的是，產(chǎn)油最多的含油氣系統(tǒng)其效率未必是最高的。20（2）含油氣系統(tǒng)效率（GAE）通過(guò)計(jì)算某一含油氣系統(tǒng)的油67（3）含油氣系統(tǒng)規(guī)模Klemme（1994）根據(jù)可采儲(chǔ)量的大小將含油氣系統(tǒng)的規(guī)模分為四級(jí)：①超巨型含油氣系統(tǒng)：>100×109bbl（油當(dāng)量）；②巨型含油氣系統(tǒng)：20×109－100×109bbl（油當(dāng)量）；③大型含油氣系統(tǒng)：5×109－20×109bbl（油當(dāng)量）；④有效含油氣系統(tǒng)：0.2×109－5×109bbl（油當(dāng)量）。21（3）含油氣系統(tǒng)規(guī)模Klemme（1994）根據(jù)可采儲(chǔ)量68（4）含油氣系統(tǒng)類型通常由可采油氣儲(chǔ)量計(jì)算的氣/油比（GOR）（ft3/bbl）可以把含氣系統(tǒng)與含油系統(tǒng)區(qū)別開來(lái)。一般地，把GOR大于20000（3562m3/m3）的系統(tǒng)稱為天然氣系統(tǒng)，位于5000--20000（891-3562m3/m3）范圍內(nèi)的稱為凝析油系統(tǒng)，而小于5000（891m3/m3）的則稱為石油系統(tǒng)。22（4）含油氣系統(tǒng)類型通常由可采油氣儲(chǔ)量計(jì)算的氣/油比（G圖或表要求的信息目的圖確定系統(tǒng)中所包含的油氣田位置；指明為油還是氣；表明系統(tǒng)中包括的地表和地下油或氣顯示；表明油氣運(yùn)移方向及有效烴源巖的分布由圍繞有效烴源巖及油氣運(yùn)移的外界所指示的關(guān)鍵時(shí)刻含油氣系統(tǒng)的地理范圍；有效烴源巖的名稱；含油氣系統(tǒng)埋藏史圖的位置表列出含油氣系統(tǒng)所有油氣田；以地層為單位的圈閉類型，儲(chǔ)集層名稱、年代和巖性，以及蓋層名稱、時(shí)代和巖性所表示的發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量和地層油氣為質(zhì)量平衡計(jì)算的地層油氣；含地層油氣百分比最高的儲(chǔ)集層名稱；在圈閉中最常見的蓋層；平均GOR的油氣區(qū)橫剖面構(gòu)造和地層信息；表明生油窗和生氣窗；表明油氣顯示和聚集；標(biāo)出關(guān)鍵時(shí)間；表明油氣運(yùn)移方向和通道確定關(guān)鍵時(shí)間含油氣系統(tǒng)的地層范圍；含油氣系統(tǒng)的地理范圍；表示的有效烴源巖；表示的上覆巖層；含油氣系統(tǒng)埋藏史圖位置埋藏史圖鉆井鉆穿的地層單元；巖石單元的沉積時(shí)間、厚度、名稱、巖性；現(xiàn)今熱成熟度剖面；現(xiàn)今地溫梯度；確定生油窗和生氣窗時(shí)間與深度的計(jì)算機(jī)程序；表明含油氣系統(tǒng)的基本要素由圖中確定的含油氣系統(tǒng)事件圖信息；所示的含油氣系統(tǒng)的基本要素；在關(guān)鍵時(shí)間橫剖面上的生油窗和生氣窗深度事件圖含油氣系統(tǒng)基本要素的年代；圈閉形成的開始和結(jié)束時(shí)期；油氣生、運(yùn)、聚的開始和結(jié)束時(shí)期；含油氣系統(tǒng)的保存時(shí)間和關(guān)鍵時(shí)間含油氣系統(tǒng)事件圖是在一張圖上概括系統(tǒng)的基本要素和作用以及保存時(shí)間和關(guān)鍵時(shí)間油-氣對(duì)比關(guān)系地球化學(xué)證據(jù)，例如用整體性質(zhì)、生物標(biāo)志物和同位素資料來(lái)表示來(lái)自同樣烴源巖的一個(gè)以上的油氣聚集用與有效烴源巖和附近圈閉構(gòu)造與地層一致的地球化學(xué)對(duì)比關(guān)系建立含油氣系統(tǒng)的地理和地層范圍油-源對(duì)比關(guān)系地球化學(xué)證據(jù)，例如生物標(biāo)志物和同位素資料，可用來(lái)表示肯定是由特別烴源巖生成的油氣用地質(zhì)和地球化學(xué)證據(jù)建立的可靠性水平表明特別烴源巖排出一定油氣的置信質(zhì)量平衡計(jì)算TOC和烴源巖熱解分析資料；烴源巖密度；有效烴源巖體積生成的油氣量來(lái)確定含油氣系統(tǒng)的油氣生成-聚集效率（GAE）圖或表要求的信息目的圖確定系統(tǒng)中所包含的油氣田位置；指明為油70一、盆地模擬概述第二節(jié)盆地模擬盆地模擬（basinmode1ing）簡(jiǎn)單講：對(duì)沉積盆地內(nèi)所有地質(zhì)要素和作用過(guò)程進(jìn)行定量模擬。具體講：在現(xiàn)代油氣地質(zhì)理論的指導(dǎo)下，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主要手段，以一個(gè)獨(dú)立的油氣生聚單元為對(duì)象，基于油氣地質(zhì)的物理化學(xué)機(jī)理，經(jīng)過(guò)地質(zhì)建模、數(shù)學(xué)建模、軟件研制、模擬技術(shù)和綜合研究等階段，在時(shí)空格架下定量模擬計(jì)算含油氣盆地的形成、演化歷史和油氣的生成、運(yùn)移、聚集過(guò)程與數(shù)量及位置等，為油氣勘探實(shí)踐服務(wù)。24一、盆地模擬概述第二節(jié)盆地模擬盆地模擬（basin71一個(gè)完整的盆地模擬系統(tǒng)由地史、熱史、生烴史、排烴史和運(yùn)移聚集史等5個(gè)模型（子系統(tǒng)）有機(jī)組成（石廣仁，1994，1999）。五個(gè)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上相對(duì)獨(dú)立，在系統(tǒng)內(nèi)依次排列、彼此耦合。前置子系統(tǒng)是后續(xù)子系統(tǒng)的前提與條件，其對(duì)后續(xù)子系統(tǒng)的運(yùn)行有制約與控制作用；后續(xù)子系統(tǒng)是前置子系統(tǒng)的延展與推進(jìn)，對(duì)前置子系統(tǒng)的運(yùn)行有反饋?zhàn)饔谩?5一個(gè)完整的盆地模擬系統(tǒng)由地史、熱史、生烴史、排烴史和運(yùn)移72（1）地史模型的功能：重建含油氣盆地的沉積史與構(gòu)造史，應(yīng)考慮沉積壓實(shí)、異常壓力、剝蝕、沉積間斷、斷層等因素。該模型是盆地模擬的基礎(chǔ)，其精度直接影響后面四個(gè)模型的精度。（2）熱史模型的功能：重建含油氣盆地的古熱流史與古地溫史。該模型是盆地模擬的關(guān)鍵，因?yàn)楣诺販厥肥菬N類成熟度的最重要客觀因素。（3）生烴史模型的功能：重建含油氣盆地的烴類成熟史和生烴量史。該模型是盆地模擬的相當(dāng)重要的部分，因?yàn)樯鸁N量史是油氣資源評(píng)價(jià)的重要組成部分。（4）排烴史模型的功能：重建含油氣盆地的油氣初次運(yùn)移史。該模型是盆地模擬的“瓶頸”。（5）運(yùn)聚史模型的功能：重建含油氣盆地的油氣二次運(yùn)移史。該模型是盆地模擬的最重要的部分，因?yàn)橛蜌膺\(yùn)聚量史是油氣資源評(píng)價(jià)的最重要結(jié)果與目標(biāo)之一。26（1）地史模型的功能：重建含油氣盆地的沉積史與構(gòu)造史，應(yīng)73盆地分析地質(zhì)建模數(shù)學(xué)建模軟件研制目標(biāo)模擬地層分析、沉積體系分析、構(gòu)造樣式分析……地層格架、孔隙度變化規(guī)律、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)規(guī)律……回剝技術(shù)、平衡剖面技術(shù)、裂變徑跡技術(shù)……埋藏史模塊、構(gòu)造演化史模塊、熱史模塊……五史模擬、含油氣系統(tǒng)分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)……注意：五個(gè)階段之間順序不可顛倒27盆地分析地質(zhì)建模數(shù)學(xué)建模軟件研制目標(biāo)模擬地層分析、沉積體741、盆地分析盆地分析的任務(wù)是對(duì)全盆地的所有地質(zhì)信息進(jìn)行分析；主要分析對(duì)象包括構(gòu)造背景、地層關(guān)系、沉積體系、構(gòu)造樣式、水動(dòng)力類型、熱狀態(tài)及烴源巖特征等；目的是了解全盆地的地質(zhì)要素和地質(zhì)作用。2、地質(zhì)建模地質(zhì)模型就是在人們腦子中形成的地質(zhì)概念。地質(zhì)家通過(guò)對(duì)盆地大量地質(zhì)資料進(jìn)行實(shí)際觀察、分析、歸納與綜合后，對(duì)地質(zhì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)從描述性提高到規(guī)律性，這個(gè)過(guò)程就是地質(zhì)建模，這種地質(zhì)規(guī)律即為地質(zhì)模型。由于地質(zhì)過(guò)程的復(fù)雜性，地質(zhì)家建立的地質(zhì)模型與實(shí)際地質(zhì)情況往往有一定的出入，這種出入的大小與盆地的勘探程度有關(guān)，同時(shí)也與地質(zhì)家的理論水平和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。281、盆地分析753、數(shù)學(xué)建模將地質(zhì)模型的物理特征用一系列的數(shù)字、符號(hào)來(lái)表征，并用合理的數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)描述或逼近這些特征之間的定量關(guān)系，這個(gè)過(guò)程叫數(shù)學(xué)建模，這種合理的表達(dá)式就是數(shù)值模型。數(shù)值模型是對(duì)地質(zhì)模型的高度抽象和概括，如果沒(méi)有這種抽象和概括，就可能無(wú)法找到“合理”的表達(dá)式，即無(wú)法建立數(shù)值模型。但是，這種抽象和概括往往會(huì)導(dǎo)致一定誤差，甚至是無(wú)法接受的或致命的誤差。所以，在建立數(shù)值模型時(shí)，一定要作到“心中有數(shù)”，即哪些誤差是允許的，哪些誤差是不允許的。也就是說(shuō)，只有那些既精通數(shù)學(xué)又精通地質(zhì)理論的綜合人才，才能建成合理的、可接受的數(shù)值模型。293、數(shù)學(xué)建模764、軟件研制原則上講，軟件研制是計(jì)算機(jī)軟件工程人員的任務(wù)。只要數(shù)值模型表達(dá)得清楚、正確，軟件人員就能順利地完成這項(xiàng)任務(wù)。在軟件研制過(guò)程中，地質(zhì)入員要提供地質(zhì)參數(shù)，幫助測(cè)試軟件，只有這樣，才能高效、可靠地完成軟件系統(tǒng)。5、目標(biāo)模擬現(xiàn)場(chǎng)入員應(yīng)用軟件系統(tǒng)對(duì)研究區(qū)進(jìn)行實(shí)際模擬，并用模擬結(jié)果分析盆地、區(qū)帶，確定有利的勘探目標(biāo)，這就是盆地模擬的最終目的。在盆地模擬的五個(gè)階段中，盆地分析是基礎(chǔ)，地質(zhì)建模和數(shù)學(xué)建模是關(guān)鍵，軟件研制是保證，目標(biāo)模擬是目的。304、軟件研制在盆地模擬的五個(gè)階段中，盆地分析是基礎(chǔ)，地77目前國(guó)際上流行的4套盆地動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬系統(tǒng)：PetroMod：由德國(guó)有機(jī)地球化學(xué)研究所研制，由PetroMod1D（PetroMod1D、PetroMod1DExpress）、PetroMod2D（PetroGen2D、PetroFlow2D）和PetroMod3D（PetroCharge、PetroGen3D、PetroFlow3D）等子系統(tǒng)組成（www.ies.de）；Basin2：由美國(guó)Illinois大學(xué)與政府實(shí)驗(yàn)室及阿莫科、阿科和雪佛龍公司等20個(gè)單位合作研制，側(cè)重于沉積盆地內(nèi)地下水流動(dòng)地質(zhì)演化歷史的模擬恢復(fù)（）；Temispack：由法國(guó)國(guó)家石油研究院（IFP）研制，包括EasyDepth、Locace、Genex、Ceres2D、Temis2D及Temis3D等模擬系統(tǒng)（）；BasinMod：由美國(guó)PlatteRiver公司（PRA）研制，包括BasinMod1D、BasinMod2D、BasinFlow及Petroleumsystem、BasinRisk等子系統(tǒng)（）。OilandGasTrapswithHCmigrationOilandGasTrapswithHCmigrationandincludedfaultOilTraps,migration,andfetchareaswithincludedfault垂向滲透率vs.深度BasinMod31目前國(guó)際上流行的4套盆地動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬系統(tǒng)：Oiland78二、埋藏史和沉降史模擬

沉積埋藏史:是指盆地中的某一沉積單元或一系列單元自沉積開始至現(xiàn)今或某一地質(zhì)時(shí)期的厚度和埋藏深度變化歷史，通常由沉積埋藏史曲線表示。埋藏史恢復(fù)可用正演和反演兩種方法，其中正演是指在已知初始狀態(tài)的前提下，按一定的動(dòng)力學(xué)或運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制再現(xiàn)其歷史演化過(guò)程，即從古至今模擬沉積物埋藏過(guò)程；反演則是從現(xiàn)今狀態(tài)出發(fā)，按一定的動(dòng)力學(xué)或運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制恢復(fù)出沉積物在不同歷史時(shí)期中的狀態(tài)，即由今溯古恢復(fù)沉積物埋藏歷史。地層壓實(shí)校正模型不整合處理模型32二、埋藏史和沉降史模擬沉積埋藏史:是指盆地中的某79地層壓實(shí)校正模型壓實(shí)校正是指把某一地層單元的現(xiàn)今實(shí)測(cè)厚度恢復(fù)到沉積時(shí)或埋藏中途某一時(shí)刻的厚度。（1）回剝技術(shù)（反演）：基于沉積物在壓實(shí)過(guò)程中，地層骨架體積和橫向?qū)挾仁冀K保持不變（除非遭受抬升剝蝕和斷層等事件），地層體積的變小由孔隙流體排出、孔隙度變小所致，且假設(shè)地層壓實(shí)程度由埋深所決定，在埋深不超過(guò)最大古埋深時(shí)，地層壓實(shí)程度保持不變。（2）超壓技術(shù)（正演）：從地層開始沉積埋藏開始，計(jì)算一個(gè)地層的古超壓史，同時(shí)算出其古厚度史，直到現(xiàn)今。33地壓實(shí)校正是指把某一地層單元的現(xiàn)今實(shí)測(cè)厚度恢復(fù)到沉積時(shí)或80不整合處理模型對(duì)不整合的假設(shè)與處理影響到不整合面下各地層單元達(dá)到最大古埋深的時(shí)間與深度及其孔隙度和古厚度的演化途徑。VanHinte(1978)認(rèn)為，至少有三種方法可模擬不整合1.示沉積間斷，其間并無(wú)剝蝕發(fā)生，取界面上、下沉積巖的絕對(duì)年齡算出沉積間斷的時(shí)限即可；2.示有剝蝕發(fā)生的不整合，該時(shí)限內(nèi)一半是沉積期，一半是剝蝕期；3.該時(shí)限內(nèi)被剝蝕的沉積巖的沉積速率等于不整合面以下巖層的沉積速率，而剝蝕速率等于不整合面以上巖層的沉積速率。34不對(duì)不整合的假設(shè)與處理影響到不整合面下各地層單元達(dá)到最大813582盆地之所以能形成，是由于存在基底的沉降。因此，構(gòu)造沉降史是盆地模擬中不可或缺的。根據(jù)引起沉積盆地沉降的主要機(jī)制，構(gòu)造沉降史模擬具有以下三種模型（1）局部均衡模型：基于阿基米德原理，認(rèn)為巖石圈沒(méi)有任何彈性，各個(gè)沉積柱間相互獨(dú)