油气成藏动力学(李萍).doc

油气成藏动力学授课老师：罗晓容学生：李萍 专业：固体地球物理学学号：200521338 时间：2006年5月30日浅谈成藏动力学思想在储量计算和资源评价中的应用目前，在含油气系统宏观思想指导下进行成藏动力学过程研究是高等石油地质理论发展的必然趋势。成藏动力学的思想在石油地质研究中的最高目标是实现模拟后的储量的定量化计算和进而形成新的成藏动力学思想指导下的资源评价的系统方法。本文讲述了学习中对成藏动力学思想的认识，通过对将成藏动力学思想应用于地质分析进行模拟和储量计算的实例分析，将如何应用的过程和方法进行了浅述和分析。一、关于成藏动力学理论的认识：11成藏动力学产生的背景和发展历史：成藏动力学是含油气系统理论的新发展1，是建立在地球动力学分析基础上，引入系统理论思想后产生的一门新学科。由于含油气系统在成藏机理方面研究不够。一些学者提出了以系统为指导思想、以地球动力学为基础的成藏动力学系统。1996年，田世澄首次提出“成藏动力学系统“概念及其分类。1997年康永尚等提出以流体动力学分析为基础的”油气成藏流体动力学“分析观。2002年张厚福等提出“盆地油气成藏动力学“研究框架。成藏动力学理论针对流体(石油，天然气)成藏动力学环境、过程与结果进行分析，试图解决成藏的宏观机制问题。目前仍处于发展完善阶段。这是继陆相生油理论之后由中国石油地质学家提出的又一新的，重要的油气地质理论。12油气成藏动力学研究思路方法目前较为成熟的成藏动力学系统研究思路和方法有以下方面2：(1)动力学系统形成的背景研究：研究盆地形成演化的动力学及运动学特征、地层和层序发育特征及时空展布。(2)成藏动力学系统的划分研究：分析构造沉积旋回，通过利用测井、地震和实测压力资料计算地层孔隙流体压力和流体势、编制孔隙流体压力剖面图和流体势平面图，寻找区域分布的致密岩性层和异常高孔隙流体压力界面来划分成藏动力学系统；研究断层、不整合和盆地边缘岩性、岩相变化带等联络体系，建立统一的流体动力学系统。(3)成藏动力学系统的形成条件研究：一切基本要素如源岩、储集层、封闭层的研究。(4)成藏动力学系统的形成演化研究：围绕生一运一聚这一线索，研究埋藏史、热史及油气生、排、运、聚史，研究联络体系的开启性和封闭性，油一源对比，分析油气成藏模式，计算聚集量。(5)成藏作用及油气分布规律研究：动态模拟恢复盆地的演化史和成藏过程，综合各项研究成果编制生油期、运移期、圈闭形成期配合图及综合评价图，科学地预测勘探有利靶区、优选钻探井位(这是成藏动力学系统研究的最终目标)。 13油气成藏动力学的研究内容3：1）油气成藏的动力学条件：成烃化学动力学、排烃和聚集动力学机制、保存与改造的动力学条件；2 ）油气成藏动力学的能量(动力)源：地温场、构造应力场、压力场、流体势能场、深部热流体。二、成藏动力学在资源评价中的应用浅析21成藏动力学系统划分对一个地区的成藏动力学研究，首先表现在油气成藏系统的划分，表现在运用成藏动力学的新思路对该地区地质背景、油气成藏条件、温度场、应力场和流体压力场分布特征及油气成藏过程进行综合分析。在此基础上对成藏动力学系统进行划分，进而圈定有利靶区和勘探目标4。成藏动力学系统的类型划分有2种方案。一种划分成藏动力学系统的原则及其分类见（表2）。将该方法应用在对鄂尔多斯盆地西峰油田的成藏动力学研究， 表2 成藏动力学系统分类表 得出该地区的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。另一种分类是以流体动力系统的开放程度把油气成藏流体动力学系统分为重力驱动型、压实驱动型、封存箱型和滞流型四种5。22成藏动力学研究的模型研究和模拟研究 模型研究是油气成藏动力学研究的基础，包括盆地模型和油气运聚的控制模型两个部分。盆地模型主要指盆地的沉积一构造格架以及相应的物理和有机地球化学参数，用以建立三维数字盆地。盆地模型是进行人工控制性油气生、排、运、聚模型研究的基础，也是油气成藏动力学模拟研究的基础6，由以下7个部分组成：(1)沉积体模型：主要指各层沉积相图，用以建立烃源体、输导体和盖层体系模型；(2)构造体模型：包括各层构造图和主要圈闭与断裂体系的发育研究，用来建立三维构造数据体，实现回剥，以得到各期各层的古构造图；(3)烃源体模型：对沉积体模型中有生烃能力的沉积体赋予有机地球化学属性，如有机碳含量、干酪根类型、热模拟产烃率(或活化能、频率因子)，以进行生排烃量模拟；(4)输导体模型：对具有渗透能力的沉积体赋予储层物理属性；对断裂、裂隙性输导体进行历史发育研究，重点确定其历史发育过程中对流体的输导能力；(5)温度场模型：给出现今温度梯度曲线、R。一深度关系曲线，以模拟古、今地温场，逼近现今烃源岩热演化结果；(6)压力场模型：模拟古、今压力场，进行各层古、今流体势研究；(7)应力场模型：为应力场模拟提供参数，分析应力场发育与油气运移间的关系。油气生、排、运、聚的控制模型是指用人工方法建立的具体盆地、凹陷(或含油气体系)的油气生成、运移、聚集的机理性模型。包括以下3个主要模型(1)油气生成的动力学模型(2)烃类初次运移的动力学模型(3)烃类二次运移的动力学模型。 成藏动力学系统的定量模拟7主要表现在油气运移模拟研究的3个方面：根据流体势理论模拟研究水势以求取油势或气势的UVZ新方法，用于定量计算油、气势进而可确定油气聚集的有利位置； 在单相水流模型的基础上，用临界运移含烃饱和度作为控制参数进行的油气二次运移数值模拟，可模拟油气运移的间歇性、跳跃性和非线性特点，最终根据评价区面积模拟的含油饱和度进行评价区的资源量估算； 以温度一应力一压力三场耦合为核心的异常压力形成和演化的模拟来实现油气运移模拟。成藏动力学过程模拟的最终结果体现在油气资源量计算部分上，包括计算出盆地的生烃量、排烃量、烃碳转换量、油气损失量，最后要计算出盆地中聚集的油气资源量。三、应用成藏动力学思想计算资源量方面的应用进展 用成藏动力学思想进行油气资源量计算的方法主要还体现在以下几方面：1、生烃量计算：在成藏动力学研究中建立的油气生成的动力学模型8中，根据魏格斯(1985)用热解法计算生烃量的方法，也是目前我国普遍应用的量化生烃史的主要方法。各烃源层各地质历史阶段R。等值线图、热演化史剖面图、生烃量等值线图以及生烃量史表等“3图1表”在描述生烃过程中是必要的。 2、排烃量的计算：烃类初次运移的动力学模型可以实现排烃量的计算，孔隙体积法和残烃量法是目前生产研究中普遍采用的排烃量计算方法。孔隙体积法的假设前提是：连续油相是初次运移的主要相态，当生油层的孔隙(或裂隙)体积中的含油饱和度超过临界运移饱和度时，石油在压实作用下则以连续油相和水一起排出9。残烃量法是用计算的生烃量减去实测的残烃量(氯仿沥青“A”，或总烃HC，或热解法求得的S1)而求得排烃量。 3、1)储层滞留烃量10计算：是指经初次运移离开母岩进入储层烃类的损耗量，被认为占生烃量的4.47，计算模型为：Q rs=HsS qrs式中：Hs为储层厚度；S 为运聚单元总面积；q rs为单位体积储层滞留烃量。2)盖前排失烃量：是指母岩之外第一套区域性盖层形成之前源岩的排失烃量。该部分排出烃量被认为全部损耗，占生烃量的1466。计算式：式中：Qebc为盖前排失烃总量；qe 为源岩排烃强度；Sn为源岩层分布面积；kebc 为源岩盖前排烃比率()；Qe为源岩累积排出烃量。3)运移损耗烃量: 占生烃量的1527 。计算式：Qwd=(V源+a储*V储+a非*V非)*qew+(V源+a储*k储*V储+a非*k非*V非)*qed式中，Qwd为运聚单元内水溶和扩散烃流失量；a储、a非为同等条件下储层和非储层压实排水量之比率；k储、k非为源岩区外储层和非储层面积占运聚单元面积的比率；qew、qed为单位体积源岩层排出水溶相和扩散相烃的量。 4)构造破坏烃量:包括构造变动强度、各沉积地史时期有效运移烃受多次构造变动破坏量的计算。 总之，运用成藏动力学思想计算油气储量的精髓在于从动力学角度出发，尽可能使模型逼近实体环境，油气成藏动力学模拟系统是油气成藏动力学研究结果定量化和可视化的手段，也是一种模拟实验工具。由于参数或模型多解性的存在，多方案的模拟比较是必须的。只有通过多方案模拟，不断修正输入的参数和模型，使之逼近实际勘探结果，才可将模拟结果作为外推预测的依据。借助盆地模拟技术，通过生烃灶生烃总量的计算以及油气运聚单元的划分11，对油气资源的空间分配作出客观判断；对含油气系统的每一个运聚单元内部已经发现的油气储量和待发现的潜在资源作出客观的统计，建立含油气系统范围内生烃量、运移量和聚集量的关系，统计出不同运聚单元、不同区带或目标上的油气资源丰度、可采资源比例以及不同区带、不同类型圈闭的油气充满系数等。这样就可以对资源评价常用的成因法、类比法与统计方法12所需要的一些关键参数的取值更为客观，由此得到的油气资源评价结果就会更加符合地下的客观存在。参考文献1、 张厚福，方朝亮.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. 石油学报.2002,23(4);2、 康永尚，郭黔杰盆地流体动力系统研究一指导油气勘探的一条有效途径A见：高德利主编中国科协第21次“青年科学家论坛”报告文集c北京：石油工业出版社，1997230-235；3、 常象春，张金亮. 油气成藏动力学：涵义、方法与展望. 海洋地质动态. 2003，19(2)：1825；4、 褚庆忠，张树林.含油气盆地成藏动力学研究综述.世界地质.2002年3月第2l卷第1期5、 田世澄论成藏动力学系统的划分和类型M北京：石油工业出版社，19976、 杨甲明，龚再升，吴景富，等油气成藏动力学研究系统概要(上)J中国海上油气(地质)，2002，16(2)：92977、 岳伏生，郭彦如，马 龙，李天顺.成藏动力学系统的研究现状及发展趋向地球科学进展 2003年2月，第18卷第1期8、 connan JOn Time-Temperature Relation in Oil GenesisAAPG Bulleti