盆地模拟课件

盆地模拟的概念与内涵3、模拟流程：——内涵盆地分析地质建模数学模型软件编程目标模拟101-5-301盆模盆地模拟的概念与内涵3、模拟流程：——内涵盆地分析地质建模数

盆地模拟原理方法

运聚史综合评价生烃史排烃史地史热史五史模拟301-5-302盆模盆地模拟原理方法运聚史综合评价生烃史排烃史地史热史五

盆地模拟方法——地史

考虑因素模拟内容技术方法构造与负荷沉降沉积压实异常压力剥蚀事件断裂事件沉积间断海平面与古水深Mckenzie的纯剪切法Airy地壳均衡法挠曲均衡法回剥技术超压技术回剥与超压结合技术平衡剖面技术沉降史埋藏史构造演化史301-5-303盆模盆地模拟方法——地史考虑因素模拟内容技术方法构造与负沉降史沉降史恢复

盆地的大小几何形态构造特征基底的沉降盆地的形成沉积物的充填进一步沉降01-5-304盆模沉降史沉降史恢复盆地的大小基底的沉降盆地的形成沉积物的充填沉降史1、构造因素，岩石圈伸展减薄；2、热力作用因素，岩石圈冷却收缩；3、沉积物负荷引起的均衡补偿作用；4、地壳深部的变质作用；5、板内应力作用。沉降史的形成机制01-5-305盆模沉降史1、构造因素，岩石圈伸展减薄；沉降史的形成机制01-5沉降史Mckenzie纯剪切模型均衡原理：

Airy均衡模式挠曲均衡(Flexure)01-5-306盆模沉降史Mckenzie纯剪切模型均衡原理：01-5-30沉降史Mckenzie纯剪切模型初始沉降(Si)：岩石圈减薄引起的沉降冷却沉降(Sh)：岩石圈冷却引起的沉降构造沉降=初始沉降+冷却沉降01-5-307盆模沉降史Mckenzie纯剪切模型初始沉降(Si)：构造沉降沉降史Airy均衡模式Iw+Cc+Mm

=Hs+Cc+(M-DL)mDL——负荷沉降负荷沉降是建立在艾利(Atry)地壳均衡原理之上的c该学说认为，当盆地基底因某种动力作用产生沉降时，地壳表面形成的空间将由水来充填。由于沉积作用，这些水域全部（a)或部分(b)由沉积物取代。这样，由于密度的增加，地壳表面将产生一定的负荷沉降(DL)，从而达到地壳变形前后的均衡。

固4—14中，I为原始洼地的水深(m)．H为沉积物填充深度(m)，Wd为沉积时水深(m)，C、M分别为地壳和地慢厚度(m)，w、w

、c

、m分别代表水、沉积物(平均)、地壳和地幔的密度。01-5-308盆模沉降史Airy均衡模式Iw+Cc+MmDL沉降史Airy均衡模式DL——负荷沉降DL=————*H

m-ws-w构造沉降DT=总沉降-负荷沉降DL

01-5-309盆模沉降史Airy均衡模式DL——负荷沉降m-ws沉降史挠曲均衡(Flexure)01-5-3010盆模沉降史挠曲均衡(Flexure)01-5-3010盆模DT=

(————*H-————*SL)+(Wd-SL)沉降史挠曲均衡(Flexure)m-sm-wDT——构造沉降m-ww01-5-3011盆模DT=(————*H-————*S沉降史总沉降=沉积物厚度+古水深=构造沉降+负荷沉降01-5-3012盆模沉降史总沉降=沉积物厚度+古水深01-5-3012埋藏史压实作用与孔隙度变化规律地层压力埋藏史恢复剥蚀厚度恢复埋藏史01-5-3013盆模埋藏史压实作用与孔隙度变化规律埋藏史01-5-3埋藏史压实作用与孔隙度变化规律01-5-3014盆模埋藏史压实作用与孔隙度变化规律01-5-3014盆模埋藏史压实作用与孔隙度变化规律1、孔隙度与深度的关系

=0*

exp(-CZ)0——地表孔隙度；

C——压实系数。2、欠压实层孔隙度变化分层分段处理3、次生孔隙度变化统计建摸01-5-3015盆模埋藏史压实作用与孔隙度变化规律1、孔隙度与深度的关系01-5埋藏史地层压力静岩压力:p0=D[(1

-)s+w]g

静水压力:

phy=D.w.g

地层压力:

p

=

phy骨架压力:

phy=p0-

phy有效压力:

phy=p0-

p01-5-3016盆模埋藏史地层压力静岩压力:p0=D[(1-埋藏史地层压力异常压力异常高压异常低压过剩压力超压压力系数压力梯度地层压力分类压力梯度，kPa/m压力系数压力分类<9.289.28~10.4110.41~13.58>13.58<0.90.9~1.061.06~1.38>1.38异常低压常压高压异常异常高压01-5-3017盆模埋藏史地层压力异常压力异常高压地层压力分类埋藏史埋藏史恢复分段回剥技术超压技术剥蚀厚度恢复01-5-3018盆模埋藏史埋藏史恢复分段回剥技术01-5-301孔隙度变化是不可逆性的；同一地层（同一井点）只遭到一次剥蚀；已知剥蚀厚度、剥蚀时间；已知孔隙度随深度的变化。埋藏史分段回剥技术前提条件01-5-3019盆模孔隙度变化是不可逆性的；正演模型地层的现今厚度、现今孔隙度和原始孔隙度地层的原始厚度地层的沉降速率相应的沉降时间孔---深曲线被压实后的缩减厚度与现在实际厚度比较正确重新调整参数不正确01-5-3020盆模正演模型地层的现今厚度、现今孔隙度和原始孔隙度地层的原始厚度反演模型--------回剥技术基本原理：地层随埋藏深度增大，厚度变小，但其骨架厚度基本不变，唯一变化的是其孔隙度，除非发生剥蚀或断层等。可以按照现今的地层厚度，一层层地剥去，并恢复在地史中的厚度。厚度恢复的依据是孔隙度————深度曲线去压实作用的数学模型Hs—地层的骨架厚度，mZ1-----地层的顶界深度，mZ2------地层的底界深度，mΦ(z)---孔---深曲线01-5-3021盆模反演模型--------回剥技术Hs—地层的骨架厚度，m01同一地层中不同岩性的压实程度不同，具有不同的孔隙度——深度曲线，如果由n种岩性，则地层孔隙度——深度曲线为：Φi(Z)-----单种岩性的孔——深关系式值Pi------地层中第i种岩性的含量,小数01-5-3022盆模01-5-3022盆模已知目标层顶、底界埋深，求骨架厚度；

埋藏史分段回剥技术Hs—地层的骨架厚度，mZ1-----地层的顶界深度，mZ2------地层的底界深度，mΦ(z)---孔---深曲线01-5-3023盆模已知目标层顶、底界埋深，求骨架厚度；埋藏史分段回剥技埋藏史分段回剥技术回剥柱状图01-5-3024盆模埋藏史分段回剥技术回剥柱状图01-5-3024盆模埋藏史埋藏史恢复01-5-3025盆模埋藏史埋藏史恢复01-5-3025盆模埋藏史剥蚀厚度恢复测井法01-5-3026盆模埋藏史剥蚀厚度恢复测井法01-5-3026盆模埋藏史剥蚀厚度恢复数值模拟法01-5-3027盆模埋藏史剥蚀厚度恢复数值模拟法01-5-3027盆模埋藏史剥蚀厚度恢复地震解释法01-5-3028盆模埋藏史剥蚀厚度恢复地震解释法01-5-3028盆模埋藏史剥蚀厚度恢复趋势面分析法01-5-3029盆模埋藏史剥蚀厚度恢复趋势面分析法01-5-3029盆模

盆地模拟方法——热史

考虑因素模拟内容技术方法盆地成因类型地温场热源热成因机制地温场特征：

热导率地温梯度大地热流值构造热演化法古温标法结合法Ro计算方法：

最大温度法

Ro-TTI关系法

Easy%Ro法热流史地温史有机质演化史01-5-3030盆模盆地模拟方法——热史考虑因素模拟内容技术方法盆地成因地温场与热史恢复地温场的一般知识不同盆地类型地温场及演化特征热史重建构造热演化法古温标法结合法01-5-3031盆模地温场与热史恢复地温场的一般知识不同盆地类型地温场及演化一、地热与油气地温是控制油气生成和聚集的重要因素之一统计表明，油田储量与热流关系密切石油储量与地温梯度关系密切地热对沉积盆地的成岩作用也具有很大的影响盆地的古地温与盆地的沉降发育历史有关地热是沉积盆地向油气盆地转化的关键因素。地热与地质时间的综合就是沉积盆地的热演化史01-5-3032盆模一、地热与油气地温是控制油气生成和聚集的重要因素之一01-5统计表明，油田储量与热流关系密切01-5-3033盆模统计表明，油田储量与热流关系密切01-5-3033盆模石油储量与地温梯度关系密切地温梯度：石油储量密度天然气储量密度高值区>4.0比中值区高9倍比中值区高5.6倍比低值区高120倍比低值区高28倍

中值区2~4

低值区<2对于油气的生成而言，时间因素可以补偿地温的不足01-5-3034盆模石油储量与地温梯度关系密切对于油气的生成而言，时间因素可以补地热对沉积盆地的成岩作用也具有很大的影响01-5-3035盆模地热对沉积盆地的成岩作用也具有很大的影响01-5-3035盆地热的构造意义在于它是促使盆地沉降的驱动力有机质热解成烃的地球化学过程，实质上就是由地热能转化为油气热能的过程，即吸热反应过程。油气所具有的内能既包含了有机质从生物能继承下来的能量，又包含了新增加的所吸收的地热能。？？01-5-3036盆模地热的构造意义在于它是促使盆地沉降的驱动力01-5-3036二、地温场及沉积盆地的热状态地球的热源外部热源（宇宙热源）内部热源（行星热源）太阳辐射热潮汐摩擦热宇宙射线陨石坠落产生的热能放射性衰变热地球转动热地球残余热重力分异热01-5-3037盆模二、地温场及沉积盆地的热状态地球的热源外部热源（宇宙热源）太01-5-3038盆模01-5-3038盆模（一）地球内部的热能地球内热的主要来源是放射性元素的衰变热主要的放射性元素是U、Th、K，岩石的生热率大小取决于它们含量U、Th、K大部分集中于偏酸性的岩浆岩中，且主要集中于地壳及地幔顶部变质岩中产热率随变质程度的增高而降低，沉积岩产热率很低01-5-3039盆模（一）地球内部的热能01-5-3039盆模01-5-3040盆模01-5-3040盆模（二）地温场的有关概念地温-----指地下岩石中各点的温度值地温场——某一瞬间地下温度的空间分布岩石的温度在介质中分布状况与空间和时间四维坐标有关

T=f(x,y,z,t)稳态地温场——场内各点的温度不随时间而变化非稳态地温场——场内各点的温度随时间而变化地质历史时间某一时刻的地温场为稳态场地质历史时期的地温场为非稳态场01-5-3041盆模（二）地温场的有关概念01-5-3041盆模1、地热的传递热的传递方式：传导、对流、辐射地壳是由固态岩石组成的，故热传导是其主要方式。沉积盆地的热能主要以传导传热方式进行。在沉积盆地的热史研究中，对热传导往往作如下假设：在一个给定时间内，地温只沿垂直地表方向发生变化一定范围内（如同一岩层）的介质是各向同性的固体，及在所有方向上以及点与点之间的温度变化都是连续的01-5-3042盆模1、地热的传递01-5-3042盆模根据热力学第二定律：一个密闭系统内部的温度差将随着时间的推移而均一化设介质的热导率为k，则单位时间内流过单位面积的热流量（q）为：q-热流量，mw/m2k-热导率，w/(m.℃)dT/dZ---温度梯度，℃/km01-5-3043盆模根据热力学第二定律：01-5-3043盆模2、大地热流大地热流—在单位时间内以热传导方式从地球表面单位面积散失的热流量按照前述假设，并定义从内部往外流的大地热流是正值，观察点在地史中某一时刻的大地热流值为：Q(t)-某一时刻(t)的大地热流，mw/m2k-热导率，w/(m.℃)dT/dZ---垂向温度梯度，℃/km01-5-3044盆模2、大地热流Q(t)-某一时刻(t)的大地热流，mw/m2地温场的一般知识3.地温场的描述参数

a.地温（T）和地温梯度（GradT）b.岩石热导率（岩石的导热能力）实测或估算，估算用以下公式：

k(z)=(kf)(ks)1-

式中，kf—孔隙流体的热导率

ks—岩石骨架的热导率

C.热流（热导率与地温梯度的乘积）

01-5-3045盆模地温场的一般知识3.地温场的描述参数01-5-3045盆模地温场的一般知识4.我国沉积盆地地温梯度特征

a.

东部及西南部盆地地温梯度明显高于西北部盆地

b.

东部盆地的地温梯多在3-40C/100m，最高可达

60C/100m；东南沿海区盆地的地温梯度为2.5-3.5

0C/100m；西部盆地为“南高北低”：西藏及云南西部盆地为2.5-30C/100m，最高可达5-70C/100m；柴达木及河西走廊地区为2.5-30C/100m；塔里木盆地、准噶尔盆地多在1.5-2.50C/100m。

c.

一般沿盆地构造呈闭合型分布，盆地构造中部高部位常有相对高温区。由于热的非稳态效应。

d

.

沉积年代较早的盆地，一般地温梯度较低。01-5-3046盆模地温场的一般知识4.我国沉积盆地地温梯度特征01-5-30地温场的一般知识5.我国沉积盆地大地热流特征

a.

大陆地区热流平均值63-68

mw/m2，总体具有“东高西低、南高北低”的特征。

b.

东部盆地的热流值普遍明显高于中西部盆地，热流值为60-70mw/m2。

c.

中西部盆地具有中等或低热流的特点，包括陕甘宁、四川、塔里木、柴达木等，平均值为50-55mw/m2。d

.

西藏、云南地区的一些盆地有明显的高热流，如楚雄盆地、伦坡拉盆地等，最高可达140mw/m2。01-5-3047盆模地温场的一般知识5.我国沉积盆地大地热流特征01-5-30不同盆地类型的地温场及演化特征1.大陆裂谷和被动大陆边缘盆地1）形成机制：由于地幔热物质上涌造成地壳的伸展减薄、在地壳均衡机制作用下造成的沉降、沉积。2）沉积特征：分为早期的快速沉降裂陷期和后期的整体缓慢沉降坳陷期。3）热流特征：热成因型盆地，整体具有高热流，且随着时间的推移，由于地幔热物质的逐渐泠却而减小。4）实例：东部拉张盆地。01-5-3048盆模不同盆地类型的地温场及演化特征1.大陆裂谷和被动大陆边缘盆不同盆地类型的地温场及演化特征2.克拉通盆地1）形成机制：假说较多，但通常认为是由于壳内花岗岩侵入或者地壳深部变质作用引起。2）沉积特征：拥有大范围、大规模的的倾斜平缓沉积岩，记录上100

Ma

的连续沉降和沉积过程。3）热流特征：热流场稳定，热流值较低，一般在30-50mw/m2之间。4）实例：塔里木盆地古生界。01-5-3049盆模不同盆地类型的地温场及演化特征2.克拉通盆地01-5-30不同盆地类型的地温场及演化特征3.前陆盆地1）形成机制：由于碰撞造山作用引起造山带核部之下岩层的均衡沉降和邻近的前陆地层的向下弯曲，形成一个迅速沉积的来自临近山脉物源的前渊。2）沉积特征：近物源、快速堆积，后期长时间的抬升剥蚀。3）热流特征：盆地形成与地壳深部热源无关，基底热流变化较小，几乎为常数。4）实例：柴达木盆地，塔里木盆地中新生代盆地01-5-3050盆模不同盆地类型的地温场及演化特征3.前陆盆地01-5-305不同盆地类型的地温场及演化特征4.拉分（走滑）盆地1）形成机制：沿平移断层侧向拉开而形成的沉积空间，通常沿主控断层呈长带状分布。2）沉积特征：和裂谷盆地类似。3）热流特征：盆地形成与地壳深部热源有一定关系，但相对裂谷盆地来说，热流值一般较低。4）实例：美国的LosAngeles盆地。01-5-3051盆模不同盆地类型的地温场及演化特征4.拉分（走滑）盆地01-5热史重建1.构造热演化法1）原理：对于热成因型盆地（裂谷盆地），热演化特征直接决定了盆地的形成发育过程。因而在岩石圈尺度下，通过正演盆地的发育过程（构造格架）而获得热演化史。2）特点：大尺度，反映盆地总体规律，一般精度较低。3）缺陷：没有考虑沉积物中的古温标，不能反映局部热状况。4）模型：如Mckenzie的均匀伸展模型。01-5-3052盆模热史重建1.构造热演化法01-5-3052盆模热史重建2.古温标法1）原理：沉积地层中的古温标如：Ro、矿物包裹体、磷灰石裂变径迹、粘土矿物转换率等记录了其本身在地质历史时期的受热史，因而通过反演其形成过程并与现今温标值一致而重建热史。2）特点：小尺度，反映古温标样品处局部热状况，有较高精度。3）缺陷：如果不考虑盆地形成过程，多解性。有些只反映所承受的最大温度。01-5-3053盆模热史重建2.古温标法01-5-3053盆模热史重建3.古温标法镜质体反射率Ro法

Ro值计算模型利用Ro资料模拟热史的步骤

应用实例01-5-3054盆模热史重建3.古温标法镜质体反射率Ro法01-5-30镜质体反射率Ro法热史重建3.1镜质体反射率Ro值计算模型1）模型分类：

温度函数（最大温度模型）

时间温度函数（RoTTI模型）

化学动力学模型（Easy%Ro模型）

2）最大温度模型(Barker）：

Ro是其经历的最高温度的单一函数，加热时间可以不考虑。公式：

Ro=exp（0.0078Tmax-1.2)

Ro=a*exp*（b*Tmax）01-5-3055盆模镜质体反射率Ro法热史重建3.1镜质体反射率Ro值计算模型镜质体反射率Ro法热史重建3）RoTTI模型：

Lopatin提出的时间温度指数公式为：

TTI=

计算出TTI值后，建立TTI与Ro的对应关系。

Welte和Yukler（1981）提出的通用模型为：

Ro=1.301*lg（TTI）

0.5282BASIMS系统采用利用实测结果进行分段线性回归的办法。01-5-3056盆模镜质体反射率Ro法热史重建3）RoTTI模型：镜质体反射率Ro法热史重建

4）Easy%Ro

模型（化学动力学模型）：Burnham和Sweeney（1989）提出了镜质体反射率Ro计算的化学动力学模型，其反应活化能采用频带分布，即将Ro的成熟过程视作为若干个平行反应，并通过实测数据建立了Ro与降解率之间的关系（VITRIMAT模型）。1990年进行了简化改进，称Easy%Ro

模型。

Ro=exp（-1.6+3.7*Fk）

其中，Fk

第K个埋藏点化学动力学反应程度（降解率）

01-5-3057盆模镜质体反射率Ro法热史重建01-5-3057镜质体反射率Ro法热史重建

式中，fi

第

i种反应的权系数，I=1，2，。。。，20；Iik见下式；

tk某地层底界的第k个埋藏点的埋藏时间，Ma；Tk某地层底界的第k个埋藏点的古温度，0C。01-5-3058盆模镜质体反射率Ro法热史重建镜质体反射率Ro法热史重建

式中，A

频率因子，其值为1*1013S-1Ei

活化能，kcal/mol；

R

气体常数，1.986cal/（mol*K）；a1，a2，b1，b2为常数。

01-5-3059盆模镜质体反射率Ro法热史重建式中，A频率因子，其值为镜质体反射率Ro法热史重建3.2利用Ro资料模拟热史的步骤

（1）重建地质埋藏史（包括剥蚀史）（2）假定地温史（地温梯度史或热流史），结合埋藏史得到的各地层底界的深度得到古温度（3）利用任一Ro值计算模型计算各地层的Ro

史，最终得出各地层底界的Ro现今值（4）与实测Ro值对比，视拟合效果重复上述过程，直到满意为止

01-5-3060盆模镜质体反射率Ro法热史重建3.2利用Ro资料模拟热史的步骤镜质体反射率Ro法热史重建3.2利用Ro资料模拟热史的步骤

01-5-3061盆模镜质体反射率Ro法热史重建3.2利用Ro资料模拟热史的步骤镜质体反射率Ro法热史重建3.2利用Ro资料模拟热史的步骤

排除多解性分段、交互正演的Easy%Ro模块：

01-5-3062盆模镜质体反射率Ro法热史重建3.2利用Ro资料模拟热史的步骤镜质体反射率Ro法热史重建3.2利用Ro资料模拟热史的步骤

无能为力的情况：

在顺序沉降、各地层的最大沉积厚度都在今天的情况下，Ro值的大小可能完全取决于今天的热效应。

只能依据盆地构造性质、构造演化历史进行推测。01-5-3063盆模镜质体反射率Ro法热史重建3.2利用Ro资料模拟热史的步骤镜质体反射率Ro法热史重建3.3应用实例

01-5-3064盆模镜质体反射率Ro法热史重建3.3应用实例磷灰石裂变径迹法热史重建4.古温标法磷灰石裂变径迹法

基本原理热指标及其意义

裂变径迹退火动力学模型

单样品交互热史模拟模块AFTA相对于Ro指标的优势01-5-3065盆模磷灰石裂变径迹法热史重建4.古温标法磷灰石裂变径迹法磷灰石裂变径迹法热史重建4.1基本原理

磷灰石裂变径迹具有以下特性：（1）径迹发生的稳定性（恒定的速率）

（2）径迹发生的连续性（随地质时间不断形成）（3）退火性在受热条件下，径迹缩短甚至完全消失。退火温度区间：500C~1250C（4）退火作用的唯一性：只决定于热作用

因而在了解其退火机制的前提下，可通过模拟径迹的形成过程而得到正确的热历史。01-5-3066盆模磷灰石裂变径迹法热史重建4.1基本原理01-5-3066盆磷灰石裂变径迹法热史重建4.2热指标及其意义

（1）裂变径迹年龄在没有发生退火的情况下，样品经历的地质时间越长，则产生的径迹越多，因而观测到的径迹密度越大，因而通过考察样品的径迹密度及其铀浓度，就可求得裂变径迹年龄。如果样品经历过热事件，则所形成的径迹将发生相应程度的退火，由此而得到的径迹年龄将小于样品的真实年龄，称为表观年龄。01-5-3067盆模磷灰石裂变径迹法热史重建4.2热指标及其意义01-5-30磷灰石裂变径迹法热史重建4.2热指标及其意义

（2）平均裂变径迹长度

初始形成的径迹（未退火）的平均长度是一个固定的常数：16.3±0.9m。随着所经受的温度-时间的增加，退火作用加强，平均裂变径迹长度减小。对于同一地质年代（同一沉积层）的样品，平均裂变径迹长度越小，表明其所经受的古温度愈高。

01-5-3068盆模磷灰石裂变径迹法热史重建4.2热指标及其意义01-5-30磷灰石裂变径迹法热史重建4.2热指标及其意义

（3）裂变径迹长度分布

所经历的地质时间与温度史（具体受热历史）的综合反应。特定的热历史将导致特定的径迹长度分布。

01-5-3069盆模磷灰石裂变径迹法热史重建4.2热指标及其意义01-5-30磷灰石裂变径迹法热史重建4.3裂变径迹退火动力学模型

（1）温度

时间互补原理

大量实验与观测数据表明：在恒温条件下，裂变径迹的退火温度与时间遵循互补原理，即：

ln（t）=a+b/T

式中t时间，s；

T温度，K；

a，b代定系数。01-5-3070盆模磷灰石裂变径迹法热史重建4.3裂变径迹退火动力学模型01-磷灰石裂变径迹法热史重建4.3裂变径迹退火动力学模型

（2）长度分布y(l)计算

大量实测数据及实验数据统计表明，拥有平均长度la的同一组径迹其长度分布比较接近高斯分布：

式中y(l)

该组径迹中长度为l的径迹条数

S该组径迹分布的标准偏差，实验数据表明，S随la的减小而增大，用最小二乘法拟合成双曲线为：

S=1/（0.0986la-0.22）

01-5-3071盆模磷灰石裂变径迹法热史重建4.3裂变径迹退火动力学模型式中磷灰石裂变径迹法热史重建4.4单样品交互热史模拟模块AFTA

采取交互正演的办法来反推样品的受热史。具体做法如下：（1）根据样品实测的径迹长度分布形态，假定其受热路径温度史。（2）利用退火的动力学模型模拟计算该受热路径下所能形成的径迹长度分布。（3）和实测的径迹长度分布对比，视差异程度调整受热路径并模拟计算，直至较好拟合为止。01-5-3072盆模磷灰石裂变径迹法热史重建4.4单样品交互热史模拟模块4.4单样品交互热史模拟模块AFTA

输出结果：

温度史径迹退火轨迹拟合效果对比径迹年龄曲线磷灰石裂变径迹法热史重建01-5-3073盆模4.4单样品交互热史模拟模块AFTA温度史磷灰石磷灰石裂变径迹法热史重建4.5相对于Ro指标的优势

（1）不但能反映样品所承受的最新的、最大热事件的温度，并且能给出其地质时间。（2）能反映达到最高温度后的具体泠却过程。

01-5-3074盆模磷灰石裂变径迹法热史重建4.5相对于Ro指标的优势01-5结合法热史重建5.结合法构造动力学与古温标相结合

（1）定义：已知今热流、今地温并依据一定的构造演化模型来求取古热流、古地温的一种正、反演技术，即在埋藏史的基础上，假定古今热流之间遵循某种关系，再加上古温标的约束，从而得出古热流与古地温。01-5-3075盆模结合法热史重建5.结合法构造动力学与古温标相结合01结合法热史重建5.结合法构造动力学与古温标相结合（2）一般步骤：求今热流；假定古今热流关系求古热流；

求古地温；通过古温标（Ro）检验而调整最佳古、今热流关系因子；

最终确定古热流史，从而得到古温度史。01-5-3076盆模结合法热史重建5.结合法构造动力学与古温标相结合01结合法热史重建5.结合法构造动力学与古温标相结合（3）求今热流：

Q0=K0*GT0

式中K0

平均热导率值，cal/（cms0C）

GT0平均地温值，0C/（100m）（4）假定古今热流关系求古热流：

Q（t）=Q0（1+t）

根据构造演化特征，采用多段线性模型：

Q（t）=Q0i[1+i（t-ti）]01-5-3077盆模结合法热史重建5.结合法构造动力学与古温标相结合01结合法热史重建5.结合法构造动力学与古温标相结合（5）已知古热流求古地温：式中T(z,t)

古地温，0C；

Ts(t)

平均地温值，0C/（100m）k(z)平均热导率值，cal/（cms0C）

z埋藏深度，m；

01-5-3078盆模结合法热史重建5.结合法构造动力学与古温标相结合01结合法热史重建5.结合法构造动力学与古温标相结合（5）利用地温史计算Ro来检验的正确性：

式中I（tbk）

时间温度效应因子（n个）；

而I（tbk）与Ro存在以下关系：0T(z,tb)<2201-5-3079盆模结合法热史重建5.结合法构造动力学与古温标相结合0T

盆地模拟方法——生烃史

考虑因素模拟内容技术方法有机质类型有机质丰度演化程度生烃潜力源岩厚度、类型化学动力学法：

单组分多组分图版法：

降解率曲线产烃率曲线生烃量生烃时间301-5-3080盆模盆地模拟方法——生烃史考虑因素模拟内容技术方法有机质生烃史化学动力学法：

单组分多组分热解模拟法：

Rock-Eval热解仪评价结果热压模拟结果01-5-3081盆模生烃史化学动力学法：01-5-3081盆模生烃史化学动力学法01-5-3082盆模生烃史化学动力学法01-5-3082盆模生烃史平行一级动力学方程：

dX/dt=-kiXij阿仑尼乌斯公式：

ki=Aiexp(Ei/RT)降解率计算公式：

Dj=[Xj0-

Xij].100化学动力学法01-5-3083盆模生烃史平行一级动力学方程：化学动力学法01-5-308生烃史累积降解率史01-5-3084盆模生烃史累积降解率史01-5-3084盆模生烃史瞬时生烃史01-5-3085盆模生烃史瞬时生烃史01-5-3085盆模生烃史生烃潜量活化能频率因子（指前因子）影响生烃量的主要参数(化学动力学法)01-5-3086盆模生烃史生烃潜量影响生烃量的主要参数01-5-3086盆生烃史应用热压模拟结果计算生烃量热解模拟法01-5-3087盆模生烃史应用热压模拟结果计算生烃量热解模拟法01-5-30生烃史降解率曲线图版01-5-3088盆模生烃史降解率曲线图版01-5-3088盆模生烃史Tmax

与Ro

的关系01-5-3089盆模生烃史Tmax与Ro的关系01-5-3089盆模生烃史降解率——Ro关系曲线计算生烃史E=———(Z2-Z1)*Pm**Cr*Cr*—*dRoRo2-Ro110-8D0.08301-5-3090盆模生烃史降解率——Ro关系曲线计算生烃史E=———(Z生烃史降解率、气态烃/总烃与Ro关系曲线01-5-3091盆模生烃史降解率、气态烃/总烃与Ro关系曲线01-5-3091盆生烃史应用热压模拟结果计算生烃量产油率曲线产气率曲线01-5-3092盆模生烃史应用热压模拟结果计算生烃量产油率曲线产气率曲线01生烃史应用热压模拟结果计算生烃量产油率曲线01-5-3093盆模生烃史应用热压模拟结果计算生烃量产油率曲线01-5-309生烃史应用热压模拟结果计算生烃量产气率曲线的校正气油abb≥a01-5-3094盆模生烃史应用热压模拟结果计算生烃量产气率曲线的校正气油abb生烃史碳恢复系数的求取01-5-3095盆模生烃史碳恢复系数的求取01-5-3095盆模生烃史碳恢复系数的求取Cf=CTOC/CrCr=(100-D)*CTOC/100Cf=100/(100-D)D——降解率；CTOC——总有机碳；Cr——残余有机碳。01-5-3096盆模生烃史碳恢复系数的求取Cf=CTOC/Cr生烃史烃源岩厚度有机碳含量成熟度（Ro）降解率（产油产气率）影响生烃量的主要参数（热降解法）01-5-3097盆模生烃史烃源岩厚度影响生烃量的主要参数01-5-309生烃史应用热压模拟结果计算生烃量裂解生气量的校正

原则上，产气率图版是在实验室密闭系统下获得的，即假设源岩已生成的油在过成熟状态下逐渐向气态转化；但实际地质条件下，源岩不断地向储层运移，已排出的油只有部分裂解成气。BASIMS提供了用户交互输入接口，以确定实际条件下储集层中的裂解气比例。01-5-3098盆模生烃史应用热压模拟结果计算生烃量裂解生气量的校正

盆地模拟方法——排烃史

考虑因素模拟内容技术方法初次运移相态初次运移动力排油临界饱和度压实排油法压差排油法物质平衡排气法排烃量排烃时间301-5-3099盆模盆地模拟方法——排烃史考虑因素模拟内容技术方法初次排烃史

排油史

排气史初次运移相态初次运移动力初次运移史01-5-30100盆模排烃史排油史初次运移相态01-5-301排烃史石油运移相态水溶相运移油相运移气溶（载）相运移扩散相运移01-5-30101盆模排烃史石油运移相态水溶相运移01-5-30101盆模排烃史石油初次运移动力水溶相运移的动力

上覆沉积负荷——瞬时剩余地层压力

油相运移的动力异常地层压力扩散相运移的动力有机质网络中沥青分子浓度差、扩散活化能气溶（载）相运移的动力浮力、异常地层压力、扩散作用力01-5-30102盆模排烃史石油初次运移动力水溶相运移的动力01-5-30102排烃史排油临界饱和度Hunt(1961,1979)0.2-0.9%Philip(1965)0.25%Tissot(1971)0.1-0.9%Dickey(1975)1.0-20%Brooks(1977)0.1-0.9%Momper(1978)0.08-0.08%Ungerer(1987)>20%陈发景等(1986)>1%BASIMS特点：考虑泥岩、灰岩、煤三种源岩的临界饱和度；由用户定义。01-5-30103盆模排烃史排油临界饱和度Hunt(1961,1979)排烃史排油史计算排油驱动力临界饱和度{压实排油压差排油排油时间排油量油相运移模式01-5-30104盆模排烃史排油史计算排油驱动力{压实排油排油时间油相运移排烃史压实排油法V0(1-)=V(1-)V0=V(1-)/(1-0)V=V0-V--排出的液体体积Cex=V/V

－－排出系数=V/[V0

0]=(0-)/[(1-)0]

骨架不变原理排液量=源岩体积的缩小量01-5-30105盆模排烃史压实排油法V0(1-)=V(101-5-30106盆模01-5-30106盆模01-5-30107盆模01-5-30107盆模01-5-30108盆模01-5-30108盆模01-5-30109盆模01-5-30109盆模排烃史压差排油法

砂泥岩交错的地层；

大套纯泥岩层。适用条件：01-5-30110盆模排烃史压差排油法砂泥岩交错的地层；适用条件：01-5排烃史排气史水溶相油溶相游离相扩散相天然气的运移相态：01-5-30111盆模排烃史排气史水溶相天然气的运移相态：01-5排烃史排气史天然气物质平衡运移原理Q排=Q生-(Q吸+Q溶)

=Q生-(Q吸+Q油溶+Q水溶)01-5-30112盆模排烃史排气史天然气物质平衡运移原理Q排=Q生-排烃史天然气在水中的溶解规律温度对天然气溶解度的影响01-5-30113盆模排烃史天然气在水中的溶解规律温度对天然气溶解度的影响01-排烃史天然气在水中的溶解规律压力对天然气溶解度的影响01-5-30114盆模排烃史天然气在水中的溶解规律压力对天然气溶解度的影响01-排烃史天然气在水中的溶解规律矿化度对天然气溶解度的影响01-5-30115盆模排烃史天然气在水中的溶解规律矿化度对天然气溶解度的影响01排烃史水溶解气量计算残余水溶解气量=Vw*Rsw

Rsw=R’sw*ScR’sw=0.1781[A+B(145.038p)+C(145.038p)1.96]Sc=1-[0.0753-0.000173(1.8T+32)]r盐式中：p——地层压力；

T——地温；

A,B,C——与温度有关的系数。01-5-30116盆模排烃史水溶解气量计算残余水溶解气量=Vw*Rsw01-5-排烃史天然气在油中的溶解规律天然气在油中的溶解度比在水中大10倍天然气在轻油中的溶解度比在重油中大湿气比干气更易溶于石油中纯气比含氮气更易溶于石油中01-5-30117盆模排烃史天然气在油中的溶解规律天然气在油中的溶解度天然气在轻油排烃史残余油溶解气量=Vor*Rs=[(E生油-E排油)/o]*Rso=(Rs*gs+os)/Bo油溶解气量计算01-5-30118盆模排烃史残余油溶解气量=Vor*Rs油溶解气量计算01-5-排烃史烃源岩对天然气的吸附作用q=xq——吸附量；——吸附常数；x——浓度。01-5-30119盆模排烃史烃源岩对天然气的吸附作用q=xq——吸附排烃史烃源岩对天然气的吸附作用蒙脱石——高岭石——石灰岩——砂岩大小不同岩石吸附气能力同一岩石对不同气体的吸附气能力大小CO--CO2--C2H10--C3H8--C2H6--CH4--N2--H201-5-30120盆模排烃史烃源岩对天然气的吸附作用蒙脱石——高岭石——大小不同岩排烃史烃源岩吸附气量计算庞雄奇（1993）烃源岩吸附气量=106*Ebg*HEbg=0.12C(0.836+0.68Ro+0.498Ro**2)*

————————————————T——温度；

p——压力；

C——有机质丰度；

Ro——镜质组反射率；

H——厚度。pexp[-n(T-20)](1+5.32p)*[1+0.455exp(1-p)]01-5-30121盆模排烃史烃源岩吸附气量计算烃源岩吸附气量=106*Ebg排烃史排气史计算排气量=生气量-残余水溶解气量-残余油溶解气量-烃源岩吸附气量01-5-30122盆模排烃史排气史计算排气量=生气量01-5-30122盆模排烃史排气史计算有效排烃厚度：BASIMS考虑了源岩上下有效排烃厚度，以及厚层源岩中有效源岩的旋回性，并提供了交互输入界面。01-5-30123盆模排烃史排气史计算有效排烃厚度：01-5-30123盆模

盆地模拟方法——运聚史

考虑因素模拟内容技术方法水动力类型地层压力运移通道排烃方向流体势分析运移散失量计算数值模拟运移方向运移时间聚集强度聚集区301-5-30124盆模盆地模拟方法——运聚史考虑因素模拟内容技术方法水动研究内容运移相态运移动力运移通道运移方向散失量聚集区与聚集量01-5-30125盆模研究内容运移相态01-5-30125盆模研究方法流体势分析从盆地的水动力类型（场）出发，研究水动力场的演化规律及流体势分布特征，进而指出油气可能的运移方向和聚集区。数值模拟从油气二次运移机理出发，建立地质概念模型和数值计算模型，利用计算机技术动态追踪、模拟油气二次运聚过程，并最终计算出油气聚集强度和聚集区。01-5-30126盆模研究方法流体势分析01-5-30126盆模盆地的

水动力类型压实流盆地重力流盆地滞流盆地01-5-30127盆模盆地的

水动力类型压实流盆地重力流盆地滞流盆地01-5水动力类型的演化压实流盆地重力流盆地滞流盆地01-5-30128盆模水动力类型的演化压实流盆地重力流盆地滞流盆地01-5-301流体势分析流体势：地下单位质量流体所具有的机械能的总和。=gZ+——+——dpq22流体势=位能+压能+动能01-5-30129盆模流体势分析流体势：地下单位质量流体所具有的机械能的总压能：当流体的密度不随压力而变化时

压能=——流体势分析p动能：当流体流动很缓慢(<1cm/s)时动能=001-5-30130盆模压能：当流体的密度不随压力而变化时流体势分析p动能流体势分析水=gZ+——dp油=gZ+——气=gZ+——气p油p水01-5-30131盆模流体势分析水=gZ+——dp油=g流体势分析01-5-30132盆模流体势分析01-5-30132盆模油气二次运移机理二次运移的相态二次运移的动力二次运移的阻力二次运移的实验分析01-5-30133盆模油气二次运移机理二次运移的相态01-5-30133盆模二次运移通道模型01-5-30134盆模二次运移通道模型01-5-30134盆模二次运移通道模型断层运移体系垂向运移长距离运移体系侧向运移分散运移体系垂向及侧向运移01-5-30135盆模二次运移通道模型断层运移体系长距离运移体系分散运移体系01-二次运移散失量模型

Vlost=Vpath..Sr=L.A..SrL——运移距离A——运载层横切面面积——运载层的平均孔隙度Sr——运载层中残余油饱和度01-5-30136盆模二次运移散失量模型Vlost=Vpath..运载层概念模型01-5-30137盆模运载层概念模型01-5-30137盆模烃源层与运载层配置及排烃分配模型向上与向下的排油比：7：3（按效率）8：2（按厚度）01-5-30138盆模烃源层与运载层配置及排烃分配模型向上与向下的排油比：7：3数值计算模型——前提条件油、气、水呈独立相运移，且三相互不相溶；油和水是微可压缩的，其密度不受温度压力变化的影响；不考虑重力流（水动力）的影响；流体运动符合达西定律，且对于某个质点来说，在某一时间内只朝一个方向（主要方向）运移；与断层和不整合相交的单元体的物性等同于断层和不整合的物性；任意时间内，排入单元体中的烃量是已知的。01-5-30139盆模数值计算模型——前提条件油、气、水呈独立相运移，且三相互不相数值计算模型——运移速度运移速度：V=—————K.F.X/cos（X正方向）01-5-30140盆模数值计算模型——运移速度运移速度：K.F.X/数值计算模型——质量守恒定律运移之前单元体中油的总量：Q总前t

=

Q总t-1+Q排t单元体中最小残留油量：Q残=X.Y.Z..Sr.hc.Ppath运移出单元体中的油量：Q运移出t=Vx.t.Y.Hhc.hct时刻结束后单元体中油的总量：Q总t

=Q总前t-Q运移出t

+Q运移进t

t时刻结束后单元体中油柱高度：Hhc=——————Q总tX.Y..

hc01-5-30141盆模数值计算模型——质量守恒定律运移之前单元体中油的总量：Q总数值计算模型——质量守恒定律01-5-30142盆模数值计算模型——质量守恒定律01-5-30142盆模

综合评价的特点综合评价常用的图件综合评价的成果图表

盆地模拟方法——综合评价301-5-30143盆模综合评价的特点盆地模拟方法——综合评价301-5-30

综合评价的特点

把盆地模拟结果、对该地区的其它地质认识、地质家的经验三者结合在一起。利用图形工作站的人机交互功能，将各种等值线图叠合起来，进行定量或半定量的石油地质综合评价。

盆地模拟方法——综合评价301-5-30144盆模综合评价的特点盆地模拟方法——综合评价301-5-30综合评价常用的图件成熟度Ro图生烃、排烃强度图油气可供聚集量图流体势分布图砂岩含量图盖层孔隙度图精细构造图断层分布图储层裂缝分布图区带、圈闭分布图区域盖层分布图沉积相带图basin:basin:

盆地模拟方法——综合评价301-5-30145盆模综合评价常用的图件成熟度Ro图精细构造图basin:basi综合评价的成果图表有效烃源岩体积及分布范围图生、排烃中心图区带面积、体积、生排烃量油气系统关键时刻平面分布图油气系统关键时刻事件组合图各层系有利区带分布图其它综合评价图

盆地模拟方法——综合评价301-5-30146盆模综合评价的成果图表有效烃源岩体积及分布范围图盆地模拟xiexie!谢谢！xiexie!谢谢！盆地模拟的概念与内涵3、模拟流程：——内涵盆地分析地质建模数学模型软件编程目标模拟101-5-30148盆模盆地模拟的概念与内涵3、模拟流程：——内涵盆地分析地质建模数

盆地模拟原理方法

运聚史综合评价生烃史排烃史地史热史五史模拟301-5-30149盆模盆地模拟原理方法运聚史综合评价生烃史排烃史地史热史五

盆地模拟方法——地史

考虑因素模拟内容技术方法构造与负荷沉降沉积压实异常压力剥蚀事件断裂事件沉积间断海平面与古水深Mckenzie的纯剪切法Airy地壳均衡法挠曲均衡法回剥技术超压技术回剥与超压结合技术平衡剖面技术沉降史埋藏史构造演化史301-5-30150盆模盆地模拟方法——地史考虑因素模拟内容技术方法构造与负沉降史沉降史恢复

盆地的大小几何形态构造特征基底的沉降盆地的形成沉积物的充填进一步沉降01-5-30151盆模沉降史沉降史恢复盆地的大小基底的沉降盆地的形成沉积物的充填沉降史1、构造因素，岩石圈伸展减薄；2、热力作用因素，岩石圈冷却收缩；3、沉积物负荷引起的均衡补偿作用；4、地壳深部的变质作用；5、板内应力作用。沉降史的形成机制01-5-30152盆模沉降史1、构造因素，岩石圈伸展减薄；沉降史的形成机制01-5沉降史Mckenzie纯剪切模型均衡原理：

Airy均衡模式挠曲均衡(Flexure)01-5-30153盆模沉降史Mckenzie纯剪切模型均衡原理：01-5-30沉降史Mckenzie纯剪切模型初始沉降(Si)：岩石圈减薄引起的沉降冷却沉降(Sh)：岩石圈冷却引起的沉降构造沉降=初始沉降+冷却沉降01-5-30154盆模沉降史Mckenzie纯剪切模型初始沉降(Si)：构造沉降沉降史Airy均衡模式Iw+Cc+Mm

=Hs+Cc+(M-DL)mDL——负荷沉降负荷沉降是建立在艾利(Atry)地壳均衡原理之上的c该学说认为，当盆地基底因某种动力作用产生沉降时，地壳表面形成的空间将由水来充填。由于沉积作用，这些水域全部（a)或部分(b)由沉积物取代。这样，由于密度的增加，地壳表面将产生一定的负荷沉降(DL)，从而达到地壳变形前后的均衡。

固4—14中，I为原始洼地的水深(m)．H为沉积物填充深度(m)，Wd为沉积时水深(m)，C、M分别为地壳和地慢厚度(m)，w、w

、c

、m分别代表水、沉积物(平均)、地壳和地幔的密度。01-5-30155盆模沉降史Airy均衡模式Iw+Cc+MmDL沉降史Airy均衡模式DL——负荷沉降DL=————*H

m-ws-w构造沉降DT=总沉降-负荷沉降DL

01-5-30156盆模沉降史Airy均衡模式DL——负荷沉降m-ws沉降史挠曲均衡(Flexure)01-5-30157盆模沉降史挠曲均衡(Flexure)01-5-3010盆模DT=

(————*H-————*SL)+(Wd-SL)沉降史挠曲均衡(Flexure)m-sm-wDT——构造沉降m-ww01-5-30158盆模DT=(————*H-————*S沉降史总沉降=沉积物厚度+古水深=构造沉降+负荷沉降01-5-30159盆模沉降史总沉降=沉积物厚度+古水深01-5-3012埋藏史压实作用与孔隙度变化规律地层压力埋藏史恢复剥蚀厚度恢复埋藏史01-5-30160盆模埋藏史压实作用与孔隙度变化规律埋藏史01-5-3埋藏史压实作用与孔隙度变化规律01-5-30161盆模埋藏史压实作用与孔隙度变化规律01-5-3014盆模埋藏史压实作用与孔隙度变化规律1、孔隙度与深度的关系

=0*

exp(-CZ)0——地表孔隙