塔里木盆地草湖凹陷热演化与生烃史——基于IES软件盆地模拟技术

利用IES-PetroMod盆地模拟软件,在塔里木盆地草湖凹陷单井埋藏史模拟的基础上,进行热史和生烃史模拟与分析。研究表明:1)凹陷区寒武—奥陶系烃源岩在奥陶纪中期Ro就达到0.5%,开始成熟生烃,生烃高峰期为加里东中期—海西早期;寒武系烃源岩在海西早期就已进入过成熟阶段;奥陶系烃源岩在海西早期进入高成熟生气阶段,海西晚期达到过成熟。2)东西缘斜坡区寒武系烃源岩生油高峰期为加里东中期—海西晚期;奥陶系烃源岩生油高峰期为海西期—印支期。3)库尔勒鼻凸寒武—奥陶系烃源岩在海西早期已达成熟—高成熟阶段;在海西晚期大幅抬升,停止生烃,早期生成的油气被破坏;燕山晚期—喜山期持续沉降,但埋深有限,几乎无二次生烃的可能。

盆地综合模拟系统BASIMS

油气盆地数值模拟是近十多年发展起来的新技术。它基于石油地质机理，应用多学科知识，定量模拟一个探区（盆地、坳陷、凹陷、次凹）的地史、热史、生烃史、排烃史和运移聚集史，从而进行综合评价，指出有利勘探地带。本文以我院研制成的盆地综合模拟系统ＢＡＳＩＭＳ为例，着重介绍地史、热史、生烃史、排烃史和运移聚集史这五大模型的最新方法以及油气资源综合评价技术。

北部湾盆地涠西南凹陷C洼烃源岩热史及成熟史模拟

北部湾盆地涠西南凹陷C洼流沙港组烃源岩热史及成熟史研究,对C洼深水油气勘探具有指导意义。在恢复涠西南凹陷C洼地史和热史的基础上,利用EASY%Ro模型计算了流沙港组烃源岩的成熟度史。研究结果表明,在涠西南凹陷发展的裂陷阶段初始期热流值较高,最大值约为77mW/m2,其后热流值逐渐减小,现今热流值约为54mW/m2;涠西南凹陷C洼流沙港组烃源岩开始生烃(Ro=0.5%)时间为51MaBP,达到生烃高峰(Ro=1%)时间为42MaBP,达到高成熟演化阶段(Ro=1.3%)时间为17MaBP;对比涠1井流沙港组烃源岩演化特征,处于C洼深水勘探区的流沙港组烃源岩成熟度较高,生烃能力较强,拥有广阔的油气勘探前景。

兰坪中新生代沉积盆地模拟与流体势

本文利用沉积盆地模拟技术对兰坪地区中新生代的古水动力场进行了详细研究 ,结果表明盆地晚白垩世地下水是由中、西部向南部一带流动 ,流速约为 1.85 m m/ a～2 .93mm/ a,平均 2 .2 4mm/ a。由北部的相对高势区和中西部的相对高势区向金顶马登一带的相对低势区流动 ,流速约为 1.6 4m m/ a～ 2 .38m m/ a,平均 2 .0 1mm/ a,至古新世 ,水头增高 ,水头差 90 m。到始新世平均流速较古新世时稍有增大 ,约为 16 .12 mm/ a～2 0 .90 mm/ a。云龙组单元的水动力面貌基本雷同于上白垩统。古新世 ,水头值约 0 .3m～2 .0 m。地下水仅在盆地西偏北部一带形成一小块相对高势区 ,并向四周的相对低势区流动 ,其流速较缓 ,约为 0 .6 5 mm/ a～ 1.72 mm/ a。到始新世 ,由于金顶一带其相关的渗透系数仍很大 (约 0 .2 m/ d～ 3.6 m/ d) ,水势较低 ,正位于两个高势区所夹的低势区内 ,流速约为 2 2 .33mm/ a～ 34.16 mm/ a。综上所述 ,兰坪盆地上白垩统和云龙组单元水势分布及水动力场面貌同古构造的发展关系密切 ,金顶一带则正位于该低势区内 ,这就为含矿物质的水溶液的运移。

白云凹陷断裂活动与油气成藏耦合关系的盆地模拟研究

白云凹陷位于南海北部被动大陆边缘, 断裂发育, 对油气的运聚成藏具有重要意义.研究表明, 始新世至早渐新世的断陷活动控制了烃源岩的发育, 晚渐新世至中中新世的断层活动控制了储层的分布, 晚中新世后的断层活化则影响了盖层和圈闭的展布.综合考虑泥岩涂抹作用和断裂活动性, 并结合最新勘探研究成果, 运用盆地模拟系统模拟研究了两条过井剖面, 结果表明： 白云凹陷断裂活动期次与排烃期次形成了较好的耦合关系, 主要的耦合期为23.8-16.5Ma和13.8-10.5Ma; 其中, 生烃增压作用可能强化了18.5Ma 时期的断裂活动; 当活动断裂处于开启状态时, 形成了良好的垂向运移通道; 平静期的断裂则倾向于封闭, 限制了油气的垂向运移; 与单独考虑断裂活动性相比, 泥岩涂抹作用能更好地反映静止期断层的封堵特性; 另外, 模拟预测显示白云深水区的南部断裂发育区具有更好的成藏条件, 易形成大型油气藏.

盆地模拟技术在油气资源评价中的作用

盆地模拟软件系统有一维、二维和三维系统,模拟研究内容不仅涵盖了传统的“五史”——地史、热史、生烃史、排烃史和聚集史,还增加了许多非传统的研究内容。通过对技术现状的分析和总结,认为盆地模拟技术正朝着“系统化”和“工具化”的方向发展。新一轮全国油气资源评价的应用表明,盆地模拟技术在具体应用中不断发展完善并发挥越来越重要的作用:①促进基础地质参数研究的规范化,使资源评价参数更可靠;②解决有效烃源岩原始分布面积、排烃效率和裂解气计算等难题,使生烃量与排烃量的计算结果更准确;③结合多元统计技术的研究成果,更准确地预测油气资源量及其分布。

巴丹吉林盆地麻木乌苏凹陷盆地模拟与资源前景分析

盆地模拟是含油气盆地勘探评价的重要技术方法之一。该文在TSM盆地模拟系统的基础上,依据该区勘探程度,建立了适宜的盆地模拟方法系统和相应的软件系统,重点揭示了麻木乌苏凹陷的埋藏史、热史、生烃史和运聚史,在此基础上分析了该区的资源前景。

利用流体包裹体和盆地模拟分析油气成藏史——以鸳鸯沟洼陷西斜坡为例

确定油气运移时期和路径是分析油气成藏的关键。通过流体包裹体均一温度的测试、盆地模拟和含油气包裹体指数GOI统计法,研究了辽河西部凹陷南段的油气运移时空展布特征和成藏动力学过程。研究表明,该地区的成藏期有3期,分别为东二期、东一期和明化镇期,其中以前两期为主。盆地模拟结果进一步表明,尽管沙河街组烃源岩在沙一期末开始生油,但在东营期才开始大规模排烃和成藏。GOI的统计和分析表明,GOI>5%的高值区为油气聚集的有利地区,已发现的欢喜岭油田和双南油田即分布在GOI>5%的区域内。利用流体包裹体信息结合盆地模拟能更精确地反映出油气运移的时空展布。

四川盆地埋藏沉降史模拟

将地震剖面与钻井资料结合起来 ,根据钻井取得的地层厚度、时代、岩性、密度、孔隙度等信息 ,对剖面上任意点进行回剥分析 ,并运用均衡原理绘出沉降曲线 ,从而给出沉积史和构造史 .模拟研究四川盆地埋藏沉降史表明 ,四川盆地构造沉降与总沉降之差随地层地质年龄的减少而减少 ,说明地层越新压实量越小 .不同时期的沉降速率有所不同 ,总趋势为早期沉降速率大 ,随着时间的推移 ,沉降速率逐渐减小 .

展望盆地模拟

通过苏北溱潼凹陷、松南长岭凹陷及东海西湖凹陷的实践,因循盆地原型及其并列叠加关系的地质分析约束建模,采取地质形象思维和数理逻辑思维结合的模拟思想,运用多模块组合、多方案运行,进行盆地地质作用和油气响应关系的“TSM”盆地系统模拟。目前,这一方法已在断-坳原型盆地叠加地质领域实现了断陷二维沉降过程的模拟,揭示了不同原型叠加导致地质作用的变化及其对油气形成和分布的控制作用,指示了油气运移的路径,预测了油气聚集的地带,发现了苏北的台南油田,并在松南的达尔罕反转构造获得相当经济产量。虽然“TSM”盆地系统模拟已经初步实现了面向实际,为油气勘探预测未知的决策服务,具有本质预测的功能。但只是“浅尝了一口梨”,还需要进行大量的研发工作,诸如挤榨前渊、走滑拉分和陆内坳陷等原型盆地模拟的研发,以及不同原型的叠加模拟更有待探索。尽管如此,“TSM”模拟已经探索到一条跨越已知到未知的鸿沟,它将成为油气勘探领域重要的创新科技链环之一。

致密油聚集模型与数值模拟探讨——以鄂尔多斯盆地延长组致密油为例

致密油可划分为页岩油、互层或夹层型致密油和邻源型致密油3种,根据它们的地质特点和成藏机理建立成藏模型。结果认为:页岩油的成藏过程很特殊,既没有经历二次运移也没有进行初次运移,只发生原始运移;互层或夹层型致密油属于自生自储型,是初次运移的结果;邻源型致密油是一种过渡型油藏,介于初次运移与二次运移之间,是"膨胀力"驱动的结果。基于这种认识,提出"膨胀流"驱动论,并以此为基础建立了邻源型致密油数值模型、互层或夹层型致密油的自生自储数值模型及页岩油数值计算的容积法模型。应用实例证明,该技术具有较好的应用前景。

澳大利亚波拿巴盆地侏罗系烃源岩热史及成熟史模拟

澳大利亚波拿巴盆地侏罗系海陆过渡相烃源岩热史及成熟史研究对波拿巴盆地浅水油气勘探具有指导意义。在恢复波拿巴盆地北部地史和热史的基础上,利用EASY%Ro模型计算了波拿巴盆地下-中侏罗统(Plover组泥岩)和中-上侏罗统(Elang组泥岩和Frigate组页岩)两套烃源岩的成熟史,并分别对比了下-中侏罗统和中-上侏罗统烃源岩在盆地各构造单元的成熟度演化特征。研究结果表明:①自侏罗纪早期波拿巴盆地北部热流值持续上升,在距今约168 Ma时达到最大值(大约为67.7mW/m2),现今热流值为60 mW/m2左右;②波拿巴盆地三大凹陷(Vulcan次盆、Sahul向斜和Malita地堑)下-中侏罗统(Plover组)烃源岩开始生烃(Ro=0.5%)的时间分别为距今140,143,145 Ma,达到生烃高峰(Ro=1.0%)的时间分别为距今63,66,82Ma,达到高成熟(Ro=1.3%)的时间分别为距今24,26,57 Ma;中-上侏罗统(Elang组和Frigate组)烃源岩开始生烃的时间分别为距今79,97,101 Ma,达到生烃高峰的时间分别为距今11,12,42 Ma。③波拿巴盆地东北部Malita地堑烃源岩演化程度最高,生烃时间最早,主要生烃时期最长,现今正处于生成油气的高峰阶段;盆地西北部Ashmore台地烃源岩演化程度最低,生烃时间最晚,至今仍处于低成熟阶段,只能生成少量液态石油。盆地东北部成熟度明显高于西北部,东北部主体处于中-高成熟阶段,西北部主要处于低-中成熟阶段,由此决定了东北部主要生气、西北部既生油又生气的主要特征。

应用TSM盆地模拟技术恢复准噶尔盆地东北缘石炭系烃源岩热演化史

准噶尔盆地东北缘石炭系发育多套烃源岩,恢复烃源岩热演化史对深化认识该区油气成藏过程具有重要作用。在盆地原型演化与烃源岩发育特征研究基础上,应用TSM盆地模拟资源评价系统建立了一维和三维盆地模拟模型,恢复了不同构造单元埋藏史、热史和烃源岩生烃演化史。准噶尔盆地东北缘各凹陷石炭系烃源岩生烃演化过程存在明显的差异,乌伦古坳陷石炭系烃源岩在石炭纪末进入低成熟演化阶段,二叠纪隆升造成烃源岩演化停滞,三叠纪末再次埋藏演化达二次生烃门限,现今处于过成熟生干气阶段(R_(o)>2.0%);三南凹陷石炭系烃源岩在二叠纪进入低成熟演化阶段,现今处于高成熟演化生气阶段(R_(o)为1.5%~1.9%);滴水泉凹陷石炭系烃源岩在三叠纪进入低成熟演化阶段,现今仍处于成熟演化生油阶段(R_(o)为0.8%~1.3%)。通过模拟计算获得了乌伦古坳陷石炭系姜巴斯套组烃源岩的累计生烃量为205.2×10^(8) t,其中石炭纪末累计生烃量为103×10^(8) t,是主要的生油高峰期;白垩纪末累计生烃量为184.4×10^(8) t,是主要的生气高峰期。

盆地模拟关键技术之油气运聚模拟技术进展

在总结盆地模拟传统的研究内容的基础上,指出新的应用领域及面临的技术难题,重点论述3种油气运聚模拟技术的现状和进展。(1)流线模拟技术。从油藏数值模拟技术演化而来,该技术是一种快速模拟技术,适用于构造油气藏的模拟,但不能有效模拟岩性地层油气藏。通过建立简化的三维地质模型,实现对三维圈闭空间和储层物性的描述,解决了岩性地层油气藏的模拟难题,实现了流线模拟技术的跨跃。(2)侵入逾渗模拟技术。该技术已经比较实用,但在复杂地质条件下对断面、不整合面等输导体系的刻画还不够细化,无法对断面、不整合面单独赋参数。三维输导体系网格建模方法和基于输导体系网格系统的三维油气追踪技术,能够有效地透视油气运移路径,模拟油气聚集、油藏调整和次生油藏的生成过程,使该技术得到较大发展。(3)三维达西流模拟技术。该技术是一种理论上最先进的技术,但地质参数很难达到其数值模型的精度要求。因此,改进地质网格模型,精确刻画地质参数,是三维达西流模型发展的重要内容之一。建立顺层柱状PEBI(Perpendicular Bisection)网格三维地质模型,构建变网格条件下的渗流方程,引入矢量渗透率,能够较好地解决复杂地质条件下的渗流问题,使模拟技术得到改进。

TSM盆地模拟原理方法与应用

盆地模拟是建立在油气地质的物理、化学原理上,用计算机软件来实现时空框架下的盆地结构、沉积充填和油气生排运聚的演化,从而给出油气资源潜力评价。TSM盆地模拟是在"3T-4S-4M"盆地研究工作程式指导下研发的在原型约束下的确定性数值模拟软件系统。系统强调以盆地原型并列与迭加分析为先导,采用确定性的油气响应模拟模块,合理计算埋藏史、热史、生烃史、运聚史等结果,通过结果分析得到合理的油气资源量和分布。通过四川盆地川西坳陷的模拟应用,揭示了晚三叠世以来陆缘拗陷盆地原型到前渊盆地原型的环境变化,以及上三叠统须家河组烃源岩发育、分布、演化特征和动态生排烃过程。模拟结果表明,侏罗纪拗陷原型沉降演化是导致不同段生排烃差异形成的重要原因;中—晚侏罗世最终定型的结构控制了天然气的运聚,形成了孝泉—丰谷、安县—鸭子河—大邑2个有利的资源聚集区。模拟结果表达了盆地原型迭加的控烃、控藏过程;表明TSM盆地模拟可动态揭示"原型控源、迭加控藏"的油气演化过程,通过与已知的拟合,最终实现预测未知油气的功能,是油气勘探领域重要的技术手段和工具。

成藏史数值模拟——以渤海湾盆地文安斜坡古生界为例

通过成藏温度、压力及生、储、盖、运、圈、保的数值模拟,建立了成藏史数值模拟系统,并以渤海湾盆地文安斜坡为例说明了这一系统的应用。研究表明,渤海湾盆地文安斜坡古生界煤成烃油气藏的形成有两期:第一期发生在中生代末,但成藏后被其后的燕山运动破坏;第二期在老第三纪,是油气藏形成的主要时期。本区的油气藏形成主要取决于生、排烃史与圈闭形成期的匹配和油气藏形成之后的保存条件,所以冀中坳陷古生界原生油气藏的勘探应集中于那些喜山期形成、且位于二次生烃区内及其周围的圈闭。

利用盆地模拟技术评价渤东凹陷下第三系油气勘探潜力

盆地模拟结果显示:渤东凹陷东营组下段和沙河街组烃源岩的生油总量为48.71×108t,排油总量为26.37×108t;生气总量为47686×108m3,排气总量为35797×108m3;沙河街组烃源岩的生烃潜力远高于东营组下段烃源岩。据此并结合渤东凹陷内生排烃强度与生排烃量的平面分布特点,预测出该凹陷南部沉积中心周围的渤南凸起、庙西凸起及渤东低凸起南端是油气勘探取得突破的关键地区。

盆地模拟技术在吐哈盆地的应用及分析

盆地模拟技术基于石油地质机理,应用多学科知识,定量地模拟一个盆地的地史、热史、生烃史、排烃史和运移聚集史,然后进行综合评价分析指出有利勘探区带。在盆地模拟过程中,根据典型井资料、构造上的差异、沉积物源的差异、油气水性质及压力系统的差异,将吐哈盆地分为7个分区,模拟计算出盆地各区带、各凹陷及总的资源潜力,摸清了盆地主力烃源岩的规模和品质,优选出了盆地的有利区带;认为盆地最有利的凹陷是台北凹陷,其次是托克逊凹陷,再次是台南凹陷;台北凹陷的上鄯善弧形带、西部古弧形带、胜北带、环小草湖带和七克台火焰山带为盆地有利区带。

盆地模拟技术与BasinMod软件应用

盆地模拟是含油气盆地勘探评价的重要技术方法之一。BasinMod盆地模拟软件是用C++Builder4.0开发研制的微机版盆地模拟软件。应用BasinMod软件能够进行埋藏史、热史、生排烃史、油气运聚史的模拟和油气资源量估算。埋藏史模拟现已开通压实回剥法,热史模拟已开通地温梯度法,生排烃史模拟已开通烃产率法和化学动力学法,油气运聚史模拟已开通运载层吸附油气散失模型法,资源量估算已开通排聚系数法。BasinMod盆地模拟软件具有Windows图形用户界面,用户可以通过对话框进行软件操作,操作简单灵活,使用方便。

珠江口盆地白云凹陷地层压力演化与油气运移模拟

珠江口盆地位于中国南海北部,是中国近海含油气盆地中一个重要的盆地.珠江口盆地勘探逐渐由浅水区向深水区推进,浅水区钻井揭示地层为正常压力,但对深水区的油气运移指向和地层压力分布认识不清楚.应用钻井测试资料,地震资料和盆地模拟技术对珠江口盆地白云凹陷深水区的地层压力演化和油气运移进行了研究.模拟结果显示地层压力的聚集与释放以及流体运移与构造运动的发生有密切的关系.从模拟结果的分析中可以得出如下结论:(1)珠二坳陷经历了3次幕式地层压力的聚集与释放.这3次压力的释放与晚始新世珠琼运动二幕、渐新世中期南海运动、中中新世末至晚中新世末东沙运动有关,其中东沙运动期间是本区油气运移的主要期次,现在浅水区的常压是由于东沙运动时超压释放后的结果.(2)钻井测试与模拟结果显示,现今地层压力在浅水区为常压,在深水区有弱超压存在.引起地层压力分布的差异主要是由于浅水区和深水区沉积的岩相和岩性的不同.(3)油气运移有2个指向,一个运移指向浅水区域,另一个指向深水区域.由于浅水区砂岩百分比含量高,砂体连通性好,油气聚集比较分散,比较而言深水区油气在扇体里富集程度较高,更有利于形成大油气田.