Question

盆地数值模拟法

Answer 1

盆地模拟技术通过计算机技术把地质、地球物理、地球化学、地球热力动力学、地质流体动力学等学科结合起来，从动态的、立体的角度来认识盆地的形成、演化及油气生成、运移聚集史，该技术已成为油气地质研究中一项强有力的软件工具。在盆地模拟过程中，首先需要对钻井、测井、地震、试油、地质分析化验等大量地质参数进行定量分析整理，然后应用数学、物理、化学等定理，借助计算机来定量模拟盆地形成演化及油气事件发生、发展的动态过程。盆地模拟方法包括以下主要内容：

1.埋藏史恢复

根据盆地中地层现今厚度，假设地层岩石骨架厚度在埋藏中保持不变，通过回剥法对地层进行压实校正计算，恢复地层厚度，计算公式如下：

第三纪残留盆地油气成藏动力学

式中h_s为地层骨架厚度（m）;Z为地层顶界埋深（m）；φ（z）为地层孔隙度与深度的关系式，H 为恢复厚度（m）。

2.有机质热演化史

在古地温和镜质体反射率分析研究基础上，根据各层的古地温史通过England（1987）、Hunt等（1991）所修改的Waples（1980）公式计算出烃源岩在各地质时期的TTI值：

第三纪残留盆地油气成藏动力学

根据各层TTI史的现今值及镜质体反射率—深度曲线，可得到一个井点的R_o—TTI回归关系曲线。

3.生烃史模拟

在埋藏史和热演化史基础上，根据烃源岩的厚度、有机质丰度、类型，可以应用有机碳产烃率法或化学动力法计算生油层不同时期的生油量、生气量。

4.排烃史模拟

Yukler等（1978）在一维盆地模拟软件中，假设烃源岩中孔隙流体为油、水两相且互不相溶，首先通过烃源岩的含油饱和度变化特征建立了压实排油模型。Nakayama（1986）在该模型基础上进一步考虑了微裂缝排烃，且烃源岩孔隙流体由油、水两相增加到了油、气、水三相。郝石生（1994）、庞雄奇（1992）、陈义才等（2002）将分子扩散作用、天然气在水中的溶解作用引入了烃源岩的排烃模型；石广仁、郭秋麟等（1993, 1996）把达西定律用于烃源岩的初次运移的多相渗流模拟。

5.运聚史恢复

烃源岩中油气排烃到储层将在水动力、浮力作用下进行二次运移、聚集、散失。这一过程是一个复杂的地质过程，也是目前盆地模拟研究中最主要的难题。国内外许多学者在这方面做了大量研究，如Hirsh和Thompson（1995）,Kross等（1998）,Hantschel,Meaking（2000）;Leytheuser和Schwark等（2000），石广仁（1993、1996），王英民等（1998），庞雄奇（2002）等。这些研究包括实验室的实验模型分析和建立地质、数学模型来模拟计算。在模拟计算中主要有两个方面，一是根据达西定律求解油、气、水在储层二次运移的饱和度方程、流体势方程，再由油、气饱和度在储层中的分布预测聚集量及其空间分布。目前国外流行的盆地模拟软件有德国的PetroMod、法国的Temispack和美国的BasinMod盆模系统。我国盆模软件有中国石油勘探开发研究院的BASIMS、中国海洋石油勘探开发研究中心的Probases和中国石油大学的BMPRS、中国地质大学的PSDS、胜利油田的SLBSS等盆地模拟系统等。