盆地模拟ppt课件.ppt

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1、盆地模拟ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 盆地模拟原理方法盆地模拟原理方法 运聚史运聚史综合评价综合评价生烃史生烃史排烃史排烃史地史地史热史热史五五史史模模拟拟301-5-302盆模 盆地模拟方法盆地模拟方法地史地史 考虑因素考虑因素模拟内容模拟内容技术方法技术方法构造与负荷沉降构造与负荷沉降沉积压实沉积压实异常压力异常压力剥蚀事件剥蚀事件断裂事件断裂事件沉积间断沉积间断海平面与古水深海平面与古水深Mckenzie的纯剪切法的纯剪切法Ai

2、ry地壳均衡法地壳均衡法挠曲均衡法挠曲均衡法回剥技术回剥技术超压技术超压技术回剥与超压结合技术回剥与超压结合技术平衡剖面技术平衡剖面技术沉降史沉降史埋藏史埋藏史构造演构造演化史化史301-5-303盆模沉降史沉降史沉降史恢复沉降史恢复 盆地的大小盆地的大小盆地的大小盆地的大小 几何形态几何形态几何形态几何形态 构造特征构造特征构造特征构造特征基底的沉降基底的沉降盆地的形成盆地的形成沉积物的充填沉积物的充填进一步沉降进一步沉降01-5-304盆模沉降史沉降史1 1、构造因素，岩石圈伸展减薄；、构造因素，岩石圈伸展减薄；2 2、热力作用因素，岩石圈冷却收缩；、热力作用因素，岩石圈冷却收缩；3 3、

3、沉积物负荷引起的均衡补偿作用；、沉积物负荷引起的均衡补偿作用；4 4、地壳深部的变质作用；、地壳深部的变质作用；5 5、板内应力作用。、板内应力作用。沉降史的形成机制沉降史的形成机制01-5-305盆模沉降史沉降史Mckenzie纯剪切模型纯剪切模型均衡原理：均衡原理：AiryAiry均衡模式均衡模式均衡模式均衡模式 挠曲均衡挠曲均衡挠曲均衡挠曲均衡(FlexureFlexure)01-5-306盆模沉降史沉降史Mckenzie纯剪切模型纯剪切模型初始沉降初始沉降初始沉降初始沉降(S Si i)：岩石圈减薄引起的沉降岩石圈减薄引起的沉降岩石圈减薄引起的沉降岩石圈减薄引起的沉降冷却沉降冷却沉降冷

4、却沉降冷却沉降(S Sh h)：岩石圈冷却引起的沉降岩石圈冷却引起的沉降岩石圈冷却引起的沉降岩石圈冷却引起的沉降构造沉降构造沉降构造沉降构造沉降=初始沉降初始沉降初始沉降初始沉降 +冷却沉降冷却沉降冷却沉降冷却沉降01-5-307盆模沉降史沉降史Airy均衡模式均衡模式I Iw w+C C c c+M M mm =HHs s+C C c c+(M-M-D DL L)mmD DL L负荷沉降负荷沉降负荷沉降负荷沉降 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

5、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414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 w、c c、mm分别代表水、沉积物(平均)、地壳和地幔的密度。01-5-308盆模沉降史沉降史Airy均衡模式均衡模式DL负荷沉降负荷沉降DL=*H m -w s -w构造沉降构造沉降DT=总沉降总沉降-负荷沉降负荷沉降DL 01-5-309盆模沉降史沉降史挠曲均衡挠曲均衡(Flexure)01-5-3010盆模DT=(*H -*SL )+(Wd-SL)沉降史沉降史挠曲均衡

6、挠曲均衡(Flexure)m -s m -wDT构造沉降构造沉降 m -w w01-5-3011盆模沉降史沉降史总沉降总沉降总沉降总沉降=沉积物厚度沉积物厚度沉积物厚度沉积物厚度+古水深古水深古水深古水深 =构造沉降构造沉降构造沉降构造沉降+负荷沉降负荷沉降负荷沉降负荷沉降 01-5-3012盆模埋藏史埋藏史压实作用与孔隙度变化规律压实作用与孔隙度变化规律地层压力地层压力埋藏史恢复埋藏史恢复剥蚀厚度恢复剥蚀厚度恢复 埋埋 藏藏 史史01-5-3013盆模埋藏史埋藏史压实作用与孔隙度变化规律压实作用与孔隙度变化规律01-5-3014盆模埋藏史埋藏史压实作用与孔隙度变化规律压实作用与孔隙度变化规律

7、1 1、孔隙度与深度的关系、孔隙度与深度的关系、孔隙度与深度的关系、孔隙度与深度的关系 =0 0*exp(-exp(-CZCZ)0 0 地表孔隙度；地表孔隙度；地表孔隙度；地表孔隙度；C C 压实系数。压实系数。压实系数。压实系数。2 2、欠压实层孔隙度变化、欠压实层孔隙度变化、欠压实层孔隙度变化、欠压实层孔隙度变化 分层分段处理分层分段处理分层分段处理分层分段处理3 3、次生孔隙度变化、次生孔隙度变化、次生孔隙度变化、次生孔隙度变化 统计建摸统计建摸统计建摸统计建摸01-5-3015盆模埋藏史埋藏史地层压力地层压力静岩压力静岩压力静岩压力静岩压力:p p0 0 =D D(1(1 -)s s+

8、w w g g 静水压力静水压力静水压力静水压力:p phyhy=D.D.w w.g g 地层压力地层压力地层压力地层压力:p p =p phyhy骨架压力骨架压力:phy =p0 -phy有效压力有效压力:phy =p0 -p01-5-3016盆模埋藏史埋藏史地层压力地层压力异常压力异常压力异常压力异常压力 异常高压异常高压异常高压异常高压异常低压异常低压异常低压异常低压 过剩压力过剩压力过剩压力过剩压力超压超压超压超压压力系数压力系数压力系数压力系数 压力梯度压力梯度压力梯度压力梯度地层压力分类地层压力分类地层压力分类地层压力分类压力梯度，压力梯度，压力梯度，压力梯度，kPa/m kPa/

9、m 压力系数压力系数压力系数压力系数 压力分类压力分类压力分类压力分类 9.28 13.58 13.58 0.9 1.38 1.38异常低压异常低压异常低压异常低压常常常常 压压压压高压异常高压异常高压异常高压异常异常高压异常高压异常高压异常高压01-5-3017盆模埋藏史埋藏史埋藏史恢复埋藏史恢复分分 段段 回回 剥剥 技技 术术 超超 压压 技技 术术剥剥 蚀蚀 厚厚 度度 恢恢 复复 01-5-3018盆模 孔隙度变化是不可逆性的；孔隙度变化是不可逆性的；孔隙度变化是不可逆性的；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；同一地层（同一井点）只遭到一次剥蚀；同一地层（同一

10、井点）只遭到一次剥蚀；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；已知剥蚀厚度、剥蚀时间；已知剥蚀厚度、剥蚀时间；已知剥蚀厚度、剥蚀时间；已知孔隙度随深度的变化。已知孔隙度随深度的变化。已知孔隙度随深度的变化。已知孔隙度随深度的变化。埋藏史埋藏史分分 段段 回回 剥剥 技技 术术前前提提条条件件 01-5-3019盆模v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v反演模型-回剥技术v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，

11、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。v厚度恢复的依据是 孔隙度深度曲线1.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，m(z)-孔-深曲线01-5-3021盆模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：i(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盆模已知目标层顶、底界埋深，求骨架厚度；已知目标层顶、底界埋深，求骨架厚度；已知目标层顶、底界埋深，求骨架厚度；已知目标层顶、底界埋深，求骨

12、架厚度；埋藏史埋藏史分分 段段 回回 剥剥 技技 术术 Hs地层的骨架厚度，mZ1-地层的顶界深度，mZ2-地层的底界深度，m(z)-孔-深曲线01-5-3023盆模埋藏史埋藏史分分 段段 回回 剥剥 技技 术术回剥柱状图回剥柱状图回剥柱状图回剥柱状图01-5-3024盆模埋藏史埋藏史埋藏史恢复埋藏史恢复01-5-3025盆模埋藏史埋藏史剥蚀厚度恢复剥蚀厚度恢复测井法测井法测井法测井法 01-5-3026盆模埋藏史埋藏史剥蚀厚度恢复剥蚀厚度恢复数值模拟法数值模拟法数值模拟法数值模拟法 01-5-3027盆模埋藏史埋藏史剥蚀厚度恢复剥蚀厚度恢复地震解释法地震解释法地震解释法地震解释法 01-5-

13、3028盆模埋藏史埋藏史剥蚀厚度恢复剥蚀厚度恢复趋势面分析法趋势面分析法趋势面分析法趋势面分析法 01-5-3029盆模 盆地模拟方法盆地模拟方法热史热史 考虑因素考虑因素模拟内容模拟内容技术方法技术方法盆地成因类型盆地成因类型地温场热源地温场热源热成因机制热成因机制地温场特征：地温场特征：热导率 地温梯度 大地热流值构造热演化法构造热演化法古温标法古温标法结合法结合法Ro计算方法：计算方法：最大温度法 Ro-TTI关系法 Easy%Ro法热流史热流史地温史地温史有机质有机质 演化史演化史01-5-3030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特征热史重建构造热演化法古温

14、标法结合法01-5-3031盆模一、地热与油气q地温是控制油气生成和聚集的重要因素之一q统计表明，油田储量与热流关系密切q石油储量与地温梯度关系密切q地热对沉积盆地的成岩作用也具有很大的影响q盆地的古地温与盆地的沉降发育历史有关q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q统计表明，油田储量与热流关系密切01-5-3033盆模q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24 低值区2对于油气的生成而言，时间因素可以补

15、偿地温的不足01-5-3034盆模q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，即吸热就是由地热能转化为油气热能的过程，即吸热反应过程。反应过程。油气所具有的内能既包含了有机质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所吸收的地热能。？。？01-5-3036盆模二、地温场及沉积盆地的热状态q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

16、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01-5-3038盆模（一）地球内部的热能q地球内热的主要来源是放射性元素的衰变热q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qU、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q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01-5-3040盆模（二）地温场的有关概念（二）地温场的有关概念q地温-指地下岩石中各点的温度值q地温场某一瞬间地下温度的空间分布q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,

17、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1、地热的传递q 热的传递方式：传导、对流、辐射q 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。q 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q根据热力学第二定律：q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

18、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/m2 k-热导率，w/(m.)dT/dZ-温度梯度，/km01-5-3043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/m2 k-热导率，w/(m.)dT/dZ-垂向温度梯度，/km01-5-3044盆模地温场的一般知识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

19、)(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/100 m，最高可达 60C/100 m；东南沿海区盆地的地温梯度为2.5-3.5 0C/100 m；西部盆地为“南高北低”：西藏及云南西部盆 地为2.5-3 0C/100 m，最高可达5-7 0C/100 m；柴达木 及河西走廊地区为2.5-3 0C/100 m；塔里木盆地、准噶 尔盆地多在1.5-2.5 0C/100 m。c.一般沿盆地构造

20、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60-70 mw/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50-55 mw/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140 mw/m2。01-5-3047盆模不同盆地类型的地温场及演化特

21、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

22、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

23、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 Los Angeles 盆地。01-5-3051盆模热史重建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

24、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（Ro TTI 模型）化学动力学模型（Easy%Ro 模型）2）最大温度模型(Barker）：Ro

25、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）Ro TTI 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 4）Easy%Ro 模型（化学动力学模型）：Burnham 和 Sweeney（198

26、9）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 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 式中，A

27、 频率因子，其值为1*1013S-1 Ei 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 01-5-306

28、1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 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 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3.3 应用实例 01-5-3064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 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0

29、1-5-3065盆模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：500C1250C （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4.2 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

30、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 （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：16.30.9 m。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 （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

31、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4.3 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 （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

32、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4.4 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盆模磷

33、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 （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

34、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 （3）求今热流 ：Q0=K0*GT0 式中 K0 平均热导率值，cal/（cm s 0C）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 （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/（c

35、m s 0C）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 （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)20%Ungerer(1987)20%Ungerer(1987)20%陈发景等陈发景等陈发景等陈发景等陈发景等陈发景等(1986)1%(1986)1%(1986)1%BASIMS特点：特点：考虑泥岩、灰岩、煤三种源岩的临界饱和考虑泥岩、灰岩、煤三种源岩的临界饱和度；由用户定义。度；由用户定义。01-5-30103盆模排烃史排烃史排油史计算排油史计算排油驱动

36、力排油驱动力排油驱动力排油驱动力临界饱和度临界饱和度临界饱和度临界饱和度压实排油压实排油压实排油压实排油压差排油压差排油压差排油压差排油排排排排 油油油油 时时时时 间间间间排排排排 油油油油 量量量量油相运移模式油相运移模式油相运移模式油相运移模式01-5-30104盆模排烃史排烃史压实排油法压实排油法V0(1-)=V(1-)V0=V(1-)/(1-0)V=V0 -V -排出的液体体积Cex=V /V 排出系数排出系数 =V /V0 0 =(0-)/(1-)0 骨架不变原理骨架不变原理骨架不变原理骨架不变原理排液量排液量排液量排液量=源岩体积的缩小量源岩体积的缩小量源岩体积的缩小量源岩体积的

37、缩小量01-5-30105盆模01-5-30106盆模01-5-30107盆模01-5-30108盆模01-5-30109盆模排烃史排烃史压差排油法压差排油法 砂泥岩交错的地层；砂泥岩交错的地层；大套纯泥岩层。大套纯泥岩层。适用条件：适用条件：01-5-30110盆模排烃史排烃史排排 气气 史史 水溶相水溶相 油溶相油溶相 游离相游离相 扩散相扩散相天然气的运移相态：天然气的运移相态：01-5-30111盆模排烃史排烃史排排 气气 史史天然气物质平衡运移原理天然气物质平衡运移原理Q排排 =Q生生 -(Q吸吸 +Q溶溶)=Q生生 -(Q吸吸 +Q油溶油溶 +Q水溶水溶)01-5-30112盆模排

38、烃史排烃史天然气在天然气在水水中的溶解规律中的溶解规律温度温度温度温度对天然气溶解度的影响对天然气溶解度的影响对天然气溶解度的影响对天然气溶解度的影响01-5-30113盆模排烃史排烃史天然气在天然气在水水中的溶解规律中的溶解规律压力压力压力压力对天然气溶解度的影响对天然气溶解度的影响对天然气溶解度的影响对天然气溶解度的影响01-5-30114盆模排烃史排烃史天然气在天然气在水水中的溶解规律中的溶解规律矿化度矿化度矿化度矿化度对天然气溶解度的影响对天然气溶解度的影响对天然气溶解度的影响对天然气溶解度的影响01-5-30115盆模排烃史排烃史水溶解气量计算水溶解气量计算残余水溶解气量残余水溶解气

39、量=Vw*Rsw Rsw=Rsw*ScRsw=0.1781A+B(145.038p)+C(145.038p)Rsw=0.1781A+B(145.038p)+C(145.038p)1.961.96 Sc=1-0.0753-0.000173(1.8T+32)rSc=1-0.0753-0.000173(1.8T+32)r盐盐盐盐 式中：式中：式中：式中：pp地层压力；地层压力；地层压力；地层压力；TT地温；地温；地温；地温；A,B,CA,B,C与温度有关的系数。与温度有关的系数。与温度有关的系数。与温度有关的系数。01-5-30116盆模排烃史排烃史天然气在天然气在油油中的溶解规律中的溶解规律天然气

40、在天然气在天然气在天然气在油油油油中的溶解度中的溶解度中的溶解度中的溶解度 比在比在比在比在水水水水中大中大中大中大1010倍倍倍倍天然气在天然气在天然气在天然气在轻油轻油轻油轻油中的溶中的溶中的溶中的溶 解度比在解度比在解度比在解度比在重油重油重油重油中大中大中大中大湿气湿气湿气湿气比比比比干气干气干气干气更更更更 易溶于石油中易溶于石油中易溶于石油中易溶于石油中纯气纯气纯气纯气比比比比含氮气含氮气含氮气含氮气更易溶于石油中更易溶于石油中更易溶于石油中更易溶于石油中01-5-30117盆模排烃史排烃史残余油溶解气量残余油溶解气量=Vor*Rs =(E生油生油-E 排油排油)/o*Rs o=(

41、Rs*gs +os)/Bo油溶解气量计算油溶解气量计算01-5-30118盆模排烃史排烃史烃源岩对天然气的烃源岩对天然气的吸附吸附作用作用q =xq吸附量；吸附量；吸附常数；吸附常数；x浓度。浓度。01-5-30119盆模排烃史排烃史烃源岩对天然气的烃源岩对天然气的吸附吸附作用作用蒙脱石蒙脱石蒙脱石蒙脱石高岭石高岭石高岭石高岭石 石灰岩石灰岩石灰岩石灰岩砂岩砂岩砂岩砂岩大大小小不同岩石吸附气能力不同岩石吸附气能力不同岩石吸附气能力不同岩石吸附气能力同一岩石对不同气体的同一岩石对不同气体的同一岩石对不同气体的同一岩石对不同气体的 吸附气能力吸附气能力吸附气能力吸附气能力大大小小CO-COCO-C

42、O2 2-C-C2 2HH1010-C-C3 3HH8 8-C C2 2HH6 6-CH-CH4 4-N-N2 2-H-H2 201-5-30120盆模排烃史排烃史烃源岩吸附气量计算烃源岩吸附气量计算庞雄奇（庞雄奇（庞雄奇（庞雄奇（19931993）烃源岩吸附气量烃源岩吸附气量=106*Ebg*H Ebg=0.12C(0.836+0.68Ro+0.498Ro*2)*T T温度；温度；温度；温度；pp压力；压力；压力；压力；CC有机质丰度；有机质丰度；有机质丰度；有机质丰度；RoRo镜质组反射率；镜质组反射率；镜质组反射率；镜质组反射率；HH厚度。厚度。厚度。厚度。p exp-n(T-20)(1

43、+5.32p)*1+0.455exp(1-p)01-5-30121盆模排烃史排烃史排气史计算排气史计算排气量排气量=生气量生气量 -残余水溶解气量残余水溶解气量 -残余油溶解气量残余油溶解气量 -烃源岩吸附气量烃源岩吸附气量01-5-30122盆模排烃史排烃史排气史计算排气史计算有效排烃厚度：有效排烃厚度：BASIMS考虑了源岩上下有考虑了源岩上下有效排烃厚度，以及厚层源岩中有效排烃厚度，以及厚层源岩中有效源岩的旋回性，并提供了交互效源岩的旋回性，并提供了交互输入界面。输入界面。01-5-30123盆模 盆地模拟方法盆地模拟方法运聚史运聚史 考虑因素考虑因素模拟内容模拟内容技术方法技术方法水水

44、 动动 力力 类类 型型地地 层层 压压 力力运运 移移 通通 道道排排 烃烃 方方 向向流流 体体 势势 分分 析析运运 移移 散散 失失 量量 计计 算算数数 值值 模模 拟拟运移方向运移方向运移方向运移方向运移时间运移时间运移时间运移时间聚集强度聚集强度聚集强度聚集强度聚集区聚集区聚集区聚集区301-5-30124盆模研究内容研究内容运移相态运移相态运移动力运移动力运移通道运移通道运移方向运移方向散失量散失量聚集区与聚集量聚集区与聚集量01-5-30125盆模研究方法研究方法流体势分析流体势分析 从盆地的水动力类型（场）出发，研究水动力场的演化规从盆地的水动力类型（场）出发，研究水动力场

45、的演化规从盆地的水动力类型（场）出发，研究水动力场的演化规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律及流体势分布特征，进而指出油气可能的运移方向和聚律及流体势分布特征，进而指出油气可能的运移方向和聚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。集区。集区。集区。数值模拟数值模拟 从油气二次运移机理出发，建立地质概念模型和数值计算从油气二次运移机理出发，建立地质概念模型和数值计算从油气二次运移机理出发，建立地质概念模型和数值计算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

46、，模型，利用计算机技术动态追踪、模拟油气二次运聚过程，模型，利用计算机技术动态追踪、模拟油气二次运聚过程，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。并最终计算出油气聚集强度和聚集区。并最终计算出油气聚集强度和聚集区。并最终计算出油气聚集强度和聚集区。01-5-30126盆模盆盆地地的的水水动动力力类类型型压实流盆地压实流盆地重力流盆地重力流盆地滞滞 流流 盆盆 地地01-5-30127盆模水动力类型的演化水动力类型的演化压实流盆地压实流盆地重力流盆地重力流盆地滞流盆地滞流盆地01-5-30128盆模流流 体体 势势 分分 析析流体势流体势流体势流体势

47、：地下单位质量流体所具有的机械能的总和。：地下单位质量流体所具有的机械能的总和。：地下单位质量流体所具有的机械能的总和。：地下单位质量流体所具有的机械能的总和。=gZ+dpq22流体势流体势=位能位能+压能压能+动能动能01-5-30129盆模压能压能：当流体的密度不随压力而变化时：当流体的密度不随压力而变化时 压能压能=流流 体体 势势 分分 析析 p动能动能：当流体流动很缓慢：当流体流动很缓慢(1cm/s)时时 动能动能=001-5-30130盆模流流 体体 势势 分分 析析 水水=gZ+dp 油油=gZ+气气=gZ+气气p 油油p 水水01-5-30131盆模流流 体体 势势 分分 析析

48、01-5-30132盆模油气二次运移机理油气二次运移机理 二次运移的相态二次运移的相态 二次运移的动力二次运移的动力 二次运移的阻力二次运移的阻力 二次运移的实验分析二次运移的实验分析01-5-30133盆模二二次次运运移移通通道道模模型型01-5-30134盆模二二次次运运移移通通道道模模型型断层运移体系断层运移体系垂向运移垂向运移长距离运移体系长距离运移体系侧向运移侧向运移分散运移体系分散运移体系垂向及侧向运移垂向及侧向运移01-5-30135盆模二次运移散失量模型二次运移散失量模型 Vlost=Vpath.Sr =L.A.SrL 运移距离运移距离A运载层横切面面积运载层横切面面积 运载层

49、的平均孔隙度运载层的平均孔隙度Sr 运载层中残余油饱和度运载层中残余油饱和度01-5-30136盆模运载层概念模型运载层概念模型01-5-30137盆模烃源层与运载层配置及烃源层与运载层配置及排烃分配模型排烃分配模型向上与向下的排油比：向上与向下的排油比：向上与向下的排油比：向上与向下的排油比：7 7：3 3（按效率）（按效率）（按效率）（按效率）8 8：2 2（按厚度）（按厚度）（按厚度）（按厚度）01-5-30138盆模数值计算模型数值计算模型前提条件前提条件油、气、水呈独立相运移，且三相互不相溶；油、气、水呈独立相运移，且三相互不相溶；油、气、水呈独立相运移，且三相互不相溶；油、气、水呈

50、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；油和水是微可压缩的，其密度不受温度压力变化的影响；油和水是微可压缩的，其密度不受温度压力变化的影响；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；不考虑重力流（水动力）的影响；不考虑重力流（水动力）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，在某一时流体运动符合达西定律，且对于某个质点来说，在某一时流体运动符合达西定律，且对于某个质点来说，在某一时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；间内只朝一个方向（