基于陸相斷陷盆地的油氣運(yùn)聚模擬

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1、2015年5月西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)M．dv2015第30卷第3期JoumalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)V0j．30No．3文章編號(hào)i1673-064X(2015)03-0001-06基于陸相斷陷盆地的油氣運(yùn)聚模擬孫旭東1,2,3，吳沖龍，隋志強(qiáng)，毛小平(1．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北武漢430074；2．中石化石油工程技術(shù)研究院，北京100101；3．中石化勝利油田物探院，山東東營(yíng)257022；4．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)資源學(xué)院，北京100083)摘要：為解

2、決陸相斷陷盆地的油氣運(yùn)聚在地層、構(gòu)造、輸導(dǎo)層非均質(zhì)性和驅(qū)動(dòng)力等多種地質(zhì)要素作用下的模擬問(wèn)題，在保證模擬速度與效率的前提下，基于層面三維地質(zhì)模型，研究了多地質(zhì)要素作用下油氣運(yùn)聚快速模擬的機(jī)理，對(duì)地質(zhì)要素進(jìn)行了分析并分別建立了相應(yīng)的模擬算法，形成了快速油氣運(yùn)聚模擬的數(shù)學(xué)模型與軟件。通過(guò)勝利油田某區(qū)塊模擬驗(yàn)證了該方法的正確性和模擬軟件的高效性，模擬結(jié)果對(duì)該區(qū)塊勘探具有較高指導(dǎo)價(jià)值。關(guān)鍵詞：油氣運(yùn)聚模擬；三維地質(zhì)模型；陸相斷陷盆地；輸導(dǎo)體系；油氣充注中圖分類號(hào)：TEl9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與地質(zhì)理論的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外油司的成藏模擬軟件Petr

3、oMod、勝利油田的陸相斷陷氣成藏定量模擬研究進(jìn)入了普及、完善和高層次發(fā)盆地成藏過(guò)程模擬軟件PetroVIZ等。。由于運(yùn)移展的階段。其模擬內(nèi)容從僅限于地史、熱史、生排烴機(jī)理及其模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這些軟件除了存在數(shù)據(jù)準(zhǔn)史延伸到了油氣的運(yùn)移和聚集成藏過(guò)程；其模擬方備繁瑣、模擬工作量大和模擬周期長(zhǎng)等缺陷之外，更式從一維、二維擴(kuò)展到三維和動(dòng)態(tài)模擬_1；模擬技主要存在著數(shù)學(xué)模型單一、輸導(dǎo)體系分析缺失等要術(shù)則從單一的確定性數(shù)學(xué)模擬，拓展到多種方法和害問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題并彌補(bǔ)所存在的各種缺模型綜合應(yīng)用。陷，需要加強(qiáng)各部分軟件功能的優(yōu)化和升級(jí)的同時(shí)，作為

4、油氣勘探“生、儲(chǔ)、蓋、運(yùn)、圈、?！绷氐闹丶訌?qiáng)建模研究并開(kāi)發(fā)輸導(dǎo)體系分析工具。這就核心，厘清油氣的運(yùn)移聚集方向?qū)τ蜌饪碧骄哂兄匾蠛侠淼睾?jiǎn)化地質(zhì)模型，并通過(guò)量化輸導(dǎo)層巖性、要意義。前人針對(duì)油氣藏形成的基礎(chǔ)條件、動(dòng)力介斷層、裂隙帶和不整合面的輸導(dǎo)性，兼顧流體勢(shì)(以質(zhì)、形成機(jī)制和演化歷程做了大量探索，形成了系統(tǒng)浮力為主)的驅(qū)動(dòng)作用，形成全面表述油氣運(yùn)移的化的理論成果_5。但長(zhǎng)期以來(lái)，油氣成藏過(guò)程中數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而建立一種基于油氣輸導(dǎo)體系分析的的油氣運(yùn)移機(jī)理及其定量化表述一直是上述石油地油氣運(yùn)聚過(guò)程多要素快速模擬方法和軟件工具，并質(zhì)研究中最為

5、薄弱的一環(huán)，例如三大類輸導(dǎo)體系選擇典型探區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(儲(chǔ)集層、斷裂和不整合)的時(shí)空配置，是陸相斷陷盆地油氣藏形成的重要決定因素J，而如何將與之1油氣運(yùn)聚快速模擬機(jī)理相關(guān)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)模型，是目前實(shí)現(xiàn)定量化模擬的主要難點(diǎn)。陸相斷陷盆地是我國(guó)最主要的含油氣盆地類近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外針對(duì)油氣成藏過(guò)程初步研發(fā)了型。在這類盆地中，沉積環(huán)境和同沉積期的構(gòu)造活一批基于復(fù)雜的體網(wǎng)格的模擬軟件，如斯倫貝謝公動(dòng)強(qiáng)烈，甚至有過(guò)多次的構(gòu)造反轉(zhuǎn)，有的后期構(gòu)造作收稿日期：2014—10一l5基金項(xiàng)目：國(guó)家科技重大專項(xiàng)(編號(hào)：2008zx05051)；國(guó)家自然科學(xué)基金

6、項(xiàng)目(編號(hào)：41101368)作者簡(jiǎn)介：孫旭東(1972-)，男，博士研究生，主要從事地質(zhì)勘探和數(shù)字油田研究。E-mail：thinklord@vip．qq．com一2一西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)用也很強(qiáng)烈，造成沉積層的巖性復(fù)雜多變，且斷層、建立油氣輸導(dǎo)體系，遵照能量守恒和最小位能原理裂隙和不整合面極為發(fā)育。這使得油氣的運(yùn)移通道并利用流體勢(shì)和勢(shì)平衡面的分析結(jié)果，跟蹤油氣運(yùn)具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性特征。不僅如此，地層溫度、壓移的主通道——儲(chǔ)集層(孔隙介質(zhì))、斷層、構(gòu)造脊力和油氣相態(tài)、流體勢(shì)也是復(fù)雜多變的。由此而造或不整合面，以及由它們組成的復(fù)

7、合通道，然后確立成油氣運(yùn)移方向、運(yùn)移速率和運(yùn)移量的變化，充滿非各類型圈閉的油氣充注模型，進(jìn)而模擬油氣運(yùn)移和線性特征，難以采用確定性方法求解。傳統(tǒng)的定量聚集過(guò)程并評(píng)價(jià)其成藏效率和保存狀況?；椒y以有效描述油氣相態(tài)、介質(zhì)、驅(qū)動(dòng)力以及油其算法實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線是：在三維層面網(wǎng)格的氣運(yùn)移方向、運(yùn)移速率和運(yùn)移量以及物質(zhì)空問(wèn)的定地質(zhì)構(gòu)造格架約束下，以地層層面為線索，以現(xiàn)今或量化描述問(wèn)題。雖然近幾年圍繞成藏研究提出了相某個(gè)時(shí)期的構(gòu)造作為基礎(chǔ)，展開(kāi)油氣運(yùn)移計(jì)算。首勢(shì)控藏、TS運(yùn)聚、網(wǎng)毯理論?以及“近源一優(yōu)相一先確定斷層運(yùn)移通道、孔隙運(yùn)移通道及不整合運(yùn)移低勢(shì)

8、”控藏模式的陸相斷陷盆地隱蔽油氣藏分布預(yù)通道等幾種重要的二次運(yùn)移通道；在不影響系統(tǒng)復(fù)測(cè)技術(shù)等，但由于成藏過(guò)程中控制因素多，地質(zhì)雜度的條件下，引入綜合輸導(dǎo)系數(shù)概念，對(duì)由輸導(dǎo)層演化復(fù)雜，這些認(rèn)識(shí)基