熱史及生烴史分析課件.ppt

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1、第六章盆地熱史和生烴史分析一、地熱與油氣二、地溫場及沉積盆地的熱狀態(tài)三、沉積盆地熱史恢復(fù)的基本方法四、油氣生成基本理論五、含油氣盆地烴源巖評價六、油氣生成史的定量計算一、地熱與油氣地溫是控制油氣生成和聚集的重要因素之一統(tǒng)計表明，油田儲量與熱流關(guān)系密切石油儲量與地溫梯度關(guān)系密切地熱對沉積盆地的成巖作用也具有很大的影響盆地的古地溫與盆地的沉降發(fā)育歷史有關(guān)地熱是沉積盆地向油氣盆地轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因素。地熱與地質(zhì)時間的綜合就是沉積盆地的熱演化史統(tǒng)計表明，油田儲量與熱流關(guān)系密切石油儲量與地溫梯度關(guān)系密切地溫梯度：石油儲量密度天然氣儲量密度高值區(qū)>4.0比中值區(qū)

2、高9倍比中值區(qū)高5.6倍比低值區(qū)高120倍比低值區(qū)高28倍中值區(qū)2~4低值區(qū)<2對于油氣的生成而言，時間因素可以補償?shù)販氐牟蛔愕責釋Τ练e盆地的成巖作用也具有很大的影響地熱的構(gòu)造意義在于它是促使盆地沉降的驅(qū)動力有機質(zhì)熱解成烴的地球化學過程，實質(zhì)上就是由地熱能轉(zhuǎn)化為油氣熱能的過程，即吸熱反應(yīng)過程。油氣所具有的內(nèi)能既包含了有機質(zhì)從生物能繼承下來的能量，又包含了新增加的所吸收的地熱能。二、地溫場及沉積盆地的熱狀態(tài)地球的熱源外部熱源（宇宙熱源）內(nèi)部熱源（行星熱源）太陽輻射熱潮汐摩擦熱宇宙射線隕石墜落產(chǎn)生的熱能放射性衰變熱地球轉(zhuǎn)動熱地球殘余熱重力分異熱（一

3、）地球內(nèi)部的熱能地球內(nèi)熱的主要來源是放射性元素的衰變熱主要的放射性元素是U、Th、K，巖石的生熱率大小取決于它們含量U、Th、K大部分集中于偏酸性的巖漿巖中，且主要集中于地殼及地幔頂部變質(zhì)巖中產(chǎn)熱率隨變質(zhì)程度的增高而降低，沉積巖產(chǎn)熱率很低（二）地溫場的有關(guān)概念地溫-----指地下巖石中各點的溫度值地溫場——某一瞬間地下溫度的空間分布巖石的溫度在介質(zhì)中分布狀況與空間和時間四維坐標有關(guān)T=f(x,y,z,t)穩(wěn)態(tài)地溫場——場內(nèi)各點的溫度不隨時間而變化非穩(wěn)態(tài)地溫場——場內(nèi)各點的溫度隨時間而變化地質(zhì)歷史時間某一時刻的地溫場為穩(wěn)態(tài)場地質(zhì)歷史時期的地溫場為

4、非穩(wěn)態(tài)場1、地熱的傳遞熱的傳遞方式：傳導(dǎo)、對流、輻射。熱輻射只在地溫>500℃才起作用。熱對流出現(xiàn)的必要條件是地下水循環(huán)，只出現(xiàn)在有熱液活動的斷裂帶或火山活動區(qū)域。熱傳導(dǎo)是盆地內(nèi)熱傳遞的主要方式。地殼是由固態(tài)巖石組成的，故熱傳導(dǎo)是其主要方式。沉積盆地的熱能主要以傳導(dǎo)傳熱方式進行。由于溫度差的存在，熱量從溫度高的地方向溫度低的地方轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象稱為熱傳導(dǎo)。在沉積盆地的熱史研究中，對熱傳導(dǎo)往往作如下假設(shè)：在一個給定時間內(nèi)，地溫只沿垂直地表方向發(fā)生變化一定范圍內(nèi)（如同一巖層）的介質(zhì)是各向同性的固體，及在所有方向上以及點與點之間的溫度變化都是連續(xù)的根據(jù)熱力

5、學第二定律：一個密閉系統(tǒng)內(nèi)部的溫度差將隨著時間的推移而均一化設(shè)介質(zhì)的熱導(dǎo)率為k，則單位時間內(nèi)流過單位面積的熱流量（q）為：q-熱流強度，mw/m2k-熱導(dǎo)率，w/(m.℃)dT/dZ---溫度梯度（地溫梯度），℃/km單位時間內(nèi)通過地殼和盆地單位橫截面積的熱量，稱為大地熱流（強度）2、大地熱流大地熱流—在單位時間內(nèi)以熱傳導(dǎo)方式從地球表面單位面積散失的熱流量按照前述假設(shè)，并定義從內(nèi)部往外流的大地熱流是正值，觀察點在地史中某一時刻的大地熱流值為：Q(t)-某一時刻(t)的大地熱流，mw/m2k-熱導(dǎo)率，w/(m.℃)dT/dZ---垂向溫度梯度，℃

6、/km根據(jù)一維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)的原理，在地史中某一時刻的地溫場可看作穩(wěn)定的地溫場，即通過巖石介質(zhì)各點的大地熱流量是相等的。因此對于給定地區(qū)，或平面上的某一井點，可以根據(jù)垂向熱流相等的原則來處理地熱問題。不同地區(qū)的熱流值不同，并隨著地史演變而變化。這是地史模擬中必須遵循的原則?，F(xiàn)今的大地熱流值是通過測定地殼不同深度的溫度和測量段內(nèi)各種巖性的熱導(dǎo)率求取的。對于巖性差別較大的層狀巖層地區(qū)dT/dZ是變化的。由于穿過所有水平巖層的熱流相等，深度為Z處的溫度為：Z---地下埋深，kmT(Z)----為Z點的溫度，℃Ts------外推的地表溫度，℃k----Z

7、深度的熱導(dǎo)率，W/(m.℃)Ts、Q可以根據(jù)測點的溫度、深度和熱導(dǎo)率按照最小二乘法求得。3、巖石的熱導(dǎo)率定義：單位時間內(nèi)流過單位面積的熱量與地溫梯度之比。k—熱導(dǎo)率，W/(m.k)或W/(m.℃)Q*---熱量,mJdT/dZ----溫度梯度，℃/kmA----面積，m2;t---時間，s不同巖石和介質(zhì)具有不同的熱導(dǎo)率。巖石熱導(dǎo)率與巖石的成分、結(jié)構(gòu)、含水性、溫度和壓力。層狀巖石的熱導(dǎo)率具有各向異性的特征，順層面熱導(dǎo)率大于垂直方向?？紫抖群秃繉r石熱導(dǎo)率有較大影響。在沉積盆地熱史分析中不能用現(xiàn)今熱導(dǎo)率取代地史過程中的熱導(dǎo)率——孔隙度和含水量隨

8、地質(zhì)時期不同而在變化。k(Z)=(kf)φ.(ks)1-φk(Z)---任一深度Z的熱導(dǎo)率，W/(m.℃）kf----孔隙流體的熱導(dǎo)率，W/(m.℃）