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热史及生烃史分析

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常见的四种找油理论-胡见义

常见的四种找油理论-胡见义

常见的四种找油理论：1．沉积盆地找油论2．有效生油区控制油气田分布论3．含油气系统理论4．圈闭带控制油气聚集论一、沉积盆地找油论（一）盆地、沉积盆地、含油气盆地盆地：地球上周围被高地包围的低地，或者说岩石圈表面三维空间的凹地，充满水和空气。

地质意义上的盆地：指岩石圈表面三度空间上的凹地，其内部充填有沉积物，而且要具有时间的概念，即四维。

也就是指沉积盆地。

沉积盆地：在地质历史某一阶段形成的被水域占据的一个断陷或坳陷地带，它以负向运动占绝对优势，同时接受了足够厚的沉积物充填，形成了中间沉积厚度大，向边缘逐渐减薄的沉积体。

含油气盆地指已经发现油气田（藏）或已有油气显示的沉积盆地，以及具备油气生运聚条件的沉积盆地。

故必须具备三个条件：1．首先必须是沉积盆地；2．在漫长的地质历史时期曾经不断地沉降、接受沉积，具备油气生成与聚集的有利条件；3．在地质历史时期中曾经发生过油气生运聚，或者已经发现过油气显示或工业油气田。

（二）沉积盆地是油气生成运移和聚集的基本构造单元在人类长期的找油实践过程中，人们认识到油气不仅可以在背斜中聚集，也可以在非背斜中存在，它们必然受更高一级的沉积和构造单元控制。

油气有机生成说，以及油气运移、聚集和保存理论的建立，揭示了形成油气田（藏）的基本石油地质条件之间的内在联系，它们受一个基本地质单元——沉积盆地的控制。

世界上目前已经发现的油气田几乎都分布在各种类型的沉积盆地中。

并不是所有的沉积盆地都是含油气盆地，有没有油气，取决于沉积盆地具不具备油气生、运、聚的基本条件。

（三）沉积盆地控制油气赋存的因素油气的成藏→温度、压力及有效受热时间控制的化学动力学过程→压力、浮力和流体势所控制的流体动力学过程油气是沉积盆地形成和演化过程中生成的流体矿产, 要弄清油气形成与分布规律，必须开展盆地分析。

油气藏的形成条件包含生、储、盖、圈、运、保存和配套。

这些条件的合理的、最优化的组合将形成油气储量丰富的含油气盆地，较差的组合则形成低储量丰度甚至非含油气盆地。

川南煤田古叙矿区龙潭组煤层受热-生烃史及气体成因

川南煤田古叙矿区龙潭组煤层受热-生烃史及气体成因
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｃｌａｒｉｆｙｔｈｅｍａｔｕｒａｔｉｏｎｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｇａｓｇｅｎｅｓｉｓｔｙｐｅｏｆｃｏａｌｓｅａｍ ｏｆ ＬｏｎｇｔａｎＦｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＧｕｘｕｍｉｎｉｎｇｏｆｓｏｕｔｈＳｉｃｈｕａｎｃｏａｌｆｉｅｌｄ，ｔｈｅｂｕｒｉａｌｈｉｓｔｏｒｙ，ｈｅａｔｉｎｇｈｉｓｔｏｒｙａｎｄ
０ 引 言
沉积盆地构造埋藏史与受热演化史研究对揭 示烃源岩 成 熟、生 烃 及 油 气 运 移 均 具 有 非 常 重 要 作用［１－２］。国内外学者运用 Ｐｅｔｒｏｍｏｄ１Ｄ模拟技术 并结合地层剥蚀厚度恢复、包裹体测温、同位素地 球化学动 力 学 分 馏 等 方 法，对 不 同 含 煤 盆 地 的 构 造 －埋藏史演化和烃源岩生烃潜力等进行大量研 究，成果丰 富。 杨 程 宇 等 通 过 最 新 的 实 测 大 地 热 流史、类似地区的烃源层生烃门限、地质类比法替 代流体包 裹 体 测 温 法，重 建 川 中 隆 起 安 岳 气 田 关 键井埋藏史与热演化史［３］。王萍等对川西坳陷中 段须四段重点井砂岩样品进行包裹体测试分析， 并结合单井热史、埋藏史的研究，提出川西坳陷中 段须四下亚段和上亚段的成藏期次以及天然气充 注主要 时 期 ［４］。 ＨＡＫＩＭＩ等 通 过 利 用 伊 拉 克 库 北 部尔德斯坦地区 ６口井的萨尔格鲁烃源岩的地质 资料，运用 一 维 盆 地 模 拟 重 建 了 中 侏 罗 世 萨 尔 格 鲁烃源岩 的 埋 藏 史 和 受 热 史，预 测 了 油 气 生 成 与 排出时间［５］。薛志文等基于钻井泥岩声波时差和 镜质组反射率数据对二连盆地吉尔嘎朗图凹陷腾 格尔组和 赛 罕 塔 拉 组 的 剥 蚀 量 进 行 了 计 算，恢 复 了其原始 沉 积 厚 度 及 埋 藏 过 程［６］。 由 此 可 见，构 造埋藏史与受热生烃史研究是揭示盆地或地区油

煤层气与页岩气开发地质条件及其对比分析

煤层气与页岩气开发地质条件及其对比分析

煤层气与页岩气开发地质条件及其对比分析OFweek节能网讯：煤层气和页岩气是世界上已进行商业开发的两种重要的非常规天然气资源。

我国煤层气产业已进入商业化生产阶段1；而我国页岩气开发尚处于起步阶段，目前主要在四川盆地及其周缘开展开发试验。

美国1821年开始页岩气勘探，但规模化开发和产量快速增长始于2003年应用水平井钻井技术，2011年年产量已接近1800×10m(引自资料)，约占其天然气总产量的23％，分析北美页岩气开发地质条件，主要表现为黑色页岩的有机碳(TOC)含量大于2％，有机质成熟度(R)为1．1％一3．5％，页岩单层厚度大于15m，脆性矿物(石英、斜长石)含量大于40％，黏土含量小于40％，处于斜坡或凹陷区，保存条件较好等。

随着北美页岩气勘探开发区带的快速扩展和页岩气产量的大幅飙升，页岩气迅速成为天然气勘探开发新热点。

2005年以来，国内学者从生气条件、储层条件和保存条件及页岩开发技术等方面开展了相关的研究工作，页岩气研究在四川盆地及其周缘取得了显著进展和成效。

2010年，我国在四川盆地南部率先实现页岩气突破，威201等多口井在下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组海相页岩地层获得工业气流。

煤层气／页岩气开发地质条件是指与煤层气／页岩气开发工程活动有关的地质条件和工程力学条件的综合。

这些因素包括煤层气／页岩气的成藏地质条件、赋存环境条件和开发工程力学条件等方面。

煤层／页岩层既是生气层又是储集层，其储集和产出机理就比常规天然气储层复杂的多。

因此对于煤层气／页岩气开发，既要研究煤层气／页岩气的生成、储集和保存等成藏条件；又要研究煤层气／页岩气的赋存环境条件；还要研究煤层气／页岩气开发工程力学条件及工艺技术等问题。

尽管相关部门和学者已开展了页岩气的地质调查与开发试验研究工作，但主要集中资源地质评价方面，对开发地质条件则缺乏相应的研究工作。

煤层气与页岩气均为自生自储式非常规天然气资源，在成藏地质条件、赋存环境条件和工程力学条件等方面都有诸多共性，但也存在一定的差异性，且它们在诸多盆地伴生存在，因此，研究煤层气／页岩气开发地质条件及其评价的共性和差异性对指导我国煤层气和页岩气勘探开发具有重要意义。

盆地分析(概论与盆地类型)

盆地分析(概论与盆地类型)
中南大学地学院
旷理雄
沉积盆地分析原理与方法
主 讲 人: 旷理雄
中南大学地学院地质所
2011年4月
2011年4月
中南大学地学院
旷理雄
91年研究生毕业后一直从事与盆地分析有关的研究工作:
2011年 主持油田横向课题《靖安油田大路沟一区长 2油藏二次精细油藏描述》
2010年 主持油田横向课题《绥靖油田建产有利区目标研究》
M.W.Bally(1975)：指出盆地的定义包含有超过1km厚沉积物 的沉降体制，它现今仍或多或少保存有原来的形状。
这个定义不包括有厚的和常有复杂变形的沉积物的褶皱带，虽
然它们有时也会产出一定数量的油气。
2011年4月
中南大学地学院
旷理雄
W.R.Dickinson(1974)：提出了盆地的两重含义。一种含义是盆地 仅仅是一个等深的或地形上的洼陷；另一种更重要的含义在于盆 地是形成一厚层沉积层序的岩石棱柱体。
第五章 盆地石油地质学分析
盆地油气形成与富集的基本条件及其合理配置，包括油气源条件（烃源岩的类型与分布、 有机质丰度与类型及成熟度），储集条件（储集层类型、物性与非均质性），盖层条件 （盖层类型、封闭机理及评价方法），圈闭条件（圈闭类型及有效性），油气运移和聚集 过程分析，保存条件（构造运动、水文地质条件、岩浆活动与油气保存），盆地模拟原 理、方法、主要参数和结果，油气系统，盆地的形成、演化、地质作用与成藏要素关系， 区带和圈闭评价及其资源量估算。
2011年4月
中南大学地学院
旷理雄
课程的目的与要求
究思路，为以后从事矿藏的调查和勘 探的生产和科学研究打下坚实的理论基础。是资源勘 查工程专业、地质工程专业、石油地质专业和辅修专 业研究生的主要课程。

塔西南坳陷二叠系烃源岩热演化及生烃史模拟

塔西南坳陷二叠系烃源岩热演化及生烃史模拟

及 塔北 隆 起 的哈拉 哈塘 凹陷一 轮 南低 隆一 草 湖 凹陷 ；侏 罗 系分 布于 库车坳 陷 、塔 西南坳 陷 ２个 前 陆坳 陷 和
塔 东 地 区 。 二 叠 系 烃 源 岩 是 塔 西 南 地 区 重 要 的 烃 源 岩 层 系 ，且 油 气 源 对 比表 明柯 克 亚 油 气 田凝 析 油 与 天
二 叠 系 烃 源 岩 主 要 发 育 在 下 二 叠
统 ，主要 为 湖 相 泥 质 烃 源 岩 ，厚 度 较
大 ，在 塔 西 南 坳 陷 广 泛 分 布 ， 已 有 地
震 、钻 井及 露 头 资料 表 明 其 在 和 田一 叶
城坳 陷 最 厚 大 于 ３ ０ ０ ｍ ， 向 东 北 方 向 逐 渐变 薄 （ 图１ ） 。 下 二 叠 统 烃 源 岩 总 有 机 碳 含 量
在 凹 陷 内部 。
［ 关 键 词 ］ 塔 西 南 坳 陷 ；二 叠 系烃 源 岩 ；热 演 化 ；生 烃 史 ［ 中 图分 类 号］ ＴＥ ｌ ２ ２ ． １ ［ 文献标志码］Ａ ［ 文章编号］ … ） （ ） ＿９ ７ ５ ２（ ２ ０ １ ３ ）０ ５ —０ ０ ３ ３ 一ｏ ５
王 进 （ 中石油长庆油田分公司勘探开发研究院， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ １ ８ ）
［ 摘 要 ］ 二 叠 系烃 源 岩是 塔 西 南 地 区重 要 的 烃 源 岩 层 系。 利 用 研 究 区构 造 特 征 、埋 藏 史 、地 层 厚 度 及 二 叠 系 烃 源 岩 地 球 化 学 特 征 、 沉 积 相 、 岩 性 分 布 等 资 料 ，结 合 现 今 地 温 场 特 征 、 异 常 热 事 件 及 热 演 化 历 史 ，
应用 Ｅ ＡＳ Ｙ Ｒ。 模 型将 模 拟 值 与 实 测 镜 质 体 反 射 率 值 拟 合 ，采 用 有 机 相 Ｂ （ Ｉ Ｉ ） 的 动 力 学 参 数 ，对 塔 里

第5章生烃史

第5章生烃史

初次裂解动力学参数
(据Espitalie等，1988，Ⅱ型干酪根)
活化能 kcal／ kcal ／ mol 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 生烃潜量， kg／ 生烃潜量 ， kg／ t C1 0． 0 0． 0 0． 0 0． 3 0． 8 4． 6 5． 3 4． 2 3． 6 2． 1 1． 4 1． 0 0． 8 C 2— C 5 0． 0 0． 0 0． 3 0． 8 3． 0 10． 10 ． 7 7． 6 4． 5 2． 4 0． 9 0． 6 0． 3 0． 0 C 6— C 14 0． 0 0． 0 1． 3 2． 7 32． 32 ． 2 24． 24 ． 7 2． 1 0． 3 0． 0 0． 0 0． 0 0． 0 0． 0 C 15+ 2． 9 5． 0 8． 3 35． 35 ． 4 359． 359 ． 0 8． 0 0． 0 0． 0 0． 0 0． 0 0． 0 0． 0 0． 0 频率因子 s -1
物质的数量，kg／ 埋藏时间， 物质的数量，kg／kgTOC；t——埋藏时间，Ma；ki——干酪根 的数量 埋藏时间 Ma； 干酪根 中含第i种活化能的物质在初次裂解时的反应速率， 中含第i种活化能的物质在初次裂解时的反应速率，Ma-1； 平行一级反应级数， m——平行一级反应级数，整数；n——干酪根初次裂解形成的 平行一级反应级数 整数； 干酪根初次裂解形成的 组分数，整数。 组分数，整数。 2、阿仑尼乌斯公式 多组分干酪根初次裂解反应速率，由下式表示： 多组分干酪根初次裂解反应速率，由下式表示：
第五章 生烃史模型
油气生成机理回顾 化学动力学法 热解模拟法
一、油气生成机理回顾
现代石油成因理论认为，沉积有机质的受热演化、 现代石油成因理论认为，沉积有机质的受热演化、成熟 生烃是油气的最主要来源， 生烃是油气的最主要来源，干酪根主要在温度的作用下发生 了结构组成的变化（降解—裂解），在其不同的热演化阶段 裂解），在其不同的热演化阶段， 了结构组成的变化（降解 裂解），在其不同的热演化阶段， 随着不同的官能团从干酪根大分子上脱落、分离， 随着不同的官能团从干酪根大分子上脱落、分离，将形成不 同的产物（ 而低熟油等石油的特殊存在形式， 同的产物（气—油—气）。而低熟油等石油的特殊存在形式， 油 气）。而低熟油等石油的特殊存在形式 只不过是复杂的有机质母源中不同有机质组分生烃门限的先 后有所差别罢了，对该组分而言，应为已经成熟的标志。 后有所差别罢了，对该组分而言，应为已经成熟的标志。 根据自然条件或实验过程中，对某温度段前、 根据自然条件或实验过程中，对某温度段前、后反应 物与生成物的种类分析，可以认为， 物与生成物的种类分析，可以认为，在可成烃组分的热演化 过程中， 过程中，某一温度段的反应特征是各种结构组分同时发生的 平行反应。 平行反应。 达成这些共识，是求解成烃演化的前提。 达成这些共识，是求解成烃演化的前提。

深层、超深层温度及热演化历史对油气相态与生烃历史的控制作用

天 然 气 工 业Natural Gas INdustry 第40卷第2期2020年 2月· 22 ·深层、超深层温度及热演化历史对油气相态与生烃历史的控制作用任战利1,2　崔军平1,2　祁凯2　杨桂林2　陈占军3　杨鹏2　王琨21.西北大学大陆动力学国家重点实验室2.西北大学地质学系3.陇东学院摘要：我国含油气盆地深层、超深层温度差异大，热演化历史复杂，目前关于温度及热演化历史对深层、超深层油气相态差异性及生烃历史的控制作用的研究较少且不系统。

为此，在收集大量深层温度、压力资料的基础上，结合我国含油气盆地深层热演化历史复杂的实际情况，分析了温度、加热时间、压力对油气形成温度及相态的影响，划分了温度与压力关系类型；并在对深层、超深层热演化史类型划分的基础上，探讨了不同热历史类型盆地热演化史对油气生成及油气相态的控制作用。

研究结果表明：①不同盆地、不同地区深层油气相态差异大，主要受深层经历的温度、加热时间、加热速率、压力、烃源岩类型等因素的影响，其中温度是油气生成及油气相态分布最重要的控制及影响因素；②在快速增温、加热时间较短的情况下，深层、超深层在高温下仍然可能存在油藏及凝析气藏；③超压对生烃及烃类的高温裂解具有抑制作用；④深层温度与地层压力有着密切的关系，可划分为中低温高压型、高温高压型、中温中低压型3种主要类型；⑤深层、超深层热演化史可划分为后期快速沉降增温低地温梯度型、后期快速沉降增温高地温梯度型、中后期快速增温晚期抬升降温型、前期大幅度沉降快速增温中后期大幅度抬升剥蚀降温型4种类型，不同热演化史类型盆地的深层、超深层油气相态及成藏期早晚与油气前景不同。

关键词：深层；超深层；温度；地温梯度；加热时间；异常压力；热演化史；烃类相态；油气成藏期；叠合盆地DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2020.02.003Control effects of temperature and thermal evolution history of deep and ultra-deep layers on hydrocarbon phase state and hydrocarbon generation history REN Zhanli1,2, CUI Junping1,2, QI Kai2, YANG Guilin2, CHEN Zhanjun3, YANG Peng2, WANG Kun2(1. State Key Laboratory of Continental Dynamics, Northwest University, Xi'an, Shaanxi 710069, China;2. Department of Geology, North-west University, Xi'an, Shaanxi 710069, China;3. Longdong University, Qingyang, Gansu 745000, China)NATUR. GAS IND. VOLUME 40, ISSUE 2, pp.22-30, 2/25/2020. (ISSN 1000-0976; In Chinese)Abstract:Deep and ultra-deep layers in the oil and gas bearing basins of China are characterized by large temperature difference and complicated thermal evolution history. The control effects of temperature and thermal evolution history on the differences of hydrocarbon phase states and the hydrocarbon generation history in deep and ultra-deep layers are researched less and unsystematically. To deal with this situation, based on a large number of temperature and pressure data of deep layers and combined with the complicated historical situ-ation of deep layer evolution in the oil and gas basins of China, the effects of temperature, heating time and pressure on the hydrocarbon formation temperature and phase state were analyzed, and the type of temperature and pressure relationship was classified. Finally, based on the classification of thermal evolution history of deep and ultra-deep layers, the control effects of thermal evolution history of the basins with different types of thermal history on the hydrocarbon generation and phase state were discussed. And the following research results were obtained. First, the hydrocarbon phase states of deep layers in different basins and regions are greatly different, and they are mainly affected by temperature, heating time, heating rate, pressure, source rock type and other factors. And temperature is the most im-portant factor controlling hydrocarbon generation and phase state distribution. Second, under the conditions of rapid temperature increase and short heating time, there still may be oil reservoirs and condensate gas reservoirs in deep and ultra-deep layers in the case of high temperature. Third, overpressure inhibits hydrocarbon generation and pyrolysis. Fourth, there is a close relationship between temperature and formation pressure of deep layers, which can be divided into three types, i.e., low-medium temperature and high pressure type, high temperature and high pressure type, and medium temperature and low-medium pressure type. Fifth, the thermal evolution history of deep and ultra-deep layers can be divided into four types, namely the late rapid subsidence, heating and low geothermal gradient type, the late rapid subsidence, heating and high geothermal gradient type, the middle-late rapid heating and late uplifting and cooling type, and the early great subsidence and rapid heating and middle-late great uplift erosion and cooling type. In conclusion, deep and ultra-deep layers in the basins with different types of thermal history are different in hydrocarbon phase states, accumulation stages and prospects. Keywords:Deep layer; Ultra-deep layer; Temperature; Geothermal gradient; Heating time; Abnormal pressure; Thermal evolution histo-ry; Hydrocarbon phase state; Accumulation period; Superimposed basin基金项目：国家重点研发计划课题“超深层及中新元古界油气成藏富集规律与勘探方向”（编号：2017YFC0603106）、国家自然科学基金重点项目“鄂尔多斯、沁水沉积盆地中生代晚期古地温场对岩石圈动力学演化及油气赋存的约束作用”（编号：41630312）、“十三五”国家科技重大专项“鄂尔多斯盆地西南部中上元古界—下古生界构造演化与保存条件”（编号：2017ZX05005-002-008）。

渤南、四扣洼陷构造演化特征与深层油气聚集规律研究的开题报告

渤南、四扣洼陷构造演化特征与深层油气聚集规律研究的
开题报告
1. 研究背景与目的
渤南、四扣洼陷是我国油气勘探开发活跃区域之一，在深层油气勘探中具有重要的探潜意义。

本研究的目的是对渤南、四扣洼陷的构造演化特征进行深入探讨，结合
沉积地质、热史及生烃物质等多方面因素，探索该区深层油气聚集规律及储层形成机制，为深层油气勘探提供科学依据和指导。

2. 研究内容和方法
(1) 区域构造演化特征分析。

对渤南、四扣洼陷的地质地球化学、地球物理和区
域构造演化历史进行深入探讨，解析该区构造演化过程中的主控因素和构造格局演化
特征。

(2) 沉积地质研究。

基于地震资料和钻井资料，对区域的岩性划分进行详细研究，建立沉积相模型，探究区域沉积演化过程以及深层岩性分布规律。

(3) 层序地层研究。

综合分析震相、岩相、古地磁和年代学等资料，建立区域地
层层序，分析该区域不同层序之间的联系和分布规律。

(4) 热史模拟与生烃分析。

通过模拟温度场变化和全地质历史演化过程，探讨热
史演化对区域深层油气储集形成的影响。

同时，结合生烃物质分析，探求深层生烃条件，为油气勘探提供参考。

3. 预期研究成果
(1) 揭示渤南、四扣洼陷区域构造演化历史，探究该区深层储层形成机制，为该
区深层油气勘探开发提供科学依据。

(2) 建立该区的沉积相模型和层序地层序列，为该区深层岩性划分和油气运移路
径评价提供基础数据。

(3) 基于热史模拟和生烃分析，揭示该区深层生烃条件和聚集规律，为下一步深
层油气勘探提供指导。

大牛地气田石炭—二叠系烃源岩生烃潜力

大牛地气田石炭—二叠系烃源岩生烃潜力吕剑虹;缪九军;邱祁【摘要】大牛地气田上古生界石炭—二叠系烃源岩为煤系烃源岩(主要为煤岩和暗色泥岩),有机质类型以Ⅲ型干酪根为主,烃源岩演化成熟度较高,Ro基本在1.5％左右.烃源岩存在3期生烃演化过程,分别为三叠纪期间、侏罗纪期间和古近纪期间.烃源岩(泥岩+煤岩)累计生烃量为8万多亿m3,煤岩生烃贡献占85％.石炭—二叠系烃源岩现今累计生烃强度高值区主要分布在大牛地气田的东南部、西北部以及西部地区.【期刊名称】《地质学刊》【年(卷),期】2018(042)001【总页数】10页(P60-69)【关键词】上古生界;烃源岩;生烃期次;生烃强度;大牛地气田;鄂尔多斯盆地【作者】吕剑虹;缪九军;邱祁【作者单位】中石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214126;中石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214126;中石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214126【正文语种】中文【中图分类】P618.130 引言鄂尔多斯盆地位于我国西北地区东部，由古生代、中生代多期沉积盆地叠合改造而成，是中国第二大沉积盆地(王双明,2017)。

盆地内油气资源丰富，勘探领域广阔，盆地自上而下分布有石油、天然气资源，石油主要分布在侏罗系和三叠系，天然气主要分布在古生界(董淼等，2017，李锦锋等，2017)。

盆地内古生界天然气资源丰富，勘探程度低，勘探前景良好，发育有奥陶系上马家沟组、石炭系太原组、二叠系山西组和下石盒子组4套气层，其中主要目的层是上古生界石炭系太原组、二叠系山西组以及下石盒子组气层(曹忠辉，2005;曹忠辉等，2006)。

大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部东段，区内构造、断裂不发育，总体表现为北东高、西南低的平缓单斜。

该气田储量已达到大型气田规模(郝蜀民等，2006)。

大牛地气田钻遇的地层有第四系、白垩系、侏罗系、三叠系、二叠系、石炭系和奥陶系。

盆地模拟


含油气盆地分析
盆地模拟
2003
1 盆地模拟的概念与内涵 ——概念 概念
顾名思义就是对盆地的地质要素及其相互作用过程， 顾名思义就是对盆地的地质要素及其相互作用过程， 进行模拟分析试验。 进行模拟分析试验。 含油气沉积盆地分析中的盆地模拟， 含油气沉积盆地分析中的盆地模拟，就是在对一个盆 地的地质、地球物理和地球化学过程深入了解的基础上， 地的地质、地球物理和地球化学过程深入了解的基础上， 根据石油地质的物理化学机理，首先建立地质模型，然后 根据石油地质的物理化学机理，首先建立地质模型， 建立数学模型，最后编制相应的软件，从而在时空概念下， 建立数学模型，最后编制相应的软件，从而在时空概念下， 由计算机定量地模拟含油气盆地的形成和演化， 由计算机定量地模拟含油气盆地的形成和演化，烃类的生 运移和聚集。 成、运移和聚集。
含油气盆地分析
盆地模拟
2003
3
盆地模拟方法——综合评价
综 合 评 价 常 用 的 图 件
• • • • • •
成熟度Ro图 成熟度Ro图 Ro 生烃、 生烃、排烃强度图 油气可供聚集量图 流体势分布图 砂岩含量图 盖层孔隙度图
• • • • • •
精细构造图 断层分布图 储层裂缝分布图 区带、 区带、圈闭分布图 区域盖层分布图 沉积相带图
盆地模拟
2003
4
盆地模拟技术与含油气系统研究
1、研究内容 2、四种经典描述图件 3、盆地模拟技术与成油气系统研究的关系 4、成油气系统的综合模拟分析
含油气盆地分析
盆地模拟
2003
4
盆地模拟技术与含油气系统研究
研究内容
1. 单因素分析 2. 时空匹配分析 3. 区带评价 单因素分析; 时空匹配分析;
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Welte和Yukler(1981):
Ro=1.301Lg(TTI)-0.5282
石广仁等(1989,1996) 认为在不同地区或不 同地层中，Ro和TTI 有不同关系。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Easy%Ro 模型（化学动力学模型）
Easy%Ro 模型（化学动力学模型）： Burnham 和 Sweeney （1989） 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）
第六章 盆地热史和生烃史分析
一、地热与油气 二、地温场及沉积盆地的热状态 三、沉积盆地热史恢复的基本方法 四、油气生成基本理论 五、含油气盆地烃源岩评价 六、油气生成史的定量计算
一、地热与油气
地温是控制油气生成和聚集的重要因素之一 统计表明，油田储量与热流关系密切 石油储量与地温梯度关系密切 地热对沉积盆地的成岩作用也具有很大的影响 盆地的古地温与盆地的沉降发育历史有关 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
1、地热的传递
热的传递方式：传导、对流、辐射。 热辐射只在地温>500℃才起作用。 热对流出现的必要条件是地下水循环，只出现在有 热液活动的断裂带或火山活动区域。 热传导是盆地内热传递的主要方式。 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。 由于温度差的存在，热量从温度高的地方向温度低 的地方转移的现象称为热传导。
二、地温场及沉积盆地的热状态
太阳辐射热 外部热源（宇宙热源） 地球的热源 潮汐摩擦热 宇宙射线 陨石坠落产生的热能 放射性衰变热 内部热源（行星热源） 地球转动热 地球残余热 重力分异热
（一）地球内部的热能 地球内热的主要来源是放射性元素的衰变热 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 U、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 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
•对于层状岩石，单层内部的热导率可以看作各向同性的， 但层之间差别较大。
•根据一维稳态热传导原理，同一时刻盆地中某一点自下 而上的热流应该是个定值。
Q=ki . (dT/dZ)
•因此，同一时间、同一地点地温梯度的纵向变化主要由 岩石的热导率的不同引起。 •根据地温梯度可以求出热导率：并联和串联两种方式
2. 磷灰石裂变径迹（AFT)
基本原理
裂变径迹。通过一定的方法可在不同显微镜下观察到。 裂变径迹的稳定性和连续性 •与238U含量成正比 •由于沉积盆地的形成时间小于238U的半衰期6.99×1017 年），238U含量是稳定的 •同一岩石样品中径迹形成速率为常数。 裂变径迹在不断形成，不同的径迹产生于热史的不同阶 段。————可重建较精确的热史。 磷灰石的径迹具有退火特性。退火温度范围：50~125℃。
杨万里（1984）
•运用Ro、埋藏点的受热时间，获得经受的古温度的图版
Ro----TTI关系模型
t----地层埋藏时间，Ma T(t)----地层经历的温度史，℃
t
TTI =
∫2
0
T ( t ) − 105 10
dt
在化学反应中，温度每增加10 ℃，反应速度约增加1倍 在固定的温度范围内，时间长短对反应结果有影响。
dT q = −k ⋅ dZ
q-热流强度，mw/m2 k-热导率，w/(m.℃) dT/dZ---温度梯度（地温梯度）， ℃/km 单位时间内通过地壳和盆地单位横截面积的 热量，称为大地热流（强度） 热量，称为大地热流（强度）
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：
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
根据热力学第二定律： 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：
•对于岩性差别较大的层状岩层地区 dT/dZ是变化的。由于穿过所有 水平岩层的热流相等，深度为Z处的温度为：
dZ T ( Z ) = Ts + Q ∫ 0 k (t ) Z T ( Z ) = Ts + Q ∑ k
Z
Z---地下埋深，km T(Z)----为Z点的温度，℃ Ts------外推的地表温度， ℃ k----Z深度的热导率，W/(m. ℃) Ts、Q可以根据测点的温度、深度和热导率按照最小二乘法求得。
（二）地温场的有关概念 地温-----指地下岩石中各点的温度值 地温场——某一瞬间地下温度的空间分布 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,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
在沉积盆地热史分析中不能用现今热导率取代地 史过程中的热导率——孔隙度和含水量随地质时期 不同而在变化。 k(Z)=(kf)φ. (ks) 1-φ
k(Z)---任一深度Z的热导率，W/(m.℃） kf----孔隙流体的热导率，W/(m.℃） ks-----骨架颗粒的热导率，W/(m.℃） φ-----地下孔隙介质的孔隙度，由埋藏 史分析得到
Fk = ∑ f i {1 − exp[ −( I ik − I ik −1 )(t k − t k −1 ) /(Tk − Tk −1 )]}
i =1
20
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。
• 最大温度模型 • Ro----TTI关系模型 • 化学动力学模型
最大温度模型
影响沉积物有机质成熟度的两个因素——时间和温度 中，加热时间的影响是有限的。故Ro是经历的最高温度的 单一函数，加热时间可以忽略。 指数关系： Ro=a exp(bTmax) a , b----待定系数，不同地区取不同值 Tmax——经历过的最大地温，℃ Baker,Pawlewicz(1986): Ro= exp(0.0078Tmax-1.2) 李雨梁（1990）: Ro=0.1589 exp(0.010546Tmax)
4、地温梯度
G=((Tz-Ts)/(Z-h*))*1000 G—地温梯度，℃/ km Z----测温点的深度，km Tz---地下深度为Z处的温度 Ts----地表恒稳带的温度 h*----地表恒稳带的深度 可以用油井的测温资料求现今地温梯度，但要校正
（三）沉积盆地的热状态
三、沉积盆地热史恢复的基本方法
( Ei / RTk ) 2 + a1( Ei / RTk ) + a 2 I ik = Tk A exp( − Ei / RTk )[1 − 2 ( Ei / RTk ) + b1( Ei / RTk ) + b 2
式中，A 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。
㈡地球热力学方法恢复热史
1. 只考虑热传 导的 Mckenzie法----适用于拉 张型盆地
进入生油窗80℃，石油大量生成100~140 ℃，凝析油140~180 ℃，干气160~250 ℃
应用包裹体恢复古地温的几个条件
a) 包裹体在成岩过程中形成的相对时间 b) 含包裹体岩石所经历的埋藏史和构造史 c) 包裹体中流体的相态、成分、压力——温度性质
4、粘土矿物转化法 5. 牙形石色变指数法
Ro法正演热史的过程 a) 重建地层埋藏史（包括剥蚀史） b) 给定地温史（地温梯度史或热流史），结合 埋藏史算出各地层的古地温场 c) 利用上述三个模型之一，计算各层的Ro史 （理论Ro史） d) 用实测地层现今Ro和理论Ro（现今点）进行 对比。如结果拟和很好，则认为给定的地温 史为实际经历地温史。否则，重复b) ,c)直到 符合为止。
3、岩石的热导率 定义：单位时间内流过单位面积的热量与地温梯度 之比。
k =
Q * dt dZ ⋅ A ⋅t
k—热导率，W/(m.k)或W/(m.℃) Q*---热量,mJ dT/dZ----温度梯度， ℃/km A----面积，m2; t---时间，s
不同岩石和介质具 有不同的热导率。
岩石热导率与岩石 的成分、结构、含 水性、温度和压力。 层状岩石的热导率 具有各向异性的特 征，顺层面热导率 大于垂直方向。 孔隙度和含水量对 岩石热导率有较大 影响。
dT Q (t ) = − k ⋅ dZ
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， ℃/km
根据一维稳态热传导的原理，在地史中某一时 刻的地温场可看作稳定的地温场，即通过岩石介质 各点的大地热流量是相等的。因此对于给定地区， 或平面上的某一井点，可以根据垂向热流相等的原 则来处理地热问题。不同地区的热流值不同，并随 着地史演变而变化。这是地史模拟中必须遵循的原 则。 现今的大地热流值是通过测定地壳不同深度的温 度和测量段内各种岩性的热导率求取的。
AFT参数及其热史意 义
1) 裂变径迹年龄 随着埋深的增加及裂变径 迹退火程度的增加，径 迹年龄逐渐减小。