第1章概述

考虑因素
构造与负荷沉降 沉积压实 异常压力 剥蚀事件 断裂活动 海平面变化与古水深 盆地成因类型 地温场热成因机制 地温场特征： 地温场特征 ： 热导率 / 低温梯度 / 大地热流 有机质： 类型、 有机质 ： 类型 、 丰度 演化程度 生烃潜力 初次运移相态、 初次运移相态 、 动力 运移临界饱和度 岩石强度与破裂压力 扩散系数 水动力分布格局 有效运聚通道
二、概念
盆地模拟（ ）：是石油地质学定量化 盆地模拟（Basin Modeling）：是石油地质学定量化 ）： 过程中现代地质理论与现代计算技术相结合的产物。其核 过程中现代地质理论与现代计算技术相结合的产物。 化学机理出发， 心是从石油天然气地质学的物理 化学机理出发，在时间和 空间域内定量恢复一个盆地和地区的历史发展过程， 空间域内定量恢复一个盆地和地区的历史发展过程，动态 再现油气的生成、运移、聚集、成藏规律。 再现油气的生成、运移、聚集、成藏规律。 属于边缘学科 运用多学科（ 边缘学科， 知识， 属于边缘学科，运用多学科（数、理、化、力）知识， 综合地质、地球物理、地球化学等各种资料，借助计算机才 综合地质、地球物理、地球化学等各种资料， 得以实现。 得以实现。
四、盆地模拟的发展动态
有两条主线：
（一）、理论方法 ）、理论方法 Pettijohn（1940s）：盆地分析 ）：盆地分析 （ ）：盆地分析——整体观 整体观 Potter& Pettijohn(1977)：古流体的作用 ： Mackenzie(1978)：盆地的地球物理模式 ：盆地的地球物理模式——盆地的形成 盆地的形成 机制（提出了拉张盆地的纯剪切模式） 定量动力学 机制（提出了拉张盆地的纯剪切模式）—定量动力学 Miall(1984)：盆地的充填和构造背景 ： Allen(1990)：以盆地定量动力学模型为核心，探讨形成机制 ：以盆地定量动力学模型为核心， Lerche(1990)：强调了盆地热研究的方法 ： Welte等(1997)：以石油与盆地演化为主线，将烃源岩演化 等 ：以石油与盆地演化为主线， 与油气运移有机结合起来。 与油气运移有机结合起来。 国内：近十年来有关运移模拟、石油地质定量化概念、 国内：近十年来有关运移模拟、石油地质定量化概念、排烃 门限控油、天然气运聚动平衡、 门限控油、天然气运聚动平衡、以及中国含油气盆地 分析的理论和方法逐步得以形成。 分析的理论和方法逐步得以形成。
①水动力发育过程影响因素众多，难以在一个模型系统中 水动力发育过程影响因素众多， 全部加以考虑； 全部加以考虑； 对油气运移机理的认识在某些方面尚存在一定争议， ②对油气运移机理的认识在某些方面尚存在一定争议，如 双相流的机制，岩石／ 双相流的机制，岩石／流体界面作用以及复杂剧目混合物 的热动力学特征等(B． 的热动力学特征等 ．Tissot，1987)； ， ； 地下流体渗流特征极为复杂，限于目前的技术条件， ②地下流体渗流特征极为复杂，限于目前的技术条件，三 维三相的水动力方程尚难以建立。 维三相的水动力方程尚难以建立。 因此，在目前的模拟中多采用简化了的模型， 因此，在目前的模拟中多采用简化了的模型，一般 采用孔隙中单相水流动的方式恢复古水动力， 采用孔隙中单相水流动的方式恢复古水动力，其中超压的 形成原因以压实作用为主，并尽可能兼顾其它因素， 形成原因以压实作用为主，并尽可能兼顾其它因素，同时 以二维剖面的模拟结果为依据，分析平面内油、 以二维剖面的模拟结果为依据，分析平面内油、气的运移 和聚集。国内外大量实践表明， 和聚集。国内外大量实践表明，这种做法在石油地质研究 精度范围内是可行的。 精度范围内是可行的。
结果分析
Y
完成 由此可见，盆地模拟是体现盆地分析系统、综合、 由此可见，盆地模拟是体现盆地分析系统、综合、 动态、定量的最好手段和研究方法。 动态、定量的最好手段和研究方法
数学模型由两部分构成：封闭方程组和定解条件。封 数学模型由两部分构成：封闭方程组和定解条件。 闭方程组由两部分构成：基本守恒方程和辅助方程， 闭方程组由两部分构成：基本守恒方程和辅助方程，定解 条件也由两部分构成：初始条件和边界条件( 条件也由两部分构成：初始条件和边界条件(对稳定问题 不需初始条件) 不需初始条件)。 数值模拟方法最根本的几步是建立数学模型、 数值模拟方法最根本的几步是建立数学模型、数学模 型离散化处理及数值解法编出程序在计算机上实现计算和 进行图形的处理。 进行图形的处理。 数值模拟软件系统一般地可划分为三个独立部分： 数值模拟软件系统一般地可划分为三个独立部分：输 入程序、输出程序和模拟程序． 入程序、输出程序和模拟程序．输入程序包含数字输入和 图形输入，输入数据的种类和数量越多， 图形输入，输入数据的种类和数量越多，模拟结果的精度 和可信度就越高。模拟程度是数值模拟系统的核心。而输 和可信度就越高。模拟程度是数值模拟系统的核心。 出程序包含数字输出和图形输出，其中图形输出是关键。 出程序包含数字输出和图形输出，其中图形输出是关键。 出图技术越高，图件精度越高，实用性越好。 出图技术越高，图件精度越高，实用性越好。
1、三维动态模拟系统 2、综合评价系统 3、目标评价系统（目标具体化） 目标评价系统（目标具体化）
《盆地模拟》主要参考文献
1、郭秋麟等编著，《盆地模拟原理方法》，石油工业社， 郭秋麟等编著， 盆地模拟原理方法》 石油工业社， 1998 李泰明编著， 石油地质过程定量研究概论》 2、李泰明编著，《石油地质过程定量研究概论》，石油 大学版， 大学版，1989 I，1990， Analysis： 3、Lerche I，1990，Basin Analysis：Quantitative Methods.Academic Press Inc 4.郝石生等 油气初次运移的模拟模型.石油学报,1994, 郝石生等, 4.郝石生等,油气初次运移的模拟模型.石油学报,1994, 15(2):2115(2):21-31 5.王震亮等 有效运聚通道的提出与确定初探. 王震亮等. 5.王震亮等.有效运聚通道的提出与确定初探.石油实验地 ,1999,21(1):71质,1999,21(1):71-75 6.王震亮等 沉积盆地地下古水动力场恢复(原理和方法). 王震亮等. 6.王震亮等.沉积盆地地下古水动力场恢复(原理和方法). 西北大学学报,1997,27(2):155 ,1997,27(2):155西北大学学报,1997,27(2):155-159 7.俞菊芬等 盆地分析数值模拟系统初探.石油勘探与开发， 俞菊芬等. 7.俞菊芬等.盆地分析数值模拟系统初探.石油勘探与开发， 1990， :211990，6期:21-28
胜利油田： 合作， 胜利油田：与Yukler合作，最早将盆模应用于资源评价； 合作 最早将盆模应用于资源评价； 北京勘探院石广仁等： 特色是平衡剖面、 北京勘探院石广仁等：BASIMS特色是平衡剖面、平面 特色是平衡剖面 油气运聚和综合评价； 油气运聚和综合评价； 石油大学郝石生等：改进了排烃模型； 石油大学郝石生等：改进了排烃模型； 中国地质大学陶一川等：异常地层压力数学模型； 中国地质大学陶一川等：异常地层压力数学模型； 西北大学：将水动力模拟与油气运聚历史的结合。 西北大学：将水动力模拟与油气运聚历史的结合。 总的看来，目前在盆模中有关构造和地层埋藏史、 总的看来，目前在盆模中有关构造和地层埋藏史、 热史及生烃史等的恢复技术进展较快，已基本成熟， 热史及生烃史等的恢复技术进展较快，已基本成熟， 而在古水动力发育史和油气运聚史方面因难度太大， 而在古水动力发育史和油气运聚史方面因难度太大， 进展缓慢，而成为其中的薄弱环节，主要因为： 进展缓慢，而成为其中的薄弱环节，主要因为：
《盆地数值模拟》教学内容 盆地数值模拟》
王震亮
可分为三部分： 可分为三部分： 一、总论 ——概念、一般过程、发展现状 概念、 概念 一般过程、 二、模型的提出 ——地层埋藏史、地热史、生烃史、 地层埋藏史、 地层埋藏史 地热史、生烃史、 水动力发育史、排烃史、 水动力发育史、排烃史、油气运聚史 三、模型的求解 ——求解方法、边界与初始条件、参数 求解方法、 求解方法 边界与初始条件、 选取、误差分析、 选取、误差分析、实例介绍
（二）、盆模软件系统化 ）、盆模软件系统化 Tissot(1969)：化学动力学 生油气量的数学模型； 生油气量的数学模型； ：化学动力学—生油气量的数学模型 Yukler(1978)：一维盆地模拟系统 ：一维盆地模拟系统PetroMod； ； 法石油研究院Ungerer等（1984-1990）： ）：Temispack模型 法石油研究院 等 ）： 模型 综合了压实、水力裂缝、流体流动、热传导和油气生、运 综合了压实、水力裂缝、流体流动、热传导和油气生、 个模块； 等5个模块； 个模块 美南卡大学Lerch等 二维盆地分析模型对油气生成速率、 美南卡大学Lerch等：二维盆地分析模型对油气生成速率、 运移方式、饱和度变化及孔、 运移方式、饱和度变化及孔、温、熟、压等参数给出了 地史概念； 地史概念； 英BP公司模拟系统在运移相态处理方面具独到之处； 公司模拟系统在运移相态处理方面具独到之处； 公司模拟系统在运移相态处理方面具独到之处 公司N. 美Arco公司 C. Dutta：低渗孔隙介质中的流体流动； 公司 ：低渗孔隙介质中的流体流动； 公司BasinMod特色在于层序地层学和 美Platte River公司 公司 特色在于层序地层学和 油气的平面运聚模拟； 油气的平面运聚模拟；
三、盆地模拟的一般过程
盆地分析 地质-物理模型 数学建模 计算模型
N
地层、沉积体系、 地层、沉积体系、构造样 水动力类型、热状态、 式、水动力类型、热状态、 烃源岩类型等 地层格架、孔隙度-深度 深度、 地层格架、孔隙度 深度、 构造运动、烃源岩热演化、 构造运动、烃源岩热演化、 已知油气分布等规律 将各种地质规律用数学表达式 写为时间和三维空Байду номын сангаас的函数 将连续时、空离散化，选择合 将连续时、空离散化， 适的计算方法和地质参数， 适的计算方法和地质参数，编 程实现 是否符合已有地质事实
盆地“五史” 盆地“五史”模拟的内容和方法
模型 模拟内容
沉降史 埋藏史 构造演化史
模拟方法
地壳均衡法 挠曲均衡法 回剥法 回剥与超压结合 平衡剖面法 构造热演化法 古地温计法： 古地温计法 ： R o /裂变径迹法 /裂变径迹法 /粘土矿物法 /粘土矿物法 结合法 计算方法： Ro 计算方法 ： 最大温度法 / Ro-TTI 法 化学动力学法 热解法 压实排烃法 微裂缝排烃法 扩散排烃法 流体势分析 运移量、 散失量计算 运移量 、 数值， 数值 ， 模拟法
第一章 概述
研究意义 概念 盆地模拟的一般过程 盆地模拟的发展动态
第一章
一、研究意义
概述
国家储委规定： 国家储委规定：以后凡上报一个盆地或地区的油气资 源量必须进行盆地模拟工作。 源量必须进行盆地模拟工作。盆地模拟越来越成为油气资源 定量评价的有效工具。 定量评价的有效工具。 同时也是恢复地质演化历史的一个有效手段。 同时也是恢复地质演化历史的一个有效手段。
地史
热史
热流史 古地温史
生烃史
有机质热演化史 生烃时间 生烃量 排烃时间 排烃量 运移方向 运移时间 聚集强度和区域
排烃史
运聚史
展望：盆地模拟技术的发展受制于地质学家对
盆地成因机制、石油地质机理认识程度，也受 盆地成因机制、石油地质机理认识程度， 控于计算机技术的发展水平，预计盆模将向以 控于计算机技术的发展水平， 下三个方向发展： 下三个方向发展：