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基于成因法评价油气资源:全油气系统理论和新一代盆地模拟技术

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石油学报 2023年第9期44卷 1399-1416页

作者：贾承造庞雄奇郭秋麟陈掌星王飞宇刘国勇高永进施砍园姜福杰姜林油气资源与工程全国重点实验室中国石油大学(北京)北京102249 中国石油天然气集团有限公司北京100724 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油勘探开发研究院北京100083 卡尔加里大学化学与石油工程系加拿大卡尔加里T2N1N4 中国石油新疆油田公司新疆克拉玛依834000 中国地质调查局油气资源调查中心北京100083

以盆地模拟为核心内容的成因法在勘探生产中得到广泛应用。中国的盆地模拟理论研究走在世界前列,但应用软件研发落后于世界其他国家。中国市场上的39种盆地模拟应用软件或算法中有75%来自国外公司,而国际市场上流行的盆地模拟软件,100%... 详细信息

以盆地模拟为核心内容的成因法在勘探生产中得到广泛应用。中国的盆地模拟理论研究走在世界前列,但应用软件研发落后于世界其他国家。中国市场上的39种盆地模拟应用软件或算法中有75%来自国外公司,而国际市场上流行的盆地模拟软件,100%出自国外公司。盆地模拟研究目前面临的主要挑战是早前普遍应用的经典油气系统理论不能有效适用于非常规油气资源评价。采用全油气系统理论可以应对当前挑战:首先,基于全油气理论阐述了常规和非常规油气资源联合共存的基本特征、成因机制和分布规律,为常规和非常规油气资源预测评价提供了理论和方法指导;其次,通过建立常规和非常规油气藏的联合成因模式,确立了生烃总量与油气资源量之间的物质平衡关系,研发了常规油气、致密油气和页岩油气3类资源的预测评价关键技术;然后,建立了全油气系统生烃总量等与其演化产物之间的5组物质平衡方程,分析了原始烃量比率、运聚系数、可动烃比率、采收率等关键地质参数,提出了研发3类12项盆地模拟关键技术。基于全油气系统理论和现代信息技术来构建新一代盆地模拟系统,有望实现油气资源评价定量化、自动化和智能化,使油气资源总量提高5~8倍,预测评价资源的深度增大3倍以上,预测评价资源结果的可靠性大幅提升,并解决目前面临的卡脖子难题。

关键词：全油气系统盆地模拟成因法油气资源评价油气动力场

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塔里木盆地寒武系超深层含油气系统盆地模拟

石油学报 2022年第6期43卷 804-815页

作者：李斌张欣郭强吕海涛杨素举徐勤琪彭军西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司勘探开发研究院新疆乌鲁木齐830011

针对塔里木盆地寒武系超深层含油气系统复杂的成藏特征,采用动力学模拟技术探讨了寒武系“源-圈-藏”的演化过程,揭示了超深层含油气系统油气“生成-运移-聚集-调整”的演化历史。塔里木盆地台盆区烃源岩的生烃史模拟显示:下寒武统烃源... 详细信息

针对塔里木盆地寒武系超深层含油气系统复杂的成藏特征,采用动力学模拟技术探讨了寒武系“源-圈-藏”的演化过程,揭示了超深层含油气系统油气“生成-运移-聚集-调整”的演化历史。塔里木盆地台盆区烃源岩的生烃史模拟显示:下寒武统烃源岩的热演化存在4个关键时刻,分别为加里东中期、加里东晚期—海西早期、海西晚期、喜马拉雅晚期;发育3种热演化模式,即盆地坳陷区持续热演化模式、盆地斜坡区接力热演化模式和盆地周缘山前带快速热演化模式。烃源岩的成熟度恢复显示:塔北斜坡带、顺托果勒低隆起和麦盖提斜坡带烃源岩的整体成熟度低于2%,处于高成熟阶段,目前仍然具有较好的生烃潜力。超深层含油气系统的混合流模拟表明:加里东期和海西期断裂对塔里木盆地原生油气藏的运聚较为重要,而喜马拉雅期断裂对次生油气藏的运聚影响较大。塔里木盆地台盆区寒武系上、下两套含油气系统流体的流线变化和运聚趋势具有明显的继承性,隆起带和斜坡区的优势运移通道是油气运聚的有利区,其中,卡塔克隆起和巴楚隆起西侧具有多源充注汇聚的特征,巴楚隆起东侧和塔北隆起受单一含油气系统持续充注,是较有利的油气富集区。盆地模拟对塔里木盆地超深层含油气系统的研究具有一定的参考价值,值得进一步探讨完善。

关键词：含油气系统油气运聚超深层盆地模拟寒武系塔里木盆地

基于盆地模拟的断盖配置研究——以塔里木盆地玉北地区奥陶系油气藏为例

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天然气地球科学 2023年第5期34卷 749-762页

作者：李斌张鑫吕海涛杨素举徐勤琪西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 中国石化西北油田分公司勘探开发研究院新疆乌鲁木齐830011

断裂和盖层的相互配置是控制塔里木盆地西部玉北构造带深层油气富集的关键。首次采用盆地模拟的手段探讨了玉北深层油气断盖要素的不同配置关系及其对奥陶系油气富集的影响。对烃源岩热演化历史模拟显示该区下寒武统烃源岩从加里东晚期... 详细信息

断裂和盖层的相互配置是控制塔里木盆地西部玉北构造带深层油气富集的关键。首次采用盆地模拟的手段探讨了玉北深层油气断盖要素的不同配置关系及其对奥陶系油气富集的影响。对烃源岩热演化历史模拟显示该区下寒武统烃源岩从加里东晚期到燕山期一直处于成熟阶段,喜马拉雅期进入高成熟阶段,现今仍然具备较好的生烃潜力。断膏配置类型的动态模拟表明断裂和膏岩的相互作用是控制玉北深层盐上和盐下油气系统分布的关键因素,深层断裂的结构特征比侧向封堵性对油气运移影响更大。不同断盖组合控制了奥陶系油气的富集程度,其中未断穿型和弱断穿型断盖组合最有利,喜马拉雅期圈闭的保存条件对晚期次生油气藏的形成意义较大。综合认为玉北地区奥陶系发育“长期生油、断膏控注、断盖控聚”的成藏特征,基底卷入断裂和逆冲走滑的拼接程度是评价盐下油气富集的重要因素。论文采用的动态正演模拟方法为玉北地区及台盆区深层断控油气富集规律研究提供了新的思路和借鉴。

关键词：盆地模拟断盖配置奥陶系油藏玉北地区塔里木盆地

台湾海岸山脉同造山盆地古热流值的估算:基于镜质体反射率约束下的一维盆地模拟

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大地构造与成矿学 2023年第4期47卷 750-762页

作者：赵武单业华胡斯敏郑剑中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院地球科学研究院北京100029

台湾东部海岸山脉上新世‒更新世同造山盆地记录了北吕宋岛弧与欧亚板块之间的斜向碰撞过程。目前关于该盆地的构造属性存在着两种绝然不同的认识,即“热”的弧前盆地和“冷”的碰撞盆地。本文采集了海岸山脉南部泰源向斜西翼更新统八里... 详细信息

台湾东部海岸山脉上新世‒更新世同造山盆地记录了北吕宋岛弧与欧亚板块之间的斜向碰撞过程。目前关于该盆地的构造属性存在着两种绝然不同的认识,即“热”的弧前盆地和“冷”的碰撞盆地。本文采集了海岸山脉南部泰源向斜西翼更新统八里湾组泥岩样品,测量了其有机质的镜质体反射率(Ro)。Ro测量值的最小值、最大值和平均值与相对埋深之间的相关系数分别是0.76、0.43和0.67,反映出样品中同生镜质体在数量上远超过原生镜质体。由于同生镜质体和原生镜质体无法简单区分,本文将最小值和平均值分别作为原生镜质体平均镜质体反射率的下界和上界,采用一维盆地模拟技术计算出在给定剥蚀厚度和热流值的范围下的理论镜质体反射率。通过对比理论和实测镜质体反射率,我们发现:①八里湾组所有地层段与中段、上段在镜质体反射率(Ro)的偏差上具有不同的特征,意味着在中段开始沉积时下段卷入到褶皱冲断带中;②对于上段获得盆地剥蚀厚度解的下限是3.2~4.8 km,对应的热流值小于0.68~1.00 HFU(36.84~41.87 mW/m^(2)),表明同造山盆地是一个“冷盆”。

关键词：同造山盆地盆地模拟镜质体反射率古热流

孔隙演化定量分析及在盆地模拟中的应用——以鄂尔多斯盆地合水地区长8油层为例

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西北大学学报:自然科学版 2023年第5期53卷 843-856页

作者：尚婷王斌杨庆坤楚美娟康锐张晓磊白嫦娥咸阳师范学院地理与环境学院陕西咸阳712000 江西省数字国土重点实验室江西南昌330013 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院陕西西安710018 东华理工大学地球科学学院江西南昌330013

以鄂尔多斯盆地合水地区三叠系延长组长8段为研究对象,通过岩心观察和薄片鉴定分析,结合物性分析等方法,对研究区的岩石学特征、物性特征、成岩作用和成岩序列进行系统研究,并进一步对储层孔隙演化进行定量分析,最后利用定量的孔隙演化... 详细信息

以鄂尔多斯盆地合水地区三叠系延长组长8段为研究对象,通过岩心观察和薄片鉴定分析,结合物性分析等方法,对研究区的岩石学特征、物性特征、成岩作用和成岩序列进行系统研究,并进一步对储层孔隙演化进行定量分析,最后利用定量的孔隙演化结果进行油气运聚模拟恢复。研究表明,研究区储层岩性为粉砂岩夹泥岩或泥质粉砂岩,具有典型的低孔、低渗特征;在成岩作用特征和成岩史研究的基础上,依据大量的统计资料,并以现今孔隙度作为约束条件,定量恢复出了成岩期的孔隙演化过程,综合所得的孔隙演化的定量模拟结果与实际地质情况较为吻合;利用定量化的孔隙演化结果,运用PetroMod软件进行油气运聚模拟恢复,得出盆地石油充注开始于晚侏罗世(J_(3))末期,生排烃和聚集量均达到峰值出现于早白垩世(K_(1))末期,到白垩世末期时仍具有较高的聚集量,聚集量显著减少为现今阶段。同时,将该研究模型与实际钻探成果相叠加,对模拟结果进行检验,结果合理,可将其推广应用到同类型其他油田中,对进一步勘探开发提供一定借鉴。

关键词：鄂尔多斯盆地合水地区成岩作用孔隙演化盆地模拟

塔里木盆地顺南1井和顺南4井油气相态演化的数值模拟与预测

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石油与天然气地质 2023年第1期44卷 138-149页

作者：黄越义廖玉宏陈承声史树勇王云鹏彭平安中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049

塔里木盆地顺南1井和顺南4井位置相近且地质背景相似,埋藏史、热演化史和压力史也基本相似,显示两井的原油都曾遭受过严重的热裂解,但油气相态差异显著,顺南1井为凝析气藏伴生凝析油,顺南4井为典型干气藏。顺南1井和顺南4井的油气相态... 详细信息

塔里木盆地顺南1井和顺南4井位置相近且地质背景相似,埋藏史、热演化史和压力史也基本相似,显示两井的原油都曾遭受过严重的热裂解,但油气相态差异显著,顺南1井为凝析气藏伴生凝析油,顺南4井为典型干气藏。顺南1井和顺南4井的油气相态演化过程以及导致这种相态差异的原因尚待解析。结合原油的黄金管封闭体系热模拟实验数据与实际地质背景资料,利用PetroMod软件和PVTsim软件完成了塔里木盆地顺南1井和顺南4井油气相态演化的数值模拟和预测,并与现今烃流体的组成和相态进行了比较。研究结果表明:顺南1井鹰山组油气藏在34 Ma由液相进入凝析气相,直到现今仍保持凝析气相,其凝析油正构烷烃摩尔浓度与碳数成非常好的线性关系,指示其未曾受气侵、蒸发分馏或多期充注等的影响;而顺南4井鹰山组油气藏在49 Ma由液相进入凝析气相,并很可能在22~10 Ma(中新世)遭受了来自寒武系烃源岩的过成熟干气的气侵作用;气侵通道应该为顺南地区发育的多条北东向断裂,气侵强度由东向西逐渐减弱,到顺南1井所在区域时已无明显气侵作用,这是顺南1井和顺南4井在组分和相态上存在明显差异的主要原因。

关键词：气侵作用盆地模拟 PVTsim软件油气相态原油油气藏顺南地区塔里木盆地

柴达木盆地一里坪地区新近系盆地模拟及有利区预测

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岩性油气藏 2021年第3期33卷 74-84页

作者：冯德浩刘成林田继先太万雪李培曾旭卢振东郭轩豪中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国石油勘探开发研究院河北廊坊065007 西安石油大学地球科学与工程学院西安710065

柴达木盆地一里坪地区新近系天然气资源潜力较大。为了评价一里坪地区天然气资源潜力和风险勘探选区,开展了盆地与含气系统模拟研究,明确了其烃源岩热演化史、主要生气凹陷以及有利运聚方向。结果表明:①一里坪地区新近系烃源岩有机质丰... 详细信息

柴达木盆地一里坪地区新近系天然气资源潜力较大。为了评价一里坪地区天然气资源潜力和风险勘探选区,开展了盆地与含气系统模拟研究,明确了其烃源岩热演化史、主要生气凹陷以及有利运聚方向。结果表明:①一里坪地区新近系烃源岩有机质丰度(TOC质量分数为0.2%~1.0%)与柴西地区相当,具备较好的生烃潜力,有机质类型为Ⅱ_(2)—Ⅲ型,以生气为主。②研究区下油砂山组(N_(2)^(1))和上油砂山组(N_(2)^(2))烃源岩开始大量生烃的关键时期分别为中新世末期和上新世末期,狮子沟组(N_(2)^(3))烃源岩至今处于未成熟—低成熟阶段。③研究区主力气源岩为下油砂山组(N_(2)^(1))烃源岩,主要生气时期为七个泉组(Q_(1+2))沉积时期;2个主要生气中心分别为碱石山—红三旱四号构造北部和船形丘东北部—台南。(4)红三旱三号—红三旱四号构造、鄂博梁Ⅲ号—鸭湖—台吉乃尔构造和台南—涩北构造均为天然气聚集的有利区。该研究成果为一里坪地区新近系天然气勘探指明了方向。

关键词：烃源岩生烃动力学含气系统盆地模拟新近系一里坪地区柴达木盆地

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盆地模拟相同层位不同地质事件处理方法

科学技术创新 2023年第5期 28-32页

作者：彭成中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京

在盆地模拟中,同一地质层位的不同区域可能有不同的沉积类型。为实现不同区域地质事件类别不同情况下的盆地模拟计算,提出了基于区域分块的处理方法。首先将含有不同地质事件的不同区域进行分块,每个块单独设置地质事件,然后在盆地模拟... 详细信息

在盆地模拟中,同一地质层位的不同区域可能有不同的沉积类型。为实现不同区域地质事件类别不同情况下的盆地模拟计算,提出了基于区域分块的处理方法。首先将含有不同地质事件的不同区域进行分块,每个块单独设置地质事件,然后在盆地模拟过程中分块模拟,并在需要合并起来计算的步骤中进行合并,最终完成整体的盆地模拟流程。研究方法一方面保证了盆地的整体意义,另一方面实现了地质层位各个不同地质事件区域准确的模拟计算结果,解决了同一层位不同地质事件这一问题。

关键词：盆地模拟地质层位分块模拟局部剥蚀不同地质事件

盆地模拟技术研究Aryskum凹陷侏罗系油气藏生烃史

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计算机与应用化学 2014年第6期31卷 648-654页

作者：乔彦国李瑞左毅王桂芳成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059 成都理工大学地球物理学院四川成都610059 中国石油吐哈油田勘探开发研究院海外研究中心新疆维吾尔自治区哈密839000

盆地模拟技术是以系石油地质机理为建模基础,将复杂的石油地质过程模型化、定量化,实现盆地三维动态分析模拟的方法.随着南图尔盖盆地侏罗系油气藏勘探工作的深入,有必要对侏罗系烃源岩生、排烃史、充注期次、运聚方向以及与各期圈闭的... 详细信息

盆地模拟技术是以系石油地质机理为建模基础,将复杂的石油地质过程模型化、定量化,实现盆地三维动态分析模拟的方法.随着南图尔盖盆地侏罗系油气藏勘探工作的深入,有必要对侏罗系烃源岩生、排烃史、充注期次、运聚方向以及与各期圈闭的匹配关系进行解析.本次研究在油气地质综合研究和油气分析测试资料基础上,借助盆地模拟技术对油气藏热史、生排烃史等过程进行模拟,研究凹陷不同构造部位烃源岩生排烃门限以及不同排烃期次对油气成藏的贡献.油气盆地数值模拟是基于石油地质机理定量模拟坳陷地史、热史、生排烃史的技术,广泛应用于沉积演化、古地温、成熟度、油气生成过程模拟等方面,其研究过程包括：（1）建立地质模型,包括沉积特征、埋藏沉积规律等;（2）研究盆地地层经历的温度的演化;（3）模拟烃源岩生油生气过程,即生烃史模拟;（4）对烃源的排烃历史进行研究,包括油气运移和聚集等.研究结果表明,研究区侏罗系干酪根主要为腐泥-腐殖型、腐殖型,源岩总体处在未熟～成熟阶段.研究区的地温梯度均呈渐增趋势,侏罗纪时约为2.5℃/100 m左右,至现今为3.0℃/1 00m左右.研究区抬升前到达成熟的门限最大古埋深大致为2450 m-2500m,到达大量生排烃的门限深度大致为2800m.生烃总体表现为两期,前期规模远大于后期.

关键词：盆地模拟生烃史热史