油气成藏动力学系统研究综述

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  摘 要:油气成藏动力学系统研究是目前石油地质邻域的研究热点、难点。本文在查阅大量国内外文献的基础上,较为全面地总结了油气成藏动力学系统的概念提出过程,类型划分,主要研究内容及其研究现状。主要从盆地动力学、流体输导系统、流体动力学、排烃动力学和油气充注历史分析五方面内容作了分别论述。最后,就油气成藏动力学系统研究的主要技术――盆地模拟技术,指出其发展趋势。
  关键字:成藏动力学系统 流体输导系统液体动力学 充注历史
  目前,随着勘探开发的逐渐深入,对油藏地质研究的要求也越来越高。这就将油气成藏动力学系统研究提上了工作日程,用以揭示油气藏形成机理,建立油气藏形成模式,由过去单一静态的定性研究方法转向整体、全面、综合、动态分析的系统性研究,建立定量化研究体制,着重机理性研究,为油气勘探开发提供一套新的油气藏研究与预测方法。
  一、概念的提出
  油气成藏动力学系统研究即从有关成藏动力条件和油气藏成因的动态机制角度来探讨油气形成和分布规律的研究。它是从含油气系统发展而来,许多石油地质专家都对此提出了自己的观点。
  二、特点及其类型划分
  1.特点
  油气成藏动力学系统是从盆地发育的动力学背景、构造、沉积动态演化与油气的形成、运聚的动力学系统角度,研究油气成藏与分布规律的一项系统性工程。我国学者适时地提出了符合我国基本地质状况的油气成藏动力学系统。它弥补了含油气系统本身存在的一些缺陷,更强调油气生成、运移和聚集的动力学过程与机理。
  2.类型划分
  李筱瑾[1]认为地球深部动力学过程控制的盆地构造-沉积旋回是划分成藏动力学系统的基础,根据动力学特征或封闭条件将成藏动力学系统可以划分为开放型、封闭型、半封闭型;根据压力特征,可分为超压成藏动力学系统、常压成藏动力学系统和低(负)压成藏动力学系统;根据油源特征,又可划分为自源成藏动力学系统、它源成藏动力学系统和混源成藏动力学系统。
  赵靖舟[2]等将成藏动力系统依据压力系统、成藏性质、油气藏相态类型、运移方式、流体势、运移动力(或成藏动力) 和沉积相等,总结出10多种划分方法。
  三、主要研究内容
  油气成藏动力学系统研究要求运用系统、动态、宏微观相结合、定量研究的思路进行研究(图1)。
  1.盆地(充填)动力学
  盆地动力学研究旨在通过反映盆地动力过程的参数,阐明各种盆地动力学控制因素的联合、复合作用以及演化中的过程序列,了解盆地的演化与发生在地球深部,以达到认识盆地成因,揭示其全部演化历史的动力学过程的目的。
  2.流体输导系统
  近年来储层精细描述和储层中可动用油的研究推动了流体输导系统三维和四维模拟技术的发展[3]。流体输导系统的三维和四维监控和模拟技术为准确地预测储层中的剩余油提供了有效的方法、技术。
  3.流体动力学与成烃动力学
  宏观流体动力学研究是当前油气成藏动力学系统研究的重要突破点。在流体动力学中,热力、地应力、水动力和浮力的水动力学机制研究进展迅速,流体势的研究比较成熟。
  根据温度与时间的相互补偿原则,成烃热模拟和化学反应动力学模型计算对大多数典型烃源岩干酪根的成烃研究有了很大发展。
  4.排烃动力学
  现在应用最多的模型是压实排烃模型和超压排烃模型。这两个模型将排烃过程与成岩过程有机地联系起来,较好地描述了压力与油气排出的动力和通道之间的内在联系。
  5.充注历史分析
  油藏充注历史研究是根据流体非均质判断油气运移的通道方向、推断油气充注的时间。20世纪90年代的研究证明,很多油气藏特别是与断层和超压有关的油气藏的充注是幕式的,大型油气藏可在相对较短的地质时间内形成,反映了不同地质条件下油气的主通道运移。
  四、 盆地模拟技术及发展趋势
  盆地模拟技术是通过计算机把地质、地球物理、地球化学、地球热力-动力学、地质流体动力学等学科结合起来,从动态的角度来认识盆地的形成、演化及油气生成、运移聚集史。未来盆地模拟技术的发展方向是以油气成藏动力学系统模拟为核心的地质家综合应用平台。力求使盆地模拟定量化、动态化和可视化,以达到全面评价盆地、区带、目标的目的。尤其是要加强输导体系的模拟,初步建立起四维模型。
  总而言之,油气成藏动力学系统研究的理论与方法体系都在不断地完善当中。由于综合、涵盖了地质与非地质的众多学科,又有近代计算数学和物理化学、计算机和测试技术的支持,油气成藏动力学系统研究的发展前景非常远大。
  参考文献:
  [1] 李筱瑾,濟阳坳陷浊积岩含油气系统与成藏动力学-兼论复式油气区多含油气系统剖析.北京:地震出版社.1999,101~110.
  [2] 赵靖舟,时保宏,罗继红.论成藏动力系统的划分方法[J].天然气地球科学.2003, 14(6):430~434.
  [3] Burley S D,Clarke S,Dodds A,et a1.New insights on petroleum migration from the application of 4D basin modeling in oil and gas exploration[J].Journal of Geochemical Exploration,2000,69-70:465~470
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