油气成藏动力学.ppt

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1、油气成藏动力学,动力学方法的现代概念,Dynamicgeology-a general term for the branch of geology that deals with the causes and processes of geologic phenomena.地球动力学研究地质现象发生、发展的成因机制和演化过程的地质学科的统称发展方向定量方法的应用现代动力学研究定量地研究地质现象发生、发展的成因机制和演化过程,油气成藏,在地质历史时期，油气是如何、在何处聚集成藏的？至今是否仍然存在？,石油地质学研究的核心问题,什么是油气成藏动力学？,油气成藏理论研究的发展阶段,早期成藏理论探索

2、阶段 系统的油气成藏理论形成阶段 油气成藏动力学定量分析阶段,油气成藏理论研究的发展阶段,早期成藏理论探索阶段（19世纪末至20世纪50年代初）,1861亨特提出早期背斜学说1910建立了比较完善的油气藏形成背斜学说1930形成了“非背斜圈闭理论”1953Hubbert完整提出了流体势的概念浮力、水动力和毛细管力被确定为成藏过程中影响油气运移聚集的主控因素,油气成藏过程被看作为动力学过程,油气成藏理论研究的发展阶段,系统的油气成藏理论形成阶段（50年代中期至70年代末）,1960 各种油气成因学说并驾齐驱19601970 干酪根降解成烃现象的发现，陆相成油理论1971Tissot&Pelet系

3、统地总结有机晚期成油学说。油气初次运移机理（相态、动力、阻力、运移通道、力向、距离、时间）二次运移和聚集机理（相态、动力、阻力、运移通道、力向、距离、时间）由此，系统地提出油气成藏的基本要素：烃源岩、储集层、盖层、排烃、运移、圈闭、保存条件，以及盆地的形成演化对油气成藏过程的控制。,油气成藏理论研究的发展阶段,油气成藏动力学定量分析阶段（80年代初期至今）,1972Welte提出数值盆地模型的概念和软件1984IFP商业的盆模软件TemisPack的推出1989挪威盆地模型国际会议1990Allen&Allen出版盆地分析、England等提出流体势的新概念并讨论油气运聚的特征1994Mago

4、on&Dow提出含油气系统的概念体系、划分和命名原则、Ortoleva等压力封存箱1996田世澄等，提出油气成藏系统的概念2002张厚福&方潮亮、杨甲明等提出油气成藏动力学的概念,动力学定量分析,油气成藏理论研究的发展阶段,油气成藏动力学定量分析阶段（80年代初期至今）,以盆地分析、盆地模型及油源地球化学指标对比为主要方法的成藏机理盆地动力学研究阶段以含油气系统方法为指导的从系统论角度综合研究油气成藏过程的系统分析阶段以定量成藏动力学为目标的探索阶段,石油地质学（Petroleum Geology）,石油地质学是关于石油、天然气等有机流体矿产的生成、运移、聚集和保存条件在沉积盆地内发生、发展、

5、演化的科学。石油地质学研究的在主要内容包括油气的生成、储集（输导）、盖层、运移、圈闭、保存等诸方面的原理和研究方法。石油地质学的研究内容和方法随科学的进步和人们对于油气地质条件的认识而发展。,含油气系统（Petroleum System）,定义沉积盆地内的自然系统，其中包含有活跃的生烃凹陷、所有与其有关的油气及形成油气藏所必须的地质要素及作用。结构组成地质要素包括源岩、储集岩、盖层、上覆岩层；地质作用包括圈闭形成,烃类生成、运移和聚集。系统边界成熟烃源岩区及来自该源岩的最远的常规和非常规油气藏。研究方法四图一表：关键时刻埋藏史曲线图，有效烃源岩区域平面展布图，有效烃源岩空间展布图，基本要素和作

6、用发生时间的事件图，含油气系统一览表,一个油气成藏流体动力系统是由固体格架和其中的流体(油、气、水)组成的一个统一整体,它具有特定的功能和相对稳定的边界,其中的流体构成一个流动单元,受控于一个统一的压力系统。并可提出重力驱动型、压实驱动型、流体封存型和滞流型流体动力系统类型的划分方案。-康永尚&郭黔杰，1998,成藏动力学是综合利用地质、地球物理、地球化学手段和计算机模拟技术，在盆地演化历史中和输导格架下，通过能量场演化及其控制的化学动力学、流体动力学和运动学过程分析，研究盆地油气形成、演化和运移过程及聚集规律的综合学科。-郝芳等，2000,什么是成藏动力学?,成藏动力学就是以地球动力学为基础

7、，以油气运聚的动力学系统和过程为核心，把油气的生、储、运、聚、散连结成为一个统一的整体，探讨盆地油气的生成、运移、聚集和分布规律，进而指导油气勘探的一门科学。-褚庆忠&张树林，2002,成藏动力学以地球动力学为基础,以油气运移聚集的动力学系统和过程为核心。把油气的生、储、运、聚、散连结成为一个统一的整体,探讨盆地油气生成、运移、聚集和分布的规律,从而指导油气勘探工作”。-田世澄等，1996,以盆地为背景，以油气为对象，以油气系统为单元，研究油气生成、运移、聚集、保存的成藏动力学过程及控制因素的学科。-张厚福&方潮亮，2002,什么是成藏动力学?,油气成藏动力学研究是指在某一特定的地质单元内，在

8、相应的烃源体和流体输导体系发育的格架下，通过对温度、压力(势)、应力、含烃流体等各种物理、化学场的综合定量研究，在古构造发育的背景上历史再现油气生、排、运、聚乃至成藏全过程的多学科综合研究，其目的是由油气成藏的动力学机理出发，进行区带和勘探目标的评价，并形成一套可操作的工作方法。-杨甲明等，2002,关于成藏动力学的疑问,为什么国外学者未明确提出成藏动力学的概念和研究体系？为什么我国学者热衷于成藏动力学的讨论，但每个人提出的成藏动力学的概念和内涵都如此不同？到底什么是油气成藏动力学？,油气勘探研究中三种不同工作方法的比较,据杨甲明等，2002,提出成藏动力学的理由,含油气系统研究方法的局限性

9、强调有效源岩体和油气藏等要素及其之间的成因关系,而对成藏动力学过程分析不够含油气系统模拟的系统概念不强,地质分析基础不够扎实 中国含油气盆地的特殊性陆相盆地分割性强，沉积岩相变化快、地层分布复杂叠合盆地多期演化、多期活动、多套烃源岩、多期成藏、多次破坏、多次成藏含油气系统概念和方法在中国含油气盆地内应用的庸俗化石油地质研究发展的必然性定量地球化学手段的实现计算机模拟技术的进步盆地流体动力学的发展,中国叠合盆地的复杂性,中国叠合盆地：经历了多期构造变格，由多个单型盆地经多方位叠加复合而形成的具有复杂结构的盆地。金之钧&王清晨，2002 叠合在时间上可以是多期的，在空间上可以是多方位的，形成单型盆

10、地（如克拉通盆地，拉张盆地，挤压盆地）之间复杂多样的叠合关系。盆地的叠合导致了组成叠合盆地的各含油气系统的复合，分叉甚至混合，形成复杂的油气成藏、调整过程及油气分布特征。,中国典型叠合盆地基本类型 据何登发2004,1、叠合盆地的多旋回演化 不同时期发育的不同类型的盆地相互叠置,中国叠合盆地的复杂性,黄骅地区构造层、盆地类型和主要构造事件一浏表,a、复合不整合面 由多个不同时期的不整合面相互叠加合并所形成的不整合面称为复合不整合面。,塔里木盆地复合不整合面实例,中国叠合盆地的复杂性,2、多种类型的叠置地质结构,中国叠合盆地的复杂性,2、多种类型的叠置地质结构,b、叠置潜山,千米桥叠置潜山剖面图

11、（杨池银，2003）,中国叠合盆地的复杂性,2、多种类型的叠置地质结构,c、叠置的断裂-不整合复杂系统,塔里木盆地南部桑株地区复杂叠置的断裂-不整合系统,中国叠合盆地的复杂性,2、多种类型的叠置地质结构,d、盆地不同部分不同的构造格局,鄂尔多斯构造剖面图,西部冲断褶皱变形、中北部构造平缓，深部拉张裂陷变形叠加复合,1、多层段多期生排烃多期运聚散,塔里木盆地类型油气成藏特征简表(周兴熙，2003),中国叠合盆地的油气地质特征,2、多来源多阶段混合成藏,中国叠合盆地的油气地质特征,塔里木盆地烃源灶、油气系统分布略图（周兴熙，2000）,3、多区带多旋回改造调整,中国叠合盆地的油气地质特征,库车前陆

12、坳陷油气运聚与分布图（汤良杰，2000）,准南缘中段油气成藏模式,3、多区带多旋回改造调整,中国叠合盆地的油气地质特征,柴达木盆地南八仙油气藏的形成、改造和调整,3、多区带多旋回改造调整,中国叠合盆地的油气地质特征,南八仙构造演化与油气成藏图,南八仙油气藏油气成藏史恢复图,4、油气藏分布预测困难,中国叠合盆地的油气地质特征,1 叠合盆地多旋回构造演化形成复杂多变的叠置地质结构、复合不整面、复杂的断裂系统、多样化的复杂构造变形样式、多种类型沉积体系的地质特征；2 多源、多灶、多期成藏、多次调整、多个含油气系统的串通、混合、叠置、复合、交叉，决定了油气藏分布的复杂性和多样性。3 叠合盆地油气分布受

13、多种地质因素联合控制和影响，包括隆起或潜山，成藏期烃源灶、区域盖层、岩性岩相、不整合面及断裂带等，不同时期不同地质条件（背景）下控制油气藏分布的主要地质因素及其组合（联合）控制作用差异很大。4 理论研究和勘探实践均表明，目前的油气地质理论，包括源控论、复式油气聚集理论、含油气系统理论等，均不能有效地预测油气藏分布，进而不能有效地指导叠合盆地的油气藏勘探。,那么，现有的油气成藏动力学的概念和含义是否能够指导上述问题的解决呢？,一个油气成藏流体动力系统是由固体格架和其中的流体(油、气、水)组成的一个统一整体,它具有特定的功能和相对稳定的边界,其中的流体构成一个流动单元,受控于一个统一的压力系统。并

14、可提出重力驱动型、压实驱动型、流体封存型和滞流型流体动力系统类型的划分方案。-康永尚&郭黔杰，1998,成藏动力学是综合利用地质、地球物理、地球化学手段和计算机模拟技术，在盆地演化历史中和输导格架下，通过能量场演化及其控制的化学动力学、流体动力学和运动学过程分析，研究盆地油气形成、演化和运移过程及聚集规律的综合学科。-郝芳等，2000,什么是成藏动力学?,成藏动力学就是以地球动力学为基础，以油气运聚的动力学系统和过程为核心，把油气的生、储、运、聚、散连结成为一个统一的整体，探讨盆地油气的生成、运移、聚集和分布规律，进而指导油气勘探的一门科学。-褚庆忠&张树林，2002,成藏动力学以地球动力学为

15、基础,以油气运移聚集的动力学系统和过程为核心。把油气的生、储、运、聚、散连结成为一个统一的整体,探讨盆地油气生成、运移、聚集和分布的规律,从而指导油气勘探工作”。-田世澄，1996,以盆地为背景，以油气为对象，以油气系统为单元，研究油气生成、运移、聚集、保存的成藏动力学过程及控制因素的学科。-张厚福&方潮亮，2002,什么是成藏动力学?,油气成藏动力学研究是指在某一特定的地质单元内，在相应的烃源体和流体输导体系发育的格架下，通过对温度、压力(势)、应力、含烃流体等各种物理、化学场的综合定量研究，在古构造发育的背景上历史再现油气生、排、运、聚乃至成藏全过程的多学科综合研究，其目的是由油气成藏的动

16、力学机理出发，进行区带和勘探目标的评价，并形成一套可操作的工作方法。-杨甲明等，2002,！?,动力学方法的现代概念,Dynamicgeology-a general term for the branch of geology that deals with the causes and processes of geologic phenomena.地球动力学研究地质现象发生、发展的成因机制和演化过程的地质学科的统称发展方向定量方法的应用现代动力学研究定量地研究地质现象发生、发展的成因机制和演化过程,定量方法在地质研究中的作用,定性分析,定量分析,G=F(x,y,z,t,P,T,D),定量

17、方法在地质研究中的实现,尺度分析与模型建立的思想,理论基础：盆地内的许多复杂地质现象和过程在某些时间段、某一限定范围内某一个地质作用甚至其中某一个物理作用明显大于其它作用（Phillips，1991）尺度分析：在特定的时间和空间范围内，定量地分析某一地质现象，找出控制和影响该地质现象的主要组成部分和过程，抽提与所研究问题相关的主要部分，建立起简单明了的关系模型建立：区分研究的尺度并明确各种限定条件，勾画出所涉及问题的轮廓，理清主要研究内容及其与环境和其它主体间的关系，从而针对研究对象的特点建立起合适的模型,地质统计和概率分析在正确的地质认识的基础上，利用数理统计的方法测量地质对象某一方面的物理

18、量值，通过分析其概率特征，得出该地质对象的某些本质特征。,物理模拟方法在正确的地质认识的基础上，抽提研究对象的重要要素及关系，由材料力学、岩石力学黏土力学等的基本原理建立物理模型并在实验室加以实现，以获得该地质对象的某些本质特征的认识。,定量的分析方法,数学模型方法在正确的地质认识的基础上，抽提研究对象的重要参数及关系，由物理学、物理化学、岩石力学等的基本原理建立数学模型并求解，以获得该地质对象的某些本质特征。,数值模型方法在正确的地质认识的基础上，由物理学、物理化学、岩石力学等的基本原理建立数学模型并利用数值求解，以获得该地质对象的某些本质特征。,定量地获得对所研究地质对象某些本质特征的认识

19、,成藏动力学是对油气成藏过程和机理进行定量研究的思想和方法。成藏动力学研究的前提是对沉积盆地演化的地质背景充分了解；对盆地石油地质条件的清楚认识；对不同区块主要的油气成藏期的准确划分。成藏动力学研究应该以一期油气成藏过程中从油气源到油气藏的统一动力环境系统为单元，定量研究油气供源、运移、聚集的机理、控制因素和动力学过程。-罗晓容，今天,什么是成藏动力学?,成藏动力学是对油气成藏过程和机理进行定量研究的思想和方法。,什么是成藏动力学?,不是一个单独的学科或者学科分枝不是含油气盆地内的一个具体的单元或组成部分而是石油地质学研究思想和研究方法随整个科学技术的进步和地质科学的发展而呈现出的必然的发展趋

20、势。因盆地地质环境的不同，成藏动力学的研究在中国和西方国家的表现形式有所不同中国复杂的叠合盆地背景要求成藏动力学研究更加注重油气成藏的机理和过程，更加注重定量的分析。,成藏动力学研究的前提是对沉积盆地演化的地质背景充分了解；对盆地石油地质条件的清楚认识；对不同油气聚集带主要的油气成藏期的准确划分。,什么是成藏动力学?,只是成藏过程的研究，不应该承担太多的研究内容充分尊重和利用石油地质学已取得的研究成果和认识成藏动力学的定量研究只能注重现单一的成藏过程，研究的范围以油气聚集带为限。以油气成藏期次为依据，在时间和空间上划分出油气运聚成藏的单元,成藏动力学研究应该以一期油气成藏过程中从油气源到油气藏

21、的统一动力环境系统为单元，定量研究油气供源、运移、聚集的机理、控制因素和动力学过程。,什么是成藏动力学?,成藏动力学的研究还是一个探索的过程统一动力环境系统既是研究的范围和条件，也是划分成藏单元、确定成藏系统的依据定量的研究才能解决成藏过程中的动力学问题，才能强不同的成藏因素和过程有机的联系在一起供源已大大突破由烃源岩生油、排烃的局限，包括了烃源岩生油/排烃、原先油气藏的溢出/破坏、再次生烃、他源供烃等种种可能。油气藏的保存条件可分别在供源和聚集条件中研究,油气成藏动力学的主要研究内容,油气成藏动力学的研究内容,1油气成藏的动力学背景（1）盆地演化（2）地温场（3）构造应力场（4）压力场,油气

22、成藏动力学的研究内容,2油气成藏的动力学过程（1）成烃动力学 不属于成藏动力学探讨的范围（2）排烃动力学 供烃动力学 生成，逸散（扩散、微裂隙逸散），溢出（圈闭破坏、油藏气化），溶解带出，水动力破坏 决定了油气供给的方式及量；（3）运聚散动力学 在同样的储层条件下发生，运、聚、散取决于运移动力条件 成藏动力学的核心内容,油气成藏动力学的研究内容,3油气成藏系统划分（1）运移的动力（2）输导格架（通道）（3）在不同的地质时间里动力与通道间的配置关系,油气成藏动力学的研究内容,4油气成藏动力学研究中的相关技术（1）盆地分析技术（2）物理实验技术（3）数学模拟技术(模型及软件)（4）分析测试技术（5

23、）成岩过程分析（有机-无机相互作用）（6）有机地化分析（油源对比及运移路径追踪）（7）地层流体追踪技术（包裹体）（8）油气藏评价技术,油气成藏动力学的研究内容,1油气成藏的动力学背景（1）盆地地温场研究（2）盆地压力场研究（3）盆地的三场耦合分析2油气成藏的动力学过程（4）排烃动力学（5）运聚散动力学 3油气成藏动力学研究中的相关技术（6）油气运移的物理实验（7）盆地模型及软件介绍（8）油气藏评价技术（9）油气成藏动力学实例,“油气成藏动力学”授课内容,康永尚，郭黔杰.论油气成藏流体动力系统.地球科学，1998，23(3):281284.康永尚，张一伟.油气成藏流体动力学.北京:地质出版社，1

24、999.郝芳，邹华耀，姜建群.油气成藏动力学及其研究进展.地学前缘，2000，7(3):1121.叶加仁，王连进，邵荣.油气成藏动力学中的流体动力场.石油与天然气地质，1999，20(2):182185.柳广弟，郑玉凌.油气成藏动力场模型及其应用.石油勘探与开发，2000，27(2):1114.田世澄，毕研鹏.论成藏动力学系统.北京:地震出版社，2000.李思田，王华，路凤香.盆地动力学基本思路与若干研究方法.武汉:中国地质大学出版社，1999.褚庆忠,张树林.含油气盆地成藏动力学研究综述.世界地质，2002,21(1):2429.张厚福，方朝亮.盆地油气成藏动力学初探21世纪油气地质勘探新理论探索.石油学报2002.23(4):712.常象春，张金亮.油气成藏动力学:涵义、方法与展望.海洋地质动态，2003，19(2):1825.姚光庆,孙永传.成藏动力学模型研究的思路、内容和方法.地学前缘,1995,22(34):200204.张厚福等.石油地质学，北京:石油工业出版社,2000李明诚.石油与天然气运移.北京:石油工业出版社,1994,部分参考文献,