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如何利用地层沉积模拟技术开展三维沉积演化研究

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发表于 2017-4-15 13:32:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

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如何利用地层沉积模拟技术开展三维沉积演化研究
作者:刘敏珠


关键词:三维沉积演化 地层模拟 定量层序地层学


存在问题:随着各油田勘探程度的日益提高,构造、岩性等各种复杂油气藏的不断的发现,单一的沉积相研究已经无法满足岩性油气藏勘探开发的需求。如何定量描述碎屑岩和碳酸盐岩等不同沉积体系的演化过程,如何了解砂体在地层沉积过程中的演化规律?如何把地质家脑海中的沉积演化模式可视化?开展整体或分层系的沉积体系空间正演模拟研究就成为目前复杂油气藏勘探开发的关键技术。


解决方案:应用DionisosFlow地层沉积演化模拟技术。该技术以层序地层学、剥蚀-扩散方程为基础,通过定量评估可容空间、物源供给和沉积搬运之间复杂的关系,建立盆地的沉积演化模型,四维定量再现盆地抬升沉降、沉积充填过程,并显示地层沉积建造、沉积相、古水深、古地貌在地质历史过程中的变化;并提供了一种新的解决不同地质时期盆地原貌恢复、岩相古地理再现等问题的定量研究手段和分析工具。该技术不仅可以定量研究盆地沉积充填过程,还可量化分析沉积相展布规律,主要有三大定量化的技术系列:

可容空间定量描述技术:可容空间是一个潜在的沉积物充填空间,可容空间的变化是控制地层单元几何形态及其岩性分布的主要因素之一。DionisosFlow技术充分考虑了影响可容空间变化的各种地质因素,包括盆地变形(沉降)、海平面升降、压实、挠曲、生长断层、盐构造变形等。

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图1 波浪对三角洲前缘砂体的改造


物源供应详细刻画技术:物源数、物源供应量和种类控制了各个时间段参与搬运的碎屑物质的总量及岩性组成,DionisosFlow技术可以分物源、分时间步详细定义物源供应速率、物源种类、物源位置、物源流入宽度随时间的变化,以及降雨量变化和水流载荷等。

搬运过程定量模拟技术:应用扩散方程描述搬运沉积过程,碎屑颗粒的搬运能力与水流量、坡度成正比,不同岩性颗粒搬运能力不同,因此扩散系数也不同。

目前,该技术在尼罗河三角洲浊积岩体系、吐哈盆地侏罗纪三角洲沉积、珠江口盆地礁灰岩沉积、渤海湾盆地等油气田勘探开发过程中都已取得了很好的应用效果。


案例1:三角洲及近物源扇体地层沉积演化模拟

本例为双物源供应,西北向为三角洲沉积,东南向为近物源扇体沉积,等时地层对比和砂体对应关系不清。通过可容空间、双物源、搬运参数设置和优化模拟,建立了沉积演化模型,确定了区域沉积模式,有效指导了层序地层对比和砂体分布研究。

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图2 三角洲及近源扇正演模拟沉积相分布图


案例2:碳酸盐岩地层沉积演化模拟

本例为生物礁油田,井资料少,井间礁体沉积相带分布认识不清。以2口井资料作为控制条件,通过设置海平面升降、碳酸盐岩产率的多控制变量参数,模拟建立了碳酸盐岩模型,刻画了礁灰岩平面分布范围和纵向的非均质性,有效指导了储层地质研究和后期钻井部署。

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图3 碳酸盐岩正演模拟沉积相分布图


实现工具:

DionisosFlow 地层沉积模拟演化软件



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