斯伦贝谢新技术-2009年夏季刊-盆地和含油气系统模拟-basin_petroleum

Mubarak Matlak Al-HajeriMariam Al Saeed科威特石油公司科威特艾哈迈迪Jan DerksThomas FuchsThomas HantschelArmin KaueraufMartin NeumaierOliver SchenkOliver SwientekNicky TessenDietrich WelteBjörn Wygrala德国AachenDuplo Kornpihl

美国得克萨斯州休斯敦Ken Peters

美国加利福尼亚州Mill Valley新技术》2009年夏季刊：21卷，第2期。©2009斯伦贝谢版权所有。

在编写本文过程中得到以下人的帮助，谨表谢意：美国加利福尼亚州门洛帕克USGS的Ken Bird；苏格兰格拉斯哥MVE有限公司的Francesco Borracini；休斯敦的Ian Bryant，Tom Levy，Bill Mathews和Kevin Reilly；休斯敦BP公司的Rich Gibson；德国Krefeld Ucon Geoconsulting公司的Hans Axel Kemna；德国Aachen的Eric Klumpen和Jaron Lelijveld；英国Gatwick的Rod Laver；美国加利福尼亚州Mountain View的Les Magoon，以及得克萨斯州Woodlands阿纳达科石油公司的Keith Mahon。

ECLIPSE，Petrel，PetroMod和VISAGE等是斯伦贝谢公司的商标。

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任何勘探活动的成功都有赖于关键地质要素和地质过程的有机结合。通过盆地和含油气系统模拟，地学家可以分析盆地及其流体的动态演变过程，从而确定盆地历史条件是否适合潜在储层中油气的生成与储存。

降低油气勘探投资风险的最好结合起来，重建沉积盆地的演化过

办法是在钻井前核实潜在储层构造中程。

的油气存在、类型及体积。地震解释在20世纪70年代初期，地球化学能够确定封闭构造、识别潜在地下圈家开发出了定量预测一个岩性单元石闭，但不能可靠预测圈闭中的流体类油生成潜力的方法[2]。此后不久，他型。即便是在正在生产的油气田附近们即开始利用沉积盆地模型作为构造的封闭构造中打井，也不能保证能发框架，在烃和源岩之间建立地球化学现类似流体。经济勘探需要根据现有起源关联[3]。很多科学家分别对此开资料及相关不确定因素寻求一种有效展研究工作，对这个概念给出了不同方法来预测是否会取得成功。

的名称，包括石油系统、含油气系统其中一种预测方法由一种概念和成油系统等；每种命名方法各演变而来，地质学家建立此概念的准强调这一复杂问题的不同方面。其备工作始于50多年前。这一概念把过中，“含油气系统”这一名称目前在去（盆地、沉积物、盆地中流体和动石油行业中广泛采用，它综合体现了态过程）和现在（油气发现）联系起这项集体研究工作的多种特征[4]。

来。早期工作包括探索如何描述盆地含油气系统包含一组有效源岩以的形成、填充和变形过程，主要研究及源岩发生地球化学反应后生成的油沉积物压实及其形成的岩石结构[1]。气。这个概念包括了油气聚集需要的然后开发上述过程的定量模拟方法。所有地质要素和过程。基本地质要素这一领域的研究，即所谓的盆地模包括有效源岩、储集层、盖层和上覆拟，把数学算法与地震、地层、古生岩层。

物、岩石物性、测井及其他地质资料

1. Weeks LG：“Factors of Sedimentary Basin 117-136。

Development That Control Oil Occurrence”，Bulletin of the AAPG，36卷，第11期（1952年11月）：3. Dow WG：“Application of Oil-Correlation and Source-2071-2124。Rock Data to Exploration in Williston Basin”， AAPG Bulletin，58卷，第7期（1974年7月）：1253- Knebel GM和Rodriguez-Eraso G：“Habitat of 1262。Some Oil”，Bulletin of the AAPG，40卷，第4期（1956年4月）：7-561。4. Magoon LB和Dow WG：“The Petroleum System”，

Magoon LB和Dow WG（编辑）：

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Exploration，1卷，第1期（1972年7月）：

油田新技术

《油田2009年夏季刊

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陆地植物方法于20世纪80年代初提出，综合运用了地质、地球物理、地球化学、水力和热动力数据资料[8]。所使用的综合建

水生植物含氧环境缺氧环境上覆岩层盖层潜在源岩埋藏和热流圈闭油气运移有效源岩模软件历经25年开发而成，这些软件通过有机融合上述数据资料，模拟沉积物和有机质的沉淀和侵蚀、沉积物压实、压力、热流、石油生成和多相流体流动过程以及这些因素的相互作用。本文通过中东、北美和挪威大西洋沿岸等地的实例，介绍了这项模拟技术在评估油藏条件是否适合油气的热流过去（^ 模拟沉积盆地地质、热流和流体流动过程随时间的变化。盆地和含油气系统模拟（BPSM）对从

左）到现在（右）源岩、储集层、盖层和上覆岩层的沉积活动，以及圈闭形成、油气生成、运移和积聚的过程进行重建。

油气形成过程包括圈闭的形成、资超过15亿美元购买美国外架石油的生成、运移和积聚[5]。以上地Mukluk远景区的租赁权[7]。Sohio阿拉质要素和过程须以适当顺序发生，以斯加石油公司领导的一家合伙公司花使源岩中的有机质转化成石油，然后费了1.2亿多美元在北极水域建造人储藏下来。如果某个要素或过程缺工砾石岛，在那里钻勘探井。结果虽失，或没按照适当顺序发生，则无法然从目的层钻屑中发现了很多油渍，形成有效的含油气系统。

但试井发现含水过多，原油储量未达美国阿拉斯加北坡的Mukluk海上到经济开采水平。于是那口井就成了远景区就是一个由于含油气系统特征当时世界上最昂贵的一口干井。后来描述不到位而导致开采失败的案例。对Mukluk储藏地层进行评估，发现此该地区存在多种有效源岩、已探明的构造中曾经有油，但发生运移，于是储集层和有效盖层。Mukluk构造和附含油气系统中一个关键要素或过程就近的普拉德霍湾油田区域特征相同，缺失了。在对失败原因进行了激烈争都处于巴罗拱构造上。普拉德霍湾油辩后，地质学家们认为要么是盖层无田蕴含250亿桶（40亿米3）的原油。地效，要么是地层在后来某个发展阶段震资料表明Mukluk是一个面积为20 x 9发生了倾斜，导致了原油泄露。

英里（32 x 14公里）的巨型构造。因Mukluk井完钻后的几年里，石油为冻土层影响地震速度的估算精度，公司对投资风险变得更为敏感，在实所以该构造西侧的构造倾角没有测施日益昂贵的项目前需要更加全面的定，但当时已估算出该远景区蕴含15信息（请参见“建模与风险管理”，第亿桶（2.4亿米3）的可采原油[6]。

1页）。本文介绍了油公司依赖的一个1982年，一些石油公司共计耗

工具－盆地和含油气系统模拟。这一

5. Magoon和Dow，参考文献4。

9. 干酪根是不可溶性颗粒状有机质，直接来源6. Hohler JJ和Bischoff WE：“Alaska：Potential for 于生物体的生物聚合物或形成于成岩过程Giant Fields”，Halbouty MT（编辑）：Future 中。干酪根占沉积物中全部有机质的90%以Petroleum Provinces of the World，AAPG Memoir，40上。卷。塔尔萨：AAPG（1986年）：131-142。10. Higley DK，Lewan M，Roberts LNR和Henry ME：7. Gallaway BJ：“Appendix D：Historical Overview of “Petroleum System Modeling Capabilities for Use in North Slope Petroleum Development”，关于跨阿拉Oil and Gas Resource Assessments”，USGS公开报斯加输道系统可行性建设的环境评估报告2006－1024。告，2001年，http://tapseis.anl.gov/documents/docs/11. 镜质体反射率Rl_App_D_May2.pdf（2009年5月13日浏览）。o是光学显微镜测量的镜质体属性，镜质体是有机质的一种形式，蕴含在8. Welte DH和Yukler MA：“Petroleum Origin and 岩样中。镜质体反射率表达为镜质体样本反Accumulation in Basin Evolution－A Quantitative 射入射光的百分比。镜质体反射率值越大说Model”，AAPG Bulletin，65卷，第8期（1981年8明热成熟度越高。月）：1387-1396。

12. Magoon和Dow，参考文献4。

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生成、运移、积聚和保存方面的应用。地质演化模拟

盆地和含油气系统模拟（BPSM）主要是跟踪盆地在充填最终可能生成或包含油气物质的流体和沉积物后随时间发生的演变过程（左图）。BPSM和油藏模拟的概念类似，但二者之间存在重大区别。油藏模拟器模拟泄油过程中流体的流动特征，用来预测产量，并为优化开发方案提供信息。距离上可从几米到数千米，时间为数月到数年。虽然流体流动是动态的，但模型几何形态是静态的，在模拟过程中始终保持不变。而BPSM则模拟油气生成过程，计算可能被圈闭的油气体积，模拟流体流动过程，预测积聚物的体积和位置以及它们的属性。模拟距离一般是数十千米到数百千米，时间上可跨越数亿年。模型几何形态是动态的，在模拟过程中常常发生明显变化。

BPSM将几个动态过程联系起来，包括沉积物沉淀过程、断层作用过程、源岩和储集层的埋藏过程、干酪根成熟动力学过程和多相流体流动过程[9]。对这几个过程可在不同级别上进行分析，分析的复杂程度一般随空间维度的增加而增加；一维模型是最简单的形式，可用来检查某个位置点上的埋藏历史。二维模拟（图或剖面）可用来重建沿某个剖面的油气生成、运移和积聚过程。三维模拟在油藏和盆地层次重建含油气系统，能够展示一维、二维、三维和时移结果[10]。以下大部分讨论和实例都围绕三维建模进行。如果考虑时间维度，则称其为四维建模。

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对任何空间维度，BPSM都进行确定性的计算，模拟沉积盆地及其所含流体的演变历史。计算需要代表各层的模型或离散化数字表示，其中包含沉积物、有机质和流体，且被赋予一定的属性。根据地球物理、地质和地球化学资料建立模型，模型层被细化成网格，格内物理属性保持均一。计算机程序模拟每个网格单元内的物理过程，从初始条件开始，在选定时间段内演变，直到当前状态。模型输出结果，如孔隙度、温度、压力、镜质体反射率、油气积聚体积或流体组成，都能和的标定信息进行比较，模型还可以不断修正，以提高模型与实际情况的匹配度[11]。

BPSM是一个迭代的过程，涉及到许多相互关联的步骤，每一个步骤本身就是一门学科（右图）。把所有步骤组合到一个流程是一项相当艰巨的任务。一些大石油公司和服务公司开发了相应程序，以这样或那样的方式进行计算。斯伦贝谢的方法是把Petrel和PetroMod软件结合起来应用，前者是地震模拟软件，用来建立盆地模型，后者是含油气系统模拟软件，用来模拟油气的生成、运移和积聚过程。下文对BPSM模拟过程的各个方面以及PetroMod软件特有的一些特征进行了介绍。

一般来说，建模前的准备步骤是对待模拟的含油气系统进行定义。一个含油气系统的正规命名首先是有效源岩的名称，然后是一个连字号，接下来是最大储量储集层的名称，末尾是一个用圆括号括住的标点符号，表示一组源岩在某个积聚构造中生产油气的确定等级（探明、假设或推测）[12]。在一个已探明含油气系统中，有效源岩与被圈闭的油气在地球化学特征上有较清晰的匹配。例如，在阿拉斯加北坡的Shublik-Ivishak（!）含油气系统中，地球化学分析确定三叠系的Shublik层是三叠系Ivishak储层的源岩。符号（!）表明这是一个已探明含油气系统。假设的含油气系统以（.）结尾，

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建立模型几何形态和地层：根据地震、遥测、电磁、重力、地质露头和测井资料绘制深度或厚度图、断层几何图、确定地质年代地球化学资料：沉积、侵蚀、间断、构温度、干酪根类型、有机造事件、压实时间：物丰度（总有机碳、氢指古生物学、放射性测定，边界条件：数），热成熟度、动力学反方向磁化，岩石和流热流史、地表温度、特征体属性分析古水流深度正演模拟沉积：沉淀、侵蚀、盐丘、地质事件压力计算和压实热流分析和热标定参数的动力学特征石油生成、吸收和排出流体分析和相组成石油运移：达西流动、扩散、侵入渗透、流动路径分析油藏体积标定：井筒温度、压力、镜质体反射率、流体分析、已探明油藏体积输出结果和风险评估：转化率、温度分布、油气积聚位置和体积、流体成份^ 多个相互关联的BPSM步骤。BPSM包括两个主要阶段：建立模型和正演模拟。建立模型包括建立构造模型、确定地层沉积的地质年代和各层的物理属性。正演模拟基于模型进行各种计算，模拟沉积物埋藏过程、压力和温度的变化、干酪根成熟过程和油气的排出、运移和积聚过程。并通过数据标定，比较模型结果和的测量值，从而修正模型。

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的年代。

确定过程年代的一个重要概念是“关键时刻”，即含油气系统中大多数油气生成、运移和积聚的时间[14]。关键时刻处于转化率为50－90%的时间段内，这个比率表示源岩中的有机质转化成油气物质的相对百分比。该范围内时间的选择由建模人员决定。

盆地和含油气系统中每层的绝对年代是确定石油生成、运移、圈闭过程时间的重要参数。年代信息N^ 墨西哥湾北部地区的区域构造模型。BP公司结合局部和区域盐岩和沉积岩地层图建立了一个区域模型，覆盖面积大约为110万公里2（40万英里2），用这个模型解释复杂的盐岩移动。左上图中

各种以不同颜色表示的模型层代表特定年代的地层。右上图中的颜色对应于不同的沉积环境和混合岩石类型。左下图显示去掉浅层并暴露出次生盐（红紫色）的模型。右下图表示模型的内部构造细节，其中有多个盐层。以上各图均代表当前地质情况。（图件由BP公司的Rich Gibson提供）。

表明已经用地球化学分析对源岩进行充填物的沉积年代和物理属性，识别了特征描述，但源岩与油气积聚之间沉积后的各种演变过程－通过这项工还没有建立匹配。推测的含油气系统作，能够重现盆地、盆地中地层和流标注为（？），表明仅能通过地质推体在整个地质发展史中的演化过程。测假设源岩产生油气积聚。

借助这项分析，可确定盆地发展史，第一步是建立目标区的深度构将整个发展史划分成一系列连续的具造模型，目标区内可能包含一个小盆有特定年代和持续时间的地层事件。地内的一套的含油气系统，也可然后制作含油气系统大事表对这些事能是整个区域内一个或多个盆地中的件做出总结（下一页图）。每个事件多套含油气系统（上图）。输入参数都代表一个时间段，沉积、非沉积或一般是层顶和层厚，可以从其他建模侵蚀过程在这一时间段内发生。含油软件输入。数据来源可能包括地震勘气系统大事年表描述了含油气系统中探、测井、露头研究、遥测数据、电地质要素的发生年代。沉积中和沉磁勘探和重力勘探。当前地质构造模积后发生的一些地质事件，如褶皱作型代表了盆地发展地质史上所有对盆用、断层作用、成盐、火成岩入侵、地演变起过作用的各种过程的最终结成岩蚀变和热液活动可以包括在内，果[13]。

以便对模型进行解释。BPSM的主要接下来建模人员须对该当前地质目标之一就是确定圈闭形成和其余过构造的几何模型进行分析，描述盆地

程如油气生成、运移和积聚过程发生

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可根据古生物资料、放射性测定资料、裂变径迹年龄、反方向磁化追踪资料获得[15]。许多盆地中的已探明源岩已根据地球化学和生物地层分析结果而确定其全球地质年代[16]。

每个地层单元的岩性和沉积环境的确定非常关键。例如，对粗粒沉积物的沉积环境及其属性如孔隙度和渗透率进行分类，有助于确定这些沉积物是否是储集层或将石油从源岩运移至储集层的运油岩。另外，通过对源岩沉积环境特征的详细描述可预测因干酪根成熟而可能生成的石油产品。沉积在深海盆地、架和缺氧湖泊环境中的细粒沉积物蕴含着不同种类的干酪根，可生成不同的石油产品[17]。

为了模拟控制有机质降解生成油气的反应过程，需要将源岩属性作为输入参数。基本属性包括通过燃烧岩样测得的总有机碳（TOC）和通过高温裂解岩样（估算生成石油的潜力）测得的氢指数（HI）[18]。另外，还需输入动力参数，用来标定从源岩干酪根到石油的热转化。衡量干酪根成熟度的另一个参数是镜质体反射率。它不是PetroMod所需的输入值，而是一个的测量值，可用来标定模型输出结果。可以利用埋藏史模拟来预测模型中任意深度、任意时间的预期镜质体反射率。通过标定分析对模型进行适当修正，使镜质体反射率模拟值与从井中不同深度取得的岩样的镜质体测量值匹配。

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还需要为每层指定其他几种物理属性。储层和运油层的孔隙度和渗透率对流体流动计算和储层体积估算非常重要。源岩的渗透率影响油气的排出效率。模拟干酪根成熟过程和石油生成过程中的热计算需要热容量和导热系数，这二者通常根据岩性和矿物资料推测得出。另外，岩石密度和压缩系数也是模拟地层压实和埋藏过程需要的输入资料。

盆地沉积物的埋藏史包含了关于埋藏深度和有机质保存的信息，这些信息与沉积物所处温度和压力，以及处于该温度压力条件下的持续时间有关。温度是干酪根转化为石油过程中主要的变量，压力对流体的运移非常重要。建立埋藏史需要输入的关键参数包括沉积速度、压实、隆起、侵蚀和沉积环境等。

盆地的热变史与盆地所处的地壳发展史有关系。地壳运动方式决定了盆地的沉降、隆起和热流状态。模拟盆地的成油潜力需要按地质时间重建整个盆地上的温度变化情况。因此，除了模拟岩石、流体属性，还必须估算过去的一些具体条件。模拟软件将这些条件视为边界条件，其中包括古测水深，它决定了沉积的位置和类型。此外还包括整个地质时间上的沉积物/水的界面温度，它与古热流估算值一起，是计算盆地温度演变史的必要因素。快速正演

所有层的边界条件、地质年代和属性都定义之后，可以开始正演模拟，从最古老的沉积层开始，直到现在的最新层。下列步骤总结了PetroMod模拟软件的工作流程[19]。

沉积－新层在沉积过程中覆盖于地表上部，或表层在侵蚀过程中被移走。沉积厚度（可能比当前厚度大）有几种计算方法：以孔隙度为控制条件，从当前厚度开始反向剥离；输入构造修复程序的结果；根据沉积速度

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一般地质事件图表

时间，百万年前（Ma）300200100地质时间古生代中生代新生代尺度PPerTrJKPgNg含油气系统事件源岩储集层盖层素要上覆岩层圈闭形成程油气生成、运移和积聚过保存关键时刻^ 含油气系统地质事件年代划分图。每种以不同颜色标识的水平条代表相

应事件的时间跨度。对这个系统来说，所有基本要素和过程都存在，时间上也非常有利；源岩沉积过程完成后是储集层、盖层和上覆岩层的沉积过程。而且，圈闭的形成是在油气的生成、运移和积聚前完成的。因为流体是在侏罗纪末期之前充填的，其中的油气物质必须保存1.8亿多年，这样才能保证形成有经济开采价值的油藏。关键时刻（黑色箭头）大致确定为油气生成、运移和积聚过程的中间。

和沉积环境估算。

热流分析－热流分析的目的是计压力计算和压实－压力计算将排算温度，这是确定地球化学反应速度水过程看成单相流动问题进行处理，的一个前提条件。分析中必需考虑来这种单相流动的驱动力来自于沉积引自下层的热传导和热对流，以及放射起的上覆重量变化。另外，还可以考性矿物自然产生的热辐射。如需加入虑一些内压形成过程，如天然气产火成岩侵入的影响，就需要考虑沉积生、石英胶结和矿物质转化。压实能物中的热相变。另外还需弄清楚沉积够改变很多岩石属性，如孔隙度，还物底部的热流入的热边界条件。上述可能改变岩石密度、弹性模量、导热基础热流值常常采用预处理程序系数和热容量。因此，在每个时间跨中的地壳模型来预测，或根据每个地度上进行热流分析之前都必须进行压质事件的地壳模型交互计算。

力和压实计算。

13. Poelchau HS，Baker DR，Hantschel T，Horsfi eld B社，2005年。

和Wygrala B：“Basin Simulation and the Design of the Conceptual Basin Model”，Welte DH，17. Peters等人，参考文献16。

Horsfield B和Baker DR（编辑）：Petroleum 18. 高温裂解是指有机质在缺氧环境下进行热分and Basin Evolution：Insights from Petroleum 解。实验室高温裂解一般发生在温度高于油Geochemistry，Geology and Basin Modeling。柏气生成的自然温度条件下。氢指数表达为总林：Springer-Verlag（1997年）：3-70。有机碳（g）中烃的含量（mg），单位为mg/g。14. Magoon和Dow，参考文献4。

19. Hantschel T和Kauerauf AI：Fundamentals of 15. Faure G和Mensing TM：Isotopes：Principles Basin and Petroleum Systems Modeling。德国and Applications，第三版。美国新泽西州Heidelberg：Springer，2009年。Hoboken：John Wiley & Sons公司，2005年。20. Peters KE，Magoon LB，Lampe C，Hosford- Tagami T和O’Sullivan PB：“Fundamentals of Scheirer A，Lillis PG和Gautier DL：“A Four-Fission-Track Thermochronology”，Reviews in Dimensional Petroleum Systems Model for the San Mineralogy and Geochemistry，58卷，第1期Joaquin Basin Province，California”，Hosford-（2005年1月）：19-47。Scheirer A（编辑）：Petroleum Systems and Geologic Assessment of Oil and Gas in the San 16. Peters KE，Walters CC和Moldowan JM：The Joaquin Basin Province，CaliforniaBiomarker Guide。USGS专业论。英国剑桥：剑桥大学出版

文1713（2008年）：第12章。

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通过美国加州圣华金盆地含油气的化学组份数量可能在 2（油和气）系统研究的一个实例可以了解热流分－20之间变化。如果考虑的化学组分析的复杂性[20]。研究过程从盆地的当多，加上二级，机理可能会前纬度开始。使用PetroMod系统重建非常复杂。PetroMod软件使用反应动盆地在演变过程中的板块构造位置，力学数据库预测不同类型源岩生成的计算了对应沉积层/水的界面温度（下烃类物质的相和属性[21]。此外还用吸图）。然后用水深将计算出的当前界附模型描述所生成的烃释放到源岩自面温度校正为过去的沉积层/水的界面由孔隙空间的过程。

温度，从而对古热流剖面进行约束分流体分析－烃是多种化学组分析。

的混合物。流体流动模型涉及流体的利用圣华金盆地井及导水通道的相，通常是液相、气相和超临界相或温度和热传导数据对当前热流值进行不饱和相。流体分析步骤检查在温度了估算。随深度变化的温度被用来测和压力影响下，液相中烃类组分的溶定地热梯度。用热传导系数乘以地热解情况，以确定流体属性，如密度和梯度得到当前热流。将所得到的地表粘度，作为流体流动计算的输入值。热流图输入PetroMod软件，得出与有这些属性也是建立后续油气运移模效成熟度值匹配的源岩成熟度值。

型、计算储层体积的基本数据。模拟石油生成－源岩中的干酪根转流体的模型可以是两种组分的黑油模化成石油称为一级，随后源岩或型或多组分模型。

储集层中的油变成气称为二级，流体流动计算－有几种流体流这些过程可借助几组平行反应的分解动模拟方法可模拟生成的油气从源岩动力学原理进行描述。多数模型产生

到圈闭的运移过程。达西流动利用相

全球平均地表温度

90

N60

30

）°0

赤道度（纬30

6.418.960

，°C度温31.490

3603303002702402101801501209060300时间（百万年）研究区域^ 不同地质时期全球平均地表温度估算资料。利用该图的变化可计算任何

纬度、任何年代沉积的沉积层与水的接触面的古温度。图中黑色实线表明圣华金研究区纬度随时间的变化。虚线代表所研究的沉积层的沉积起始位置。虚线右侧的黑色实线部分对研究时期内的沉积层/水的界面温度进行了跟踪。利用PetroMod计算值将计算的界面温度校正为后来的水深。（根据Peters等人的资料修改，参考文献20。）

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对渗透率和毛细压力描述多组分三相

流动过程，仅需一个步骤便可计算出油气运移速度和积聚饱和度。若要描述流体通过断层的运移则需要特殊算法。

流体流动路径分析是简化了的流体流动计算方法。在高渗层即运油层中，侧向石油流动是在地质时间跨度上瞬间发生的。可按几何原理建造流动路径，模拟侧向石油流动，预测油气积聚的位置和组成。同时还必须考虑泄油区之间的石油溢出和泄油区合并。采用综合分析方法时，高渗层流动路径分析可以和低渗区域的达西流动分析联合进行。

另外，油气的运移和积聚过程还可以通过PetroMod软件的侵入渗透功能进行模拟。这种计算假设在地质时间跨度上，油气靠浮力和毛细管压力在盆地中的运移是瞬间发生的。任何时间约束都可忽略，并且可以把石油体积细分成数个小份。侵入渗透对模拟断层中流体的流动很方便。这种方法对仅包含少量烃类组分的单相流动特别有效，也可有效引入较高分辨率的运移。

储层体积分析－石油积聚的高度受上覆盖层和构造基底溢出点处的毛细管吸入压力。溢出点处的油气漏失和通过盖层的油气泄露都可使圈闭的油气体积减小。其他过程如二次或生物降解，也影响积聚石油的质量和数量。

标定参数－使用模型，基于阿雷尼厄斯型反应速率和简单的转化等式，可预测岩石温度，镜质体反射率和分子化石（生物标志）的浓度[22]。这些对温度敏感的预测值可以和测量值进行比较，从而标定不确定的热输入数据，如古热流值。

风险－数值模型，包括盆地和含油气系统模型，为一定约束条件下输入数据可能会发生的变化提供不同情形[23]。不确定数据的影响可通过改变模型参数进行多次模拟来研究。

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可以用统计方法如蒙特卡罗模拟指定参数的变化，分析参数变化对模型造成的相应影响。这些模拟并不是给出唯一的结果，而是对不确定值提供一个可能的估算范围。更强的计算能力加上多次模拟使得用户可以比较各种情形的影响，并确定哪种变量对计算结果的影响最大。最终结果主要是情形的概率和可信区间。

由于含油气系统模拟结果高度敏感的特点，许多公司将盆地及含油气系统成功模拟结果视为机密。而在印度尼西亚曾经有一次例外：作业公司为寻求钻井伙伴公开了研究结果。该研究结果表明，加里曼丹外海Mahakam三角洲和Makassar斜坡上的深水区可能产油。但是当时业界普遍认为那里的源岩生成的是天然气，而且热过成熟[24]。根据该地区常用的地球化学地层模型，只有上倾架区存在有效的、有生油倾向的含煤源岩，而且外架年代相等的岩石也由于埋藏太深而导致储层质量不佳。

就在这个区块即将被放弃时，美孚石油公司对该地区的主要作业公司提供的61份油样进行了研究。美孚的地质学家利用油样中的生物标志，以及重新解释后的地层层序和本地区专有的动力学参数进行了BPSM，结果预测出该地区目的层中大多数中新世源岩都在当前油窗内，可能正在成油阶段。利用BPSM模型，美孚及其合作伙伴加州联合石油公司在Makassar海峡深水区获得了重大石油发现，有些井产量达到了10000桶/日（1600米3/日），而在此之前人们却认为该区块是不含油的。该研究也改变了业界对全世界深水三角洲含油气系统的看法[25]。

过去，BPSM常被用于盆地级的研究，评估烃充填、运移和圈闭形成的不确定因素。最近人们也越来越多地借助BPSM来了解在产油田的流体复杂性的起因。下面举两个例子说明PetroMod模拟如何帮助解释石油生产中棘手的流体分布问题。

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N储层每个单元内C60+的质量油藏模型区域模型N^ 将不同规模的模型联系起来。科威特某含油气系统的部分3D区域PetroMod模型是采用1200 x 1200米（3900 x 3900英尺）的粗网格建立的。储层深度用不同色码表示，从红色到蓝色表示深度增加。等高线间增量是50米（1英尺）。通过局部网格细化的方法将100 x 100米（330 x 330英尺）的细网格Petrel储层模型包含在粗网格的PetroMod模型中。图中绿色表示石油积聚，红色表示天然气。绿色和红色细线表示流体到圈闭的多条运移路径。插图描绘了该油藏中溶解稠油（C60+）组分当前分布情况的模拟结果。颜色刻度（图中没有标出）的单位为百万吨，从0（蓝色）到0.04（红色）。每个油藏中稠油组分的当前分布可完全解释为油气生成、排出和运移史的函数。

通过含油气系统模拟了解生产状况评估稠油沉积对开发策略的影响。

三维流体流动模拟在油田生命区域级PetroMod模型有助于量周期内不同时期的模拟中具有优势。化所生成油气从源岩排出的位置和时勘探阶段可进行盆地级的含油气系统间、油气的体积和组分以及运移路模拟，生产阶段应执行油田级的储层径。这次模拟发现了两种有效的盐模拟。然而，在此之前，含油气系统后源岩，即白垩纪Makul层和白垩纪模型和储层模型级别的巨大差异妨碍Kazhdumi层。这两种源岩生成的油气了这些方法的综合利用。在和科威特在不同时间沿不同路径运移到圈闭，石油公司（KOC）合作时，斯伦贝谢导致充填历史比较复杂。

通过局部网格细化方法（LGR），将利用PetroMod软件的局部网格盆地级模型和储层级模型有机结合起细化新功能可将Petrel储层模型的高来。虽然LGR在储层模拟程序中已经分辨网格应用在PetroMod模型中（上广泛应用，但在三维流体运移模拟中图）。

还是首次应用。此项技术在科威特某油田的应用加强了作业公司对该油田内稠油起源及分布的了解，并有助于

21. “Phase Kinetics Wizard”，http://petromod.com/和Enrico RJ：“A New Geochemical-Sequence fi les/public/brochures/English/PhaseKineticsWizard.Stratigraphic Model for the Mahakam Delta and pdf（2009年6月12日浏览）。Makassar Slope，Kalimantan，Indonesia”，22. 阿雷尼厄斯等式是一个简单的公式，描述化AAPG Bulletin，84卷，第1期（2000年1月）：学反应速率的温度关系。12-44。

23. Peters KE：Basin and Petroleum System Modeling， 25. Saller A，Lin R和Dunham J：“Leaves in Turbidite AAPG Getting Started Series，第16期，塔尔萨：Sands：The Main Source of Oil and Gas in the Deep-AAPG/Datapages，2009年。Water Kutei Basin，Indonesia”，AAPG Bulletin，24. Peters K，Snedden JW，Sulaeman A，Sarg JF

90卷，第10期（2006年10月）：1585-1608。

21

距离，米

110,000120,000130,000140,000150,000160,000170,000–4,000–2,000镜质体反射率，%R米0o，不成熟(0.25 - 0.55)度2,000早期石油(0.55 - 0.7)深主要石油(0.7 - 1.0)4,000晚期石油(1.0 - 1.3)湿气(1.3 - 2.0)6,000干气(2.0 - 4.0)过成熟(>4.0)天然气窗口内的源岩8,000距离，米155,000160,000165,000170,000175,000–2,000Frontier层中的天然气积聚Nugget砂岩层中的米凝析油积聚，0度深2,0004,000二氧化碳积聚拟（^ 油气成熟度和运移过程模拟。PetroMod软件对来自某复杂冲断层带多种源岩的成熟过程进行了模

上）。通过对下图中的部分储层进行运移计算，预测出CO2积聚在较深的古生代储层中，凝析油积聚在Nugget砂岩层中，天然气积聚在Frontier层中。图中绿色箭头和红色箭头分别代表液相和汽相的流动路径。模拟结果与该油田发布的流体资料一致。（根据Kemna等人的资料修改，参考文献26。）加拿大阿拉斯加巴罗角巴罗拱Mukluk普拉德霍湾 楚科奇海E. MikkelsenBay State 1阿拉斯加国家石油储备区BeliUnit 1Brooks RangeFoothills0公里研究区域1000英里10022

连接后的模型有助于工程师研究在盆地发展史（包括多次流体充填事件、发生圈闭和古油/水界面倾斜的时期）中压力-体积-温度的变化对不连续稠油沉积的影响。模型连接的结果为KOC提供了稠油形成机理方面的可靠假设。事实证明，这对预测这种低渗透遮挡层的分布很有效果，适合作为ECLIPSE储层模拟的输入数据。模拟冲断层带内天然气运移

构造复杂的挤压环境对BPSM十分不利。美国怀俄明州西部的冲断层带就是这样的一个地区，在分析该地区含油气系统时使用了公共数据和构造恢复软件，以确定La Barge油田井中的天然气、凝析油和CO2的分布[26]。

两个重叠的构造阶段－晚侏罗纪到早第三纪的塞维尔造山运动，和晚白垩纪到早第三纪的拉腊米造山运动－构成了我们今天看到的复杂的地质构造[27]。地质学家利用第三方软件重建了9千万年的盆地发展史，然后把建立的模型输入到PetroMod软件。用远处Wind River盆地井中的温度数据对所模拟的当今源岩成熟度进行了标定（左上图）。

通过将达西流动和流动路径建模有机结合，模拟石油的运移，追踪流体到当今积聚状态的运动过程。预测出的石油属性，如API重度和气油比（GOR），与La Barge油田产出流体的公开资料一致。 阿拉斯加州北坡区域级BPSM研究。研究区域覆盖大部分阿拉斯加国家石油储备区和北坡中部，并一直延伸到楚科奇海东部。图中红色虚线表示巴罗拱的踪迹。红色箭头指向俯冲的方向。油田新技术

^MaSW0陆上Gubik 层Sagavanirktok 层NE当前几何形态

Brookian506596层 Creek Princeder Bluff 层SchraSchrader Bludd 层 层CanningSeabee层k 层Toro中砾页岩单元Hue 页岩Hue-自然伽马层Beaufortian144Kuparuk 层Kingak 页岩208Etivluk 组Kemik早白垩纪不整合Alpine 砂岩Nuiqsut 砂岩Nechelik 砂岩Simpson 砂岩Barrow 砂岩Sag River 砂岩Ellesmerian245286320Sadlerochit组Echooka 层Ledge 砂岩Kavik 页岩Lisburne 组Endicott 组360< 6,500 mShublik 地层Fire Ck 粉砂岩< 8,000 mMikkelsen 岬Staines 岬N基岩非海相海洋架海洋斜坡和盆地压实海洋页岩碳酸盐变质沉积岩花岗岩间断或侵蚀集层（Kemik和Kuparuk层，Sag River砂岩，Ledge砂岩）。地层重建解释出4000米（13000英尺）厚的被剥蚀上覆层，这些上覆层对下伏层的埋藏和成熟产生很大影响。右边的构造模型包含44层，根据井资料和地震资料建立。模型顶附近的黑线表示当前海岸线。晚白垩纪不整合（LCU）是重要的构造特征，对石油运移和积聚产生很大影响。

^ 阿拉斯加构造模型。左边的层序地层剖面把北坡含油气系统划分成源岩（Endicott组Kekiktuk煤层，Shublik层，Kingak页岩，Hue页岩，Hue-GRZ）和储

阿拉斯加北部含油气系统

盆地和含油气系统模拟可以加强对复杂流体分布的了解，既可应用于新区，也可应用于成熟地区。在阿拉斯加北坡的一个项目中，地学家通过结合区域级和远景区级BPSM模拟结果，将上述方法有机结合起来，对一个跨越大面积未勘探区域和含有大量已探明储量区域的区块内的含油气系统进行研究。

该项目由斯伦贝谢和美国地质调查局（USGS）共同负责，包括多个目标：利用公开的地球物理、地质和测井资料建立沉积单元和岩石属性的综合模型；进一步确定盆地充填、源岩成熟和石油运移和积聚的时间；量化生成油气的体积、组分和相。

研究区覆盖27.5万公里2（10.6万英里2），包含了400多口井的资料（前一页，下图）。该项目根据测井资料和2D地震资料建立模型，采用1 x 1公里（0.6 x 0.6英里）的建模网格。研究区西部的楚科奇海域资料相对分散，东部的勘探程度较高，包含几个高产油田，如北美最大的普拉德霍湾油田。

当前地下构造几何形态表明该地区地层比较复杂（上图）。来自五种源岩的油气物质积聚到几个储层中，形成了多个含油气系统。

26. Kemna HA，Kornpihl K，Majewska-Bell M，Borracini F和Mahon K：“Structural Restoration and Petroleum Systems Modeling of the Wyoming-Utah Thrust Belt”，发表在AAGP年会上，得克萨斯州圣安东尼奥，2008年4月20-23日。27. 造山运动时期指的是山脉形成的地质时期。

2009年夏季刊

23

Shublik 层

0

厚度

N

0.84

总有机碳1800.8

组分比（%）75

氢指数

40302010

各种烃类组分

575

00公里100

英里

100黑油轻质 C56 至 C80黑油轻质 C46 至 C55黑油轻质 C36 至 C45黑油轻质 C26 至 C35黑油轻质 C16 至 C25黑油轻质 C7 至 C15C6

n-正戊烷i-异戊烷n-正丁烷i-异丁烷丙烷乙烷甲烷

0

50556065

活化能，kcal/mol

^ Shublik层源岩属性。模型输入数据包括源岩厚度（左上），总有机碳（右上），氢指数（左下）和预测的烃类组分（右下），预测基础是在Phoenix 1井中的源岩同等不成熟物质上测定的反应动力学特征。对每种成油源岩都创建了类似的输入资料。

1.15亿年前 1.05亿年前

N转化率0%1006500万年前当前

重要源岩位于晚白垩纪不整合明显的层边界以下。通过追踪上覆层即Brookian前积层的沉积过程加深了对埋藏史的了解并有助于确定源岩的成熟度。在不同地质时期建立的PetroMod模型结果展示了三叠纪、侏罗纪和白垩纪源岩的埋藏过程、Brookian前积层沿西南-东北方向的进积以及其后发生的侵蚀事件（下一页，左图）。该动态模型为PetroMod模型提供了构造信息。

对每种源岩，输入数据包括层厚图、原始TOC图、原始HI图以及预测的烃类组分，预测基础是从不同井位采集的热不成熟源岩岩样的动力学测量结果（左图）。

PetroMod模拟结果还包括每种源岩的转化率时移图，即干酪根转化成石油的百分比图（左下图）。一般来说，埋藏深度越大，经过生油窗口的源岩越多，有机质的成熟就更加完全。巴罗拱外Shublik层中的多数干酪根已经100%地转化成了石油。

通过对比盆地发展史和干酪根成熟度的信息，可对BPSM模拟结果进行标定。关键标定参数为温度和镜质体反射率，分别从井筒和岩样中测得（下一页，右上图）。

通过综合考虑埋藏压力、热流计算结果、热成熟动力学和多相流动模拟结果，PetroMod软件模拟了液态烃和气态烃从许多源岩排出的过程，以及这些流体运移到圈闭构造的过程。借助追踪流体直到当前时间的运移过程，指示了烃积聚的位置（下一页，右下图）。

模拟结果表明烃的充填过程非常快，在地质时间跨度内是瞬间发生的。如果在烃运移前或运移开始时，圈闭还没有形成，则极有可能出现无法圈闭流体的情况。

^ Shublik层源岩转化率。该源岩中的干酪根随着Shublik被上覆层埋藏，开始不断转化成石油。转化率用不同颜色表示，从蓝色到红色表示从0%到100%。到6500万年前， Shublik层中一半以上的干酪根已完全转化成石油。但沿巴罗拱北部的上倾部分仍不成熟。当前的转化率图表明其东北部被埋藏后，石油转化仍在继续。

HI, mg HC/g TOC厚度（米）重量（%）24

油田新技术

1.15亿年前

时移盆地模型。正演模拟从1.15亿年前开始，延伸到现在。如图所示为Brookian层序从西南向东北方向进积情况，对来自下伏源岩的石油生成和运移的时间产生很大影响。研究区还受后来发生的多起隆起和侵蚀事件的影响。这里只显示出了148个被模拟时步中的四张图。

^源岩和储集层N埋藏7500万年前

Brookian层序（绿色）进积4100万年前

继续进积和埋藏当前

西部、南部和中部发生侵蚀；东北部继续沉积2009年夏季刊

米温度，°C 镜质体，反射率，% R度温度，°C 镜质体反射率，% R-10001002001o23深-10001002001o2Beli Unit 10E. MikkelsenBay State 12,0004,000^BPSM 标定模拟结果。采用信息如地下温度和镜质体反射率可以帮助检查的质量。来自两口井的数据与模型计算结果拟合较好。镜质体重复利用可能是造成E. Mikkelsen Bay State 1井中2000米以上浅层岩石中镜质体反射率升高的原因。

Kuparuk River普拉德霍湾N^ 阿拉斯加北坡油气积聚模拟。利用PetroMod软件对液态（绿色）和气态

（红色）烃从原生地运移到积聚地的路径进行了估算。

25

普拉德霍湾

时间，百万年前300200100地质年代新生代PgNg源岩储集层盖层上覆岩含油气系统事件古生代MPPerTr中生代JK地层/构造地质要素过程有利时间地层圈闭形成成油、运移和积聚保存构造关键时刻从覆盖热成熟Shublik源岩的两个不同区域的地质事件图上可看出，圈闭形成和源岩成熟之间的相对时间是如何给油圈闭带来不利影响的（左图）。在普拉德霍湾和巴罗拱上的其他地方，圈闭的形成比油气的生成、运移和积聚早几百万年，从而形成大规模的石油积聚[28]。相比之下，布鲁克斯山山麓某井的地质事件图显示，地层圈闭的位置存在重大时间风险，因为地层圈闭的形成和Shublik层流体布鲁克斯山山麓

时间，百万年前300200100地质年代古生代中生代新生代MPPerTrJKPgNg含油气系统事件源岩储集层盖层上覆岩地层构造圈闭形成成油、运移和积聚不利时间保存关键时刻时间上比较有利。油气在白垩纪中期（^ 地质事件图对比。从普拉德霍湾的事件地质年代表（上）可以看出，来自Shublik层的油气积聚在

K）开始运移时，许多圈闭已经形成并捕获运移来的流体。而在南部的布鲁克斯山麓地区（下），事件发生的时间不利。尽管构造圈闭可能形成的太晚而不能捕获白垩纪生成的油气，但形成后有可能及时捕获从较老的地层圈闭运移过来的流体，或从其他地区被驱替的流体（细线条区）。

普拉德霍湾油田剖面NW阿拉斯加加1000公里150拿SE0 英里150大80，%60比分百40Hue-GRZKingak Shublik 页岩层20普拉德霍湾油田0^ 原油混合。对取自巴罗拱地区生产井的70份油样进行地质化学分析，发现它们来自不同的源岩。

油样分析结果与PetroMod软件模拟的油气生成、运移和积聚的年代是一致的。三种产量最高的源岩在不同时间、不同位置发展成熟、排出石油，使储集层充填各种原油的混合物。（根据Peters等人的资料修改，参考文献29。）

26

的生成和运移几乎发生于同一时间。此外，构造圈闭的风险也很高，因为它们只能靠从较老的地层圈闭再次运移出的石油来充填。

北坡各种源岩是在不同时间、不同地点成熟和成油的，储集层充填了各种原油的混合物。通过分析从巴罗拱上的生产井采收的油样中的生物标志和稳定碳同位素，表明产油源岩的位置不同（左下图）[29]。从西部储层开采出来的油主要来自Shublik层，而东部开采出来的油主要来自Hue-自然伽马层（Hue-GRZ）。普拉德霍湾油田位居中间位置，产出的油成份较均匀，主要来自Shublik层和Hue-GRZ层，少量来自Kingak 页岩层。这些发现与3D PetroMod 模型描绘的多种充填事件是一致的。在PetroMod模型中，Shublik层和Kingak层的源岩于白垩纪开始生成并排出油气， Hue-GRZ较晚，并且目前还在生油。挪威油气积聚模拟实例

建模人员对挪威大西洋边缘的含油气系统进行了类似研究。研究证明了海相页岩层，即早侏罗纪Spekk层，属于区域有效源岩，为侏罗纪砂岩储积层（Halten Terrace地区的在产油田）提供了充填流体。但附近地区如靠近现有油田的深水区和远景区还未勘探。通过分析本地区的油气生成、排出、运移、积聚和保存的时间和位置，可将不确定因素降到最小，从而有利于对这些地区的评估。BPSM能够加深人们对本地区地质要素和石油

油田新技术

研究区深到白垩纪层顶的深度用不同色码表示，从绿色逐渐到紫色。两条二维地震测线在模型东北部交叉。图中竖线表示井。解释后的剖面图（左上）选自文献。建立的Petrel模型（右下）包含24个层，用相信息充填，以便进行PetroMod含油气系统模拟。

^ 挪威大西洋边缘区域级BPSM研究。该区域级模型覆盖大面积的挪威海上地区，是利用二维地震资料和大约200口井的资料（左下）建立的。由浅至

形成过程的了解并进行风险分析。

初始的区域级模型覆盖面积为700 x 400公里（435 x 250英里）。用Petrel软件建模网格为3 x 3公里（ 2 x 2英里）。该模型融合了18二维地震测线和198口井的资料。建模时采用挪威石油董事会的资料和已发布的剖面解释成果，提高了模型精度（上图）[30]。

将各层深度图作为地层输入数据加载到PetroMod 软件中，以进行区域级含油气系统模拟。再输入岩性和年代信息以及源岩潜力数据。然后，PetroMod软件利用边界条件，模拟区域级地层埋藏的影响，如压实造成的压力、孔隙度和渗透率的改变，还有整个地质时期的热变史、油气生成、运移和积聚等。

模拟结果表明石油生成于1.4－1.1亿年前的早白垩纪Spekk源岩的最深层部分。这些最深层的源岩经历了从干酪根彻底转化为石油的过程（右图）。

Spekk 层转化率

Halten Terrace

0

转化率，%挪 威Vøring 盆地

Møre 盆地

100

^ Spekk层中有机质向石油的转化。用PetroMod软件模拟当前地质条件的

结果表明，浅层不成熟源岩（蓝色）出现在挪威海上深盆地的东部和西部边缘地区。而在这些盆地中，源岩转化是过成熟的；100%的干酪根都转化成了油气。

28. Bird KJ：“Ellesmerian（！）Petroleum System，North Slope，Alaska，U.S.A”，Magoon LB和Dow WG（编辑）：The Petroleum System－From Source to Trap，AAPG Memoir，60卷，塔尔萨：AAPG（1994年）：339-358。29. Peters KE，Ramos LS，Zumberge JE，Valin ZC和Bird KJ：“De-Convoluting Mixed Crude Oil in Prudhoe Bay Field，North Slope，Alaska”，

Organic Geochemistry，39卷，第6期（2008年

6月）：623-5。30. Brekke H，Dahlgren S，Nyland B和Magnus C：“The Prospectivity of the V¢ring and the M¢re Basins on the Norwegian Sea Continental Margin”，Fleet AJ和Boldy SAR（编辑）：Petroleum Geology of Northwestern Europe：第五次会议文集。伦敦：地质学会（1999年）：261-274。

2009年夏季刊

N27

油气积聚模拟

00公里55 英里^ 油气积聚模拟结果。根据BPSM模拟结果，油（绿色）和气（红色）从

多种源岩运移并积聚到挪威近海的储集层中。其中许多模拟结果都与已探明油藏情况一致。图中白线表示泄油区边界。通过对积聚边界和泄油区边界进行可视化分析，可以帮助解释人员了解流体漏失和溢出的可能性。

在Halten Terrace的盆地东翼上，石油的转化还不彻底，而且仍在进行；迄今为止Spekk层生成的油气量很少。从另一方面来看，局部出现的Åre源岩－较深且不连续的早侏罗纪煤状碎屑岩层－大约在四千万年前的始新世时期开始生油。因此，认为Åre层是盆地边缘在产油藏的主要烃源。

利用PetroMod软件对Spekk层和Åre层进行成油模拟后，又对排出油气的运移和积聚过程进行了模拟（上图）。模拟输出图表明，在储层规模

和流体组分上，油气积聚模拟结果与该地区已知的在产油田数据匹配，使研究人员有信心将模拟结果应用到新远景区的调查中。

为考察目前油田周围可能的卫星远景区，建模人员借助三维地震资料用200 x 200米（656 x 656英尺）的网格建立了油田区域的精细局部模型，以得到详细连续层的几何形态资料。对地震资料进行测井数据标定和岩相反演，提高了该油田区域孔隙度和渗透率估算结果的准确性。再用新型PetroMod地震相细化技术把地震属性填入高分辨率层观测系统。这些更新后的岩石物性参数改善了局部细化模型，使它能够更精确地模拟油气从源岩到储集层的运移过程。通过局部网格细化将局部模型模拟结果与区域级模型结合起来，最终得到了更细致的油气三维分布模型，加深了对流体漏失、溢出等过程的了解（下图）。此外，通过模拟流体来源、组成和属性，准确了解了Halten Terrace油田产出油气的确切来源。

石油积聚N3000米）上模拟的石油积聚（绿色立方体）显示在小网格（200 x 200米）上时，可以进行更详细的模拟分析。

^ 油田级的油气积聚。PetroMod模型的两个曲面（大网格和小网格）展示了局部网格细化的能力。把最初在大网格（3000 x

28

油田新技术

条件下输出模拟的流体属性。这个例子给出了^ 模拟流体的积聚属性。PetroMod软件在指定

油藏条件下的流体体积、质量、密度、组分和相。在其他PVT条件下的属性，如在地表条件下，可通过相态分析器（右下）进行模拟。右上部的彩环用图形方式表示中间表格中的组分。如果出现蒸汽相（该积聚中没有出现），则在彩环中心显示其组分。中间表格定量描述了甲烷、C2－C5，C6－C14和C15+各组分的含量。该油气积聚主要来自三种源岩：Åre层，局部细化后网格内（intraLGR）和局部细化后网格外（extraLGR）的Spekk层。至少有60%的积聚来自LGR外（Spekk_extraLGR）的Spekk层。

31. Petmecky RS，Albertin ML和Burke N：“Improving Sub-Salt Imaging Using 3D Basin Model-Derived Velocities”，Marine and Petroleum Geology，26卷，第4期（2009年4月）：457-463。

2009年夏季刊

由于Spekk层油气转化程度低且厚度有限，其预期产油量较低，但油气积聚原地组分模拟表明，该层成油量要高于预期值（左图）。接近60%的油气来源于外部区域。如果只是对周围储层区块的体积进行模拟则会得到错误的油气积聚体积和组分模拟结果。加入区域级和油田级的信息有助于更好地了解本地含油气系统及其对油藏流体的影响。

流体组分是考察卫星油田过程中一个需要重点考虑的因素。该因素以及其他PetroMod模拟结果可以通过PetroMod-Petrel数据交换插件输入到Petrel软件，实现对所有现有油藏资料的整合和分析。对Halten Terrace的在产油田来说，这种措施有利于考察是否可将卫星油田回接至现有油田基础设施。未来的发展

BPSM的作用不仅仅是指示油气积聚。为了提高地震成像质量，BP的地学家使用PetroMod软件对墨西哥湾中部盐下地层的有效应力进行了模拟[31]。地学家把根据模拟结果导出的有效应力转换成地震速度，以此对三维地震资料进行重新偏移处理。应用改进的速度模型加强盐下构造体积的解释，建立储层和下伏源岩的最新模型。新成像结果对含油气系统的了解也有重要指导作用，包括修改源岩的解释深度和源岩的成熟度，扩大了成熟源岩的面积。钻井证明该远景区是一个大型油气发现，目前正在评估之中。

地学家正不断改进PetroMod系统，提高其建立精确BPSM的能力。例如，目前正在通过地震资料解释来确定层边界，用以建立几何模型。另一方面，确定了正确的约束条件后，可对地震资料进行反演，估计岩性和流体性质。这些资料可直接并入PetroMod属性网格中。

目前还正在建立PetroMod软件和

模拟储层地质力学的VISAGE软件的联系。这种联系将能够预测地质史上的应力场和孔隙压力，帮助石油公司评估造成圈闭泄露的盖层失效带来的风险。同时也可改善油井规划和定向钻井作业。

目前，斯伦贝谢的科学家还在开发模拟其他类型含油气系统的方法，如与煤层气、页岩气和甲烷水合物等相关的含油气系统。这种模拟能力可提高这些资源的局部和全球评估效果。

文中提及的大面积区域研究－如大规模三维地震勘探－需要巨额投入，单个公司可能无法承担。石油公司如果考虑多客户合作地震勘探和电磁勘探，就将有能力承担大型BPSM项目，这样就能在申请区块许可前预测和核验远景区构造。

现在，BPSM给石油行业带来了巨大革新。就在不久前，建立三维地震模型还只是专家级地质人员才能从事的工作，使用的软件和硬件相当烦杂。如今，在个人电脑上就能建立三维模型，使得更多不太专业的地学研究人员也能够参与其中。同样，BPSM一度只是高级勘探专家开拓探区时进行盆地级风险评估的活动领域。而现在，PetroMod系统较强的功能使得地质人员能够把BPSM的某些功能加入他们的标准工作流程中。现在，利用所发现流体的信息来更新模型，并把含油气系统模型用作油田生产周期内的开发工具，而不仅仅是在获得发现之前进行含油气系统模拟。

BPSM可以通过模拟过去来预测现在，是业界专业人员的有力工具。虽然BPSM还不能够准确对每一处油气积聚进行预测，但可帮助石油公司在未来发现更多的油气储量，规避高成本的钻井风险。 －LS

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