二维复杂构造盆地模拟神器（附墨西哥湾战例）

刘萝卜锅

二维复杂构造盆地模拟神器（附墨西哥湾战例）

作者：姚同云

在挤压盆地等复杂构造条件下开展盆地模拟具有极大难度，主要难点有三个：

一是描述现今复杂的构造形态，例如大型铲式断层、逆冲断块、盐底辟等，常规的块中心网格难易表征（图1）；

二是恢复盆地侧向变形量（挤压量或者拉伸量）（图2）；

三是在动态网格上模拟油气的生排运聚过程（图3）。

目前没有合适的模拟技术手段开展二维或者三维尺度模拟工作。TemisFlow明年将推出二维复杂构造区盆地模拟模块，专门解决上述三个问题。该模块有两个优点：

一是简单、高效地连续处理多个地质方案；

二是可以在动态网格上模拟油气的生排运聚过程。

图1 复杂构造形态（大型铲式断层、逆冲断块、盐底辟）

图2 盆地侧向构造变形和演化

图3 盆地复杂构造变形与有利油气聚集区

应用TemisFlow二维复杂构造盆地模拟技术恢复了墨西哥湾盆地某区块二维构造演化史（图4）。研究区早期沉积了一套盐岩，中期盐岩受区域挤压构造作用沿开启的断层或者构造高点突破上涌，形成了一系列盐底辟构造。构造运动一直持续至现今，但是后期盐体不再变形活动，顶部沉积几套上覆地层。

图4 墨西哥湾盆地某剖面二维构造演化史

在地层构造演化史恢复的基础上，模拟了二维剖面尺度地温场演化史（图5）。早期地层埋深浅，温度低；随着盆地基底沉降，地层沉积埋藏加深，较早沉积的地层地温显著增大；受构造挤压、断层活动和盐体上涌的影响，地温场非均质性较强，抬升的断块温度大于同深度地层的温度。

图5 墨西哥湾盆地某剖面二维地温场演化史

在盆地地史、热史和烃源岩生排烃史模拟的基础上，模拟了墨西哥湾盆地某区的油气运移和聚集史（图6）。受构造运动影响，油气主要沿开启的断层以及盐体和地层的接触面向上运移。但是由于早期断层断穿至地表，当时形成的古油藏遭到一定的破坏，油气沿断层散失至地表。晚期油气继续向上运移，主要在与盐体、断层和褶皱相关的圈闭中聚集。

图6 墨西哥湾盆地某剖面二维油气运聚史

TemisFlow二维复杂构造盆地模拟技术通过定量表征复杂的构造形态和几何构造变形史，合理恢复复杂的盆地构造演化史。在复杂地史恢复基础上，进一步提供了配套的热史、生排烃史和油气运聚史模拟技术，能够研究复杂构造运动对温压场、压实成岩、烃源岩热成熟、油气生成和运聚的影响，分析不同圈闭充注史和成藏模式，对于复杂构造区的石油地质定量研究和油气勘探评价工作具有重要意义。

图7为三种典型的成藏充注模式，不同圈闭的充注史不同。埋藏深的圈闭距离烃源岩较近，一直有油气供应、充注，但是晚期受断层活动影响，油气散失运移至浅层（红色）。链接断层的浅层圈闭“晚期成藏”，深层古油藏遭遇断裂破坏作用，一定数量的油气沿断层运移至浅层成藏，但是由于断层持续活动，油气二次运移形成的浅层油气藏也遭到一定的破坏（蓝色）。浅层构造背斜圈闭也属“晚期成藏模式”，但是由于距离断层较远，形成的油气藏后期没有遭遇破坏（绿色）。

图7 墨西哥湾盆地某区圈闭油气充注史

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