Математическое моделирование термической эволюции осадочных бассейнов и условий реализации их углеводородного потенциала

2
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ
ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНОВ И УСЛОВИЙ РЕАЛИЗАЦИИ ИХ УГЛЕВОДОРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
Введение.................................................................7
Глава 1. ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ФОРМИРОВАНИЯ РИФТОГЕННЫХ ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНОВ И СПЕЦИФИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ ИХ ТЕРМО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ИСТОРИИ............................ 17
1.1 Эволюционный ряд рифтогенных бассейнов и разнообразие геодинамических обстановок их формирования.........................................17
1.2 Термо-механические модели образования рифтовых бассейнов.......... 26
1.3 Кинема гика литосферных плит и специфические типы осадочных бассейнов . 32
1.4 Заключение и выводы по главе 1....................................44
Глава 2 “МОДЕЛИРОВАНИЕ БАССЕЙНОВ” КАК СИСТЕМА ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА ТЕРМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНОВ И РЕАЛИЗАЦИИ ИХ УГЛЕВОДОРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА................................46
2.1 Основные компоненты системы моделирования бассейнов ГАЛО......... 46
2.2 Реконструкция истории погружения осадочных слоев ................ 51
2.2.1 Консолидация осадков ..............51
2.2.2 Механизмы генерации АПД 53
2.2.3 Изменение пористости и обьем неуплотненных осадков......... 60
2.3 Восстановление термической истории бассейна 64
2.3.1 Уравнение теплопроводности .... 64
2.3.2 Конвективный фактор теплопроводности .... 65
2.3.3 Термофизические параметры осадочных пород .... 68
2.3.4 Термофизические параметры пород фундамента 72
2.3.5 Скрытая теплота плавления пород коры и фундамента 77
2.3.6 Граничные условия 78
3
2.3.7 Начальное распределение температур в литосфере .................... 81
2.3.8 Разностная схема 83
2.3.9 Номограммные методы оценки возмущений теплового потока.............89
2.4 Тектоническое погружение, растяжение и термическая активизация литосферы 96
2.5 Методы контроля палеотемпературной истории бассейна ................ 103
2.5.1 Отражательная способность витринита и степень катагенеза ОВ . . . 103
2.5.2 Температурно-временной индекс 107
2.5.3 Кинетические модели созревания витринита 109
2.5.4 Дополнительные методы оценки палеотемпературных условий ... 115
2.6 Моделирование истории реализации углеводородного потенциала нефтематеринских свит бассейна 117
2.6.1 Расчет объема и скоростей генерации углеводородов.............. 117
2.6.2 Восстановление спектра кинетических реакций по данным
открытого пиролиза ................122
2.6.3. Кинетические спектры стандартных типов керо1-ена и анализ
выхода отдельных фракций углеводородов ................128
2.7.Моделирование термического режима бассейнов в условиях похолодания климата в плиоцен-голоценовое время с учетом формирования и деградации криолитозон...........................................................................................................143
2.7.1 Учет плиоцен-1 олоценовых вариаций климата в процедуре моделирования бассейнов 143
2.7.2 Методика численного решения проблемы 145
2.7.3 Особенности моделирования и характерные черты эволюции криолитозон.......................................................................................................... 150
2.8 Численный анализ термической эволюции и созревания ОВ осадков под влиянием тепла интрузий 159
2.8.1 Характерные черты формирования ореола зрелости интрузивных
тел в осадках и методы моделирования процесса .......................159
2.8.2 Модель мгновенного вмещения интрузии 165
2.8.3 Модель с конечным временем формирования интрузии...................166
2.9 Заключение и выводы по главе 2 174
36
показаны на рис. 3-1 а. Положена полюсов векторов вращения плит показаны на рис. 3-1 а вместе с полюсами доверительной вероятности, размеры которых представлены и в табл.2-1. Дисперсия координат искомого вектора Ej (в том числе и полуоси эллипсов доверительной вероятности) определялись по известным формулам математической статистики:
Ф2Еі)-' = А/А,
где Лц - минор диагонального элемента jj в определителе А матрицы
W=(ATVA)-‘
Здесь
Аік=аІ/дЕк и Vik= Su/of.
Модель позволяла также оценивать представительность (вес) каждого і-ого данного (измерения величины или направления относительной скорости на границах плит) в определении искомых координат угловых векторов вращения плит:
PR(i) = 2* (Ра)2,
где
P=V1A(ATVA) ,ATV, и (VJarSu/cTi Значения представительности данных, используемых при вычислении моделей рис.З-і а, б и табл.2-1 подробно обсуждаются в (Галушкин, Ушаков, 1978, 1079; Ушаков, Галушкин, 1978). При выводе этой модели мы использовали 68 значений и 168 направлений относительных движений на границах плит, определенных по механизмам в очагах землетрясений и распределению магнитных аномалий. Использование новых данных по относительным движениям на границах Карибской и Филиппинской плит позволило уточнить результаты предыдущей модели мгновенной кинематики литосфсрных плит (Minster et al.,1974) для векторов, описывающих движения Карибской, Филиппинской и Наска плит (Галушкин, Ушаков, 1978 1979). Можно отметить, что последующие численные модели кинематики плит (Minster and Jordan, 1978) и непосредственные исследования относительных движений плит (Ward, 1990; Guptasarma et al., 1991 и другие) не внесли заметных изменений в результаты по движению литосферных плит, полученные в нашей модели.
Принципы модели мгновенной кинематики плит можно применить для оценки движения литосферных плит, в некой “абсолютной” системе координат, которую можно связать, например, с “горячими пятнами” мантии (Minster and Jordan, 1974; Ушаков,
Рис. З-la. Положение полюсов чі несенного отиостсяыЮТО вращения плит Земли. 1-полюса и і.тлипсгі 95%-eofl доверительной дерилтиосш: 2-идансіарнкк може сжаїия, 3-ош спрсдиша и трвнефэрмкие рвэ.юмы: 4-коив(ргеігтіпле границы плиг
(Гал)ШкИН, Ушаков. 1??8)