[发明专利]基于自然物源的沉积数值模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及自然物源模拟技术领域，具体涉及的是一种基于自然物源的沉积数值模拟方法。

背景技术

传统的地质研究中对于自然物源的研究甚少，现有研究往往采用沉积物理模拟方法，即通过水槽实验模拟自然物源，但水槽实验存在着许多缺陷，首先，水槽实验在沉积物的选择上不够精细；其次，水槽实验限制了模拟自然物源的规模；另外，若做大型水槽物理模拟实验不仅耗时长、且耗资大。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种模拟成本低、耗时短、误差小的基于自然物源的沉积数值模拟方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于自然物源的沉积数值模拟方法，包括以下步骤：

1)对待研究自然物源区进行网格精细划分，根据待研究自然物源区的地质概况和沉积背景资料，运用差值的方法，得到待研究自然物源区的底形数据，构建初始自然底型；

2)对步骤1)的初始自然底型开展沉积动力学研究，确定初始自然底型的物源区和沉积区的沉积动力控制因素的边界条件，对初始自然底型的沉积物的沉积过程进行模拟，然后，分析沉积物及沉积地层的剥蚀情况，计算沉积物及沉积地层剥蚀后的量，并将其作为物源区沉积物从河流入口流向沉积区的沉积物参数；

3)根据步骤1)中网格的大小，计算沉积区中沉积物的沉积厚度，将沉积厚度叠加到步骤1)的初始自然底型上，并将其作为下一时刻的沉积底型，然后，从步骤2)循环，直至模拟结束实现对待研究自然物源区的模拟。

进一步地，所述步骤1)中待研究自然物源区的地质概况和沉积背景资料包括单井的分层数据、单井沉积相分析成果数据、单井储层结构参数、单井的储层旋回性分析数据、单井的沉积物组分分析数据、单井的沉积演化史数据、单井的古构造恢复数据。

进一步地，所述步骤2)中沉积动力控制因素包括流量、流速、沉积物参数；所述沉积物参数包括沉积物的密度、粒径。

进一步地，所述步骤2)中初始自然底型的沉积物的沉积过程的模拟采用沉积传输方程、沉降方程进行，且初始自然底型的沉积物的沉积过程的模拟包括水动力模型、沉积模型和地貌模型。

进一步地，所述步骤2)中沉积物剥蚀后的量的计算采用粘性和非粘性泥沙的剥蚀方程进行计算；

所述粘性泥沙的剥蚀方程为：

式中，E^(l)为侵蚀流量，M^(l)为自定义侵蚀参数，为侵蚀步长函数；

所述非粘性泥沙的剥蚀方程为：

式中，c^(l)为浓度，为参考浓度，a为参考高度，h为水深，z为河床海拔，A^(l)为Rouse数；

所述步骤2)中沉积地层剥蚀后的量的计算所采用的方程为：

式中，D为岩石侵蚀速率，M为方解石的摩尔浓度，ρ为岩石密度，P为降水量，E为蒸发量，C_eq为在一定温度T和压力条件下开放溶液系统中方解石的溶解度，可以用质量作用定律和离子守恒定律计算得出，K₁，K₂，K_H和K_C质量作用定律常数，且K_H为亨利常数，K_C为方解石溶解常数，和分别为方解石和重碳酸盐的活动系数。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明在充分考虑了物源区及沉积区的水动力特征下，采用水动力数值模拟的方法研究自然物源，使之与实际的沉积过程更加接近，为油气的勘探开发提供指导。

2、本发明的水动力数值模拟采用计算机进行，可设置各定量的沉积物参数，物源区规模的调控空间较大，模拟成本低，较现有水槽物理模拟耗时短，模拟过程中人为干扰因素小，误差小。

附图说明

图1为本发明基于自然物源的沉积数值模拟方法中沉积物的沉积过程模拟示意图。

图中：物源区1、河流入口2、沉积区3。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

基于自然物源的沉积数值模拟方法，包括以下步骤：

1)对待研究自然物源区进行网格精细划分，根据待研究自然物源区中单井的分层数据、单井沉积相分析成果数据、单井储层结构参数、单井的储层旋回性分析数据、单井的沉积物组分分析数据、单井的沉积演化史数据、单井的古构造恢复数据，运用差值的方法，得到待研究自然物源区的底形数据，构建初始自然底型；