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构造应力场、温度场及两场的耦合场研究是石油地质领域最前沿的研究内容之
一。构造应力,热应力在有机质生烃和运移中发挥着重要作用。应用于地学中的有
限元法是利用数学、力学,地学中的有限个测点的应力资料来恢复盆地的构造应力
场。本文通过研究非线性弹塑性有限元的算法,利用弹性介质中流体运移的基本方
程及由基本方程推导的有限元公式,使用高级CAD工具之一(大型通用有限元分析
软件ANSYS),进行了东营凹陷应力场的数值模拟。
通过对东营凹陷第三系沙四段(Es4)、沙三段(Es3)、沙二段(Es2)、沙
一段(Es1)、东营组(Ed)、馆陶组(Ng)、明化镇组(Nm)7个层系的构造应
力场进行模拟,结果表明:在东营凹陷第三系油气聚集区,利津洼陷、牛庄洼陷及
民丰洼陷多处于高值区,而中央隆起带应力值较低。中央隆起带相比其他三个洼陷
为有利的油气聚集区。Es4-Es3存在大规模的运移排烃;沙一期无明显油气运移现
象发生。
对东营凹陷第三系沙四段(Es4)、沙三段(Es3)、沙二段(Es2)、沙一段
(Es1)、东营组(Ed)、明化镇组(Nm)6个层系温度场模拟分析结果表明:东
营凹陷第三系牛庄、利津、民丰洼陷的热通量值一直处于高值区,而博兴洼陷热通
量值随深度变化,也有变化,且一直处于低值区。沙三期~沙二期烃源岩已基本成
熟。牛庄、利津、民丰洼陷易进入生油门限而成熟生油。
对东营凹陷第三系沙四段(Es4)、沙三段(Es3)、沙二段(Es2)、沙一段
(Es1)、东营组(Ed)、明化镇组(Nm)6个层系的构造应力和温度场共同作用的
耦合场分析表明:民丰洼陷,牛庄洼陷,利津洼陷应变能量强,博兴洼陷应变能量
弱的特征;而单元总应变与应变能大小分布相对基本一致,中央隆起带的应变能比
以上四个洼陷都小。因此民丰洼陷,牛庄洼陷,利津洼陷易进入生油门限而成熟生
油,向中央隆起带聚集油气,中央隆起带是有利的油气聚集区。
关键词:东营凹陷 构造应力场 温度场 耦合场 有限元