深层油气勘探面临钻井资料少、地震品量差、地层非均质性强、定量化研究程度低等挑战，**盆地模拟方法采用传统的“蛋糕式”盆地充填模型，不能有效考虑层内沉积、成岩非均质性，制约了深层油气勘探。基于地质过程约束的沉积-成岩-成藏一体化盆地数值模拟方法，能充分考虑沉积、成岩过程及其形成的非均质性，为深层油气勘探盆地尺度油气成藏过程和有利聚集区优选提供定量参考。相较于传统盆地模拟方法，一体化盆地模拟方法能更充分体现地质体的沉积和成岩非均质性，使油气分布定量预测结果更合理。《深层盆地勘探定量评价方法与应用》呈现的沉积-成岩-成藏一体化盆地数值模拟方法对标斯伦贝谢（Schlumberger）公司、法国石油研究院（IFP）和斯坦福大学在盆地模拟方面昀新进展，部分成果处于****地位。

**章绪论
　　沉积盆地是地球垂直运动与水平运动作用下形成的地表负向构造单元，是地球内外动力和各圈层演变及其相互作用的天成产物，是地球各圈层动态演变和各类动力相互作用的天然记录仪与自然史记录（刘池洋等，2015）。地表圈层由沉积盆地、造山带及地盾三大类型构造单元构成，若将地史上曾存在、后期已遭改造破坏、但现今仍有沉积矿产勘探开发远景的残留沉积盆地（体）计算在内，沉积盆地约占地球总表面积的94%（刘池洋，2008）。盆地内矿产资源与能源丰富，包括了石油、天然气、煤、油页岩等能源资源和膏盐、水晶、黏土矿、明矾石矿等非金属矿产，以及砂岩型铜矿、磁铁矿、铝土矿等金属矿产等（刘池洋等，2005；代世峰等，2006）。虽然一小部分油气资源被发现于花岗岩层或深大断裂附近
　　（张景廉等，2013），但石油和天然气主要还是富集在沉积盆地内，盆地充填为油气的形成与富集提供了必要的烃源岩、储集层、盖层和圈闭等成藏地质要素，盆地演化记录了油气的生成、运移、聚集与调整改造过程。对沉积盆地进行勘探评价，能明确石油和天然气的形成条件、成藏过程与富集规律，计算含油气盆地油气资源量，是油气勘探工作的初始阶段，也是*为关键的阶段，为明确沉积盆地是否值得勘探、是否有勘探价值的层位和资源量以及油气勘探区带优选提供直接依据。
　　**节沉积盆地及其充填过程
　　沉积盆地的形成受地球内外动力和各圈层演化与相互作用影响，是一个复杂的巨系统，对其全面系统分类是一个复杂的系统工程（刘池洋等，2005，2015），且很难面面俱到。本节简要介绍国内外沉积盆地的主要分类原则和方案，明确沉积盆地的多样性和复杂性，对其中具有中国特色的叠合盆地和前陆盆地做了*立介绍。在此基础上，简要阐述沉积盆地的充填过程与研究手段，了解油气成藏要素的构成。
　　一、沉积盆地分类
　　（一）分类原则
　　理想情况下，分类是对自然界无序的事物进行重新汇编，避免因分类不明而产生混乱（Ingersoll and Busby，1995）。在这层意义上，针对沉积盆地的分类既应该揭示盆地的形成机制，也应该反映自然界沉积盆地的变化性（Allen and Allen，2005）。
　　由于前人对沉积盆地分类时的出发点、侧重点不同、所用术语有分歧，国内外沉积盆地的分类一直存在争议，主要体现在以下几方面：①以偏概全，如将发育演化时间长的大型（叠合）盆地某一局部时（时代）空（地区）的构造属性，作为整个盆地的代表；②将今当古，将后期已遭强烈改造的现存残留盆地，或后期隆升的周边山系，作为沉积时的原始盆地和盆山关系对待；③词不达意，如所用词语本身的内涵与作者所理解、拟表达的认识不尽一致等。为此，刘池洋等（2015）提出了沉积盆地分类的整体性、层次性、关联性、典型性和可对比性原则。
　　整体性、层次性和关联性是组成（复杂）系统一般应具备的三个要素。地球上的盆地可分为多个特征有别、相对*立、不同类别和级别的系列或个体（即层次性）；各类不同层次盆地之间有机关联、彼此影响、相互依存或转变（即关联性）；其存在和特征具有相对*立性，由诸盆地构成的各系列类型共同反映了地球演化中沉降及隆升相关动力作用体系的整体（即整体性）。
　　典型性和可对比性是指分类中的每个盆地都应有其对应的位置，或唯一的位置（即典型性或代表性），而不是可随意置放或归入多个位置。这样，既有利于将不同类型盆地发育与区域或地球动力环境相联系，研究和预测其形成演化或演变方向及其与时空上其他盆地的关系，又可根据区域大地构造环境、改造残留盆地或地质体和时空相关盆地及其组合，追溯和恢复遭改造盆地甚或已消失盆地的存在、面貌及其类型等（即可对比性或预测性）。
　　（二）分类方案
　　1.国外**盆地分类方案
　　沉积盆地的分类方案具有较大的共同性，即均是以板块构造运动理论为基础。Dickinson（1974）强调了沉积盆地分类应考虑盆地相对于岩石圈下层类型、盆地到板块边缘距离和距盆地*近的板块边界类型（离散型、汇聚型和转换型），对后期的盆地分类方案有重要影响，并在此基础上，划分出五大类盆地类型：大洋盆地、大陆边缘裂陷盆地、沟-弧系统盆地、缝合带盆地和陆内盆地。
　　Ingersoll和Busby（1995）明确了6种沉积盆地沉降机制，并以此划分出26种盆地类型（表1.1）。6种沉降机制总结如下：
　　（1）地壳岩石圈减薄，主要由岩石圈拉张或地表剥蚀引起；
　　（2）岩石圈增厚，比如由岩石圈拉张后的冷却或软流圈熔融物质增生引起；
　　（3）由沉积物和火山物质负载引起的地壳均衡补偿；
　　（4）由构造负载引起的地壳均衡补偿；
　　（5）由俯冲板块破裂或地壳密度分异引起的下地壳负载；
　　（6）由俯冲岩石圈板片冷却引起的软流圈流动。
　　2.国内典型的盆地分类方案
　　国内学者从不同角度、不同侧重点，按照不同标准已对沉积盆地进行了大量分类研究（彭作林等，1995；田在艺和张庆春，1996；琚宜文等，2015；刘池洋等，2015；窦立荣和温志新，2021），在此不再一一赘述。刘池洋等（2015）在总结前人诸多分类方案基础上，以大地构造位置、地壳-岩石圈类型、沉降动力与形成动力环境、盆地结构与构造特征和基底性质与结构、沉积环境与充填特征这五大方面为分类依据，提出八大类成盆动力环境和44种盆地类型（亚类）划分方案，具有分类的全面性和广泛代表性。在此分类方案基础上，考虑到中国地学工作者往往重视形成盆地动力的构造力学性质，即应力的挤压、拉张和走滑特性，进而根据动力学环境划分的盆地类型，按盆地主要构造力学性质的不同重新聚类汇编（表1.2）。将盆地按主要应力类型类聚，便于对同应力盆地进行对比研究和相互借鉴。同应力属性的盆地具有较多共性，如不同构造动力环境中的前陆盆地（周缘前陆、弧背前陆和陆内前陆盆地）、张性块断盆地（大陆裂谷、陆内断陷、拉裂盆地、拉分盆地、碰撞谷等）等。
　　3.叠合盆地和陆内前陆盆地（中国型前陆盆地）
　　中国中西部地区的沉积盆地具有明显不同于国外其他沉积盆地的特征，一般经历了长期、复杂的构造演化过程，具有多期成盆、动力环境复杂的特征，形成了多个大型叠合盆地（如塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地）和陆内前陆盆地（也称“中国型前陆盆地”，如库车前陆盆地、塔西南山前拗陷、准南缘前陆盆地）。这些盆地也是国内油气勘探开发的重点领域，具有重要的研究意义，一方面是因为这两类盆地的特殊性和重要性，另一方面叠合盆地也是本书后续章节的主要研究对象，所以有必要对其进行简要阐述，为后续章节奠定基础。
　　（1）叠合盆地
　　不同学者根据自己所研究盆地的特征与认识，给出了对“叠合”概念的理解，并提出了不同的“叠合盆地”概念（贾承造等，1992；张渝昌，1997；庞雄奇等，2002）。何登发等（2004）指出叠合盆地是经历了多阶段运动体制（包括构造体制和热体制）的变革，不同阶段的原型盆地发生叠合而形成的具有叠加地质结果的盆地。刘池洋等（2022）将叠合盆地定义为不同世代相对*立盆地上下沉积叠置而成的组合盆地，认为叠合盆地的下伏盆地在后期被叠加深埋，即使其沉积实体主体仍被保存，但盆地的表观、结构、流体系统和温压环境等已遭受了较明显的改造而有较多变化，属改造型盆地大类系列（刘池洋，2008）。他们认为叠合盆地不属于“多旋回”“继承性”盆地，而是组合盆地，由两个相对*立盆地上下叠置而成，不是同一盆地多旋回演化，也不是同一盆地继承发展形成的。根据叠合盆地的演化和改造过程，综合盆地规模、特征与叠置关系，将其划分为以下4种类型（刘池洋等，2022）。
　　易延叠合型：上下盆地间断时间短、叠合程度高；下伏盆地改造较弱、保存良好；若后期改造不强，上下盆地的连通性一般较差。改造叠合型：上下盆地演化间断时间较长，地质特征差异较大；叠合前下伏盆地改造强烈；与差异叠合型的区别是上下盆地叠合程度较高。差异叠合型：上下盆地的间断时间、展布范围、沉积特征、结构构造、叠合程度等差别较大；叠合前下伏盆地多遭改造。多重叠合型：两个以上相对*立盆地先、后上下沉积叠置。
　　（2）陆内前陆盆地（中国型前陆盆地）
　　中国中西部环青藏高原构造域发育多个大型陆内前陆盆地（如南北天山山前的库车前陆盆地和准南前陆盆地、昆仑山前的塔西南前陆盆地、祁连山北缘的酒泉盆地等）。这些地区在造山和成盆作用过程中，同期并没有发生陆陆碰撞或大洋板块的俯冲作用，这与**的前陆盆地形成动力学环境不相符（Dickinson，1976；Miall，1984；刘池洋等，2002）。国内学者将其称为类前陆盆地、再生前陆盆地和陆内前陆盆地等（刘池洋等，2002），而国外学者将这类型盆地命名为“中国型盆地”（BallyandSnelson，1980），以体现其*特性与地域性。中国中西部的这类型盆地主要形成于新生代，是新特提斯洋闭合后的远程响应，特别是晚新生代以来受控于印度板块碰撞引发的青藏高原隆升和持续扩展的构造动力，形成大陆聚敛环境，引发陆内各块体间挤压导致造山和挠*成盆作用发生（田作基等，1996；刘池洋等，2002）。

目录
丛书序
前言
**章 绪论 1
**节 沉积盆地及其充填过程 1
一、沉积盆地分类 1
二、沉积盆地充填与含油气系统 7
第二节 沉积盆地油气勘探评价内容与方法 9
一、评价内容 10
二、评价方法 10
第三节 深层油气勘探现状与勘探评价特殊性 11
一、深层油气勘探现状 11
二、深层油气勘探评价特殊性 12
第四节 深层油气勘探盆地定量评价的可行性技术 13
第二章 盆地与含油气系统模拟 15
**节 内涵、作用与发展历程 15
一、盆地模拟与含油气系统模拟的区别及联系 15
二、概念与内涵 16
三、主要作用 17
四、发展历程 17
第二节 “五史”模型基本方法与原理 20
一、地史模型 20
二、热史模型 27
三、生烃史模型 33
四、排烃史模型 35
五、油气运聚史模型 37
第三节 模型建立与模拟流程 42
一、模型建立 42
二、模拟过程与结果 46
第四节 盆地模拟软件发展与应用现状 47
一、模拟软件发展现状 47
二、模拟技术应用现状 48
第五节 存在问题与发展趋势 50
一、存在问题 50
二、发展趋势 51
第三章 沉积正演数值模拟 54
**节 沉积数值模拟简介、发展历程与分类 55
一、沉积数值模拟简介 55
二、发展历程与现状 56
三、分类 57
第二节 基于水动力学的碎屑岩沉积数值模拟方法 59
一、流体动力学方程的建立 59
二、流体动力学方程的求解 61
三、沉积物的侵蚀、搬运和沉积数值计算 63
四、基于水动力学的碎屑岩沉积模拟应用 65
第三节 基于模糊逻辑的碳酸盐岩沉积数值模拟方法 66
一、模糊逻辑规则 66
二、碳酸盐岩沉积模拟的变量与表达形式 67
三、基于模糊逻辑的碳酸盐岩沉积模拟应用 68
第四节 关键参数与模拟结果 69
一、沉积正演模拟的一般流程 70
二、关键输入参数 71
三、模拟结果 73
第五节 Sedfill3D沉积正演数值模拟软件 77
第四章 成岩作用数值模拟 83
**节 沉积盆地储层成岩作用 83
一、储层成岩演化过程 83
二、储层成岩作用类型 84
第二节 成岩过程中的水岩反应 85
第三节 成岩数值模拟原理与软件 86
一、成岩作用数值模拟介绍 86
二、成岩数值模拟基本原理 87
三、成岩数值模拟软件 91
第四节 成岩数值模拟应用实例 96
一、大气淡水淋滤对不同类型碳酸盐岩矿物转化与孔隙变化的影响 96
二、频繁暴露条件下大气淡水淋滤对非均质碳酸盐岩储层的影响 102
第五章 沉积-成岩-成藏一体化模拟方法 105
**节 沉积-成岩-成藏一体化模拟方法现状及必要性 105
一、沉积-成岩-成藏一体化模拟方法现状 105
二、沉积-成岩-成藏一体化模拟方法建立的必要性 107
第二节 沉积-成岩-成藏一体化盆地模拟方法建立 108
第六章 塔里木盆地台盆区超深层沉积-成岩-成藏耦合模拟与油气分布预测 110
**节 台盆区下奥陶统蓬莱坝组沉积过程模拟与非均质性刻画 110
一、研究范围与概念模型 110
二、关键模拟参数 113
三、沉积模拟结果与合理性验证 120
四、蓬莱坝组沉积非均质性定量表征 126
第二节 台盆区中？下奥陶统碳酸盐岩成岩过程模拟与孔隙度演化 127
一、顺南地区中？下奥陶统台地相碳酸盐岩成岩作用类型与序列 127
二、不同相带碳酸盐岩成岩过程与孔隙度演化数值模拟 130
第三节 沉积？成岩？成藏一体化盆地模拟与深层油气分布预测 135
一、耦合沉积？成岩模拟结果的三维盆地模拟地质模型建立 135
二、深层烃源岩生排烃演化特征 138
三、顺北地区中？下奥陶统油气成藏过程与模式 140
四、台盆区中？下奥陶统深层油气分布预测 149
第七章 四川盆地中部（超）深层油气成藏耦合模拟与有利区预测 152
**节 川中地区灯影组构造？沉积过程模拟与裂陷槽成因 152
一、灯影组沉积相类型和垂向发育特征 152
二、灯影组构造？沉积过程数值模拟与沉积非均质性表征 159
三、川中地区灯影组裂陷槽成因机制 173
第二节 灯影组不同相带碳酸盐岩成岩过程模拟与孔隙度演化 179
一、灯影组碳酸盐岩成岩作用类型 179
二、灯影组不同相带碳酸盐岩成岩演化过程 183
三、不同相带碳酸盐岩成岩过程数值与孔隙度演化 186
四、台地相各亚相碳酸盐岩成岩演化差异与控制因素 190
第三节 震旦系—寒武系油气成藏耦合模拟与有利区预测 191
一、耦合灯影组沉积与成岩模拟结果的三维盆地模拟地质模型 191
二、烃源岩生烃演化特征 193
三、灯影组油气运聚过程模拟与有利区预测 196
参考文献 198