[发明专利]碳酸盐岩的沉积数值模拟方法

权利要求书

1.一种碳酸盐岩的沉积数值模拟方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)根据研究区测井、地震地质资料，分析得到储层中的沉积层序，得到数值模拟的边界条件中模型的期次参数；

2)根据研究区采样并收集岩心资料，分析岩样的密度，并对岩样的成分进行分析，得到沉积组分的化学组成和结构构造数据，为数值模拟提供沉积物的物理参数；

3)从沉积碳酸盐岩的沉积动力学特征出发，开展沉积学调查研究，建立水质模型确定研究区沉积碳酸盐岩的地质构造特征，从而得到数值模拟的水动力参数以及沉积参数；

4)根据步骤3)的水动力参数以及沉积参数，将研究区进行网格化，得到研究区的水质模型；

5)在步骤4)的水质模型的基础上，按照碳酸盐岩的形成方式的不同，根据不同碳酸盐岩沉积过程，计算不同碳酸盐岩沉积过程中，碳酸盐岩沉积物的沉积量m；将不同碳酸盐岩沉积过程的沉积量m计算求和，得到碳酸盐岩沉积物的总沉积量m_总；其中，

当碳酸盐岩的形成方式为生物化学沉降时，对于生物化学成因采用条件约束的方式，在步骤3)中对沉积环境的动态模拟的基础上，根据生物成因的条件分析，生物成因碳酸盐岩的生长速率，计算得到生物化学成因的碳酸盐岩沉积物的沉积量；

沉积公式如下：

m_生＝a₁C_co2*bH*cT

其中m_生为生物化学成因的碳酸盐岩沉积物的沉积量；

C_co2为co₂的浓度；

H为水深；

T为温度；

a₁、b、c、为二氧化碳、水深、温度在生物化学沉降过程中的权重系数；

或者，当碳酸盐岩的形成方式为化学沉降时，对于化学沉降形成的碳酸盐岩，根据步骤3)中对沉积环境的动态模拟的基础上，根据碳酸盐沉降的临界浓度，计算得到化学沉降形成的碳酸盐岩沉积量；

沉积公式如下：

m_化＝a₂C_co2

其中m_化为化学沉降形成的碳酸盐岩沉积量；

C_co2为co₂的浓度；

a₂为二氧化碳在化学沉降过程中的权重系数；

当碳酸盐岩的形成方式为碳酸盐岩的机械破坏再沉降时，对于机械破坏再沉积的过程，采用与碎屑岩机械沉积过程相同的方法进行沉积量的计算；

计算公式如下：

m_机械＝m_sed-m_ero

其中m_机械为机械破坏再沉积的过程中碳酸盐岩沉积量；

m_sed＝C*T；

m_ero＝eV；

m_sed为沉积量；

m_ero为剥蚀量；

C为沉积物的浓度；

T为模拟的时间；

V为水流的速度；

e为流速对剥蚀的影响因子；

6)根据沉积物的总沉积量m_总和岩石的密度公式ρ＝m/v，计算沉积物的总体积v_总；其中，ρ为不同成因的沉积物的密度、m为质量、v为体积；

7)由沉积物的总体积v_总，根据所处网格的大小计算沉积物的厚度，将沉积物的厚度叠加到初始底型上，得到底型的变化，作为下一时刻的沉积底形；

8)重复上述步骤5)至步骤6)，直至模拟结束实现对研究区的碳酸盐岩沉积过程定量表征，得到沉积区的碳酸盐岩的沉积过程模型。

2.根据权利要求1所述碳酸盐岩的沉积数值模拟方法，其特征在于：所述步骤3)中，确定研究区沉积碳酸盐岩的地质构造特征，从而得到数值模拟的水动力参数以及沉积参数具体方法：

1)首先依据Navier-Stocks方程的并行有限元算法模拟研究区的盐度分布，离子组分分布，将盐度、离子组分分布数据与地质资料进行对比分析，调整边界条件参数，使物理条件参数符合地质条件；

2)Navier-Stocks方程在控制方程的基础上对包括粘度、密度、重力加速度、水体的盐度物理条件进行表征，得到各个位置的温度、盐度、深度的物理参数，得到水质模型。