В системах моделирования бассейнов имеют дело с верти- кальными деформациями элемен- тов сети (скелета) при уплотнении пород. При этом процесс консоли- дации осадков рассматривается как медленное вертикальное ади- абатическое сжатие области, за- полненной осадочным материа- лом. Каждый из элементов осадоч- ного слоя уменьшается в размераx (сжимается) в соответствии с уменьшением пористости породы под действием вышележащей

нагрузки.

t - интервал времени отложения элементарного слоя осадков, z, на

поверхности бассейна. Консолидация лежащих ниже осадков под нагрузкой слоя z предполагается мгновенной. В периоды эрозии и перерывов в

осадконакоплении мощности слоёв осадков остаются неизменными.

В моделировании бассейнов процесс консолидации осадков рассматривается в обычном предположении о том, что изменение объёма твердой матрицы пород под действием лежащей выше нагрузки пренебрежимо по сравнению с уменьшением объёма их порового пространства (Perrier and Qublier, 1974):

z1·(1- (z1)) = z2·(1- (z2))

где (z)- пористость на глубине z и z1 и z2 - толщины

слоя на глубинах z1 and z2.

На этом соотношении основана процедура “разуплотнения” (decompaction), применяемая во всех системах моделирования бассейнов для восстановления истории погружения осадочных бассейнов.

В случае так называемого нормального давления поровое давление равно гидростатическому:

P = w g z

а величина эффективных напряжений в скелете определяется глубиной погружения и разностью между средней плотностью насыщенных водой осадков и плотностью воды.

ПРОБЛЕМЫ:

В глубоких частях бассейна (z > 2 – 3 км, Т >= 70 – 100°C кон- солидация осадков привлекает процессы растворения и осажде- ния минералов (кварца и др.), которые сильно зависят от темпе- ратуры и в значительно меньше от эффективных напряжений (Boorlykke, 1999). Консолидация осадков, вызванная хими- ческим диагенезом, т.е. немеханическая, может вызвать более интенсивное сокращение пористости, чем обычная механическая консолидация. Химические процессы более эффективно умень- шают проницаемось пород за счёт цементации материала, чем

обычное уплотнение (Nygard et al., 2004).

Ситуация, когда пористость пород в разрезе является однозначной функцией давления или глубины, является признаком нормального распределения порового давления в бассейне с глубиной, т.е. когда оно соответствует гидростатическому градиенту на данной глубине. Зоны АВПД развиваются в сравнительно ограниченных областях осадочного разреза, их возникновение является локальным событием по месту и времени своего проявления. Развитие ряда бассейнов протекало в отсутствии заметных аномальных поровых давлений в породах бассейна.

Поэтому использование заранее известной зависимости пористости от давления или глубины является общепринятым в системах моделирования бассейнов. Влияние локальных зон АВПД, анализируется обычно в рамках приближённых решений с подбором масштаба уплотнения породы.

При моделировании бассейнов задают свой закон изменения пористости породы с глубиной для каждого из осадочных слоёв бассейна. При этом

рассматривают три возможности:

1)экспоненциальная зависимость пористости от

Выше (0) - пористость осадков при отложении на поверхности

(среднее для верхних 100-150 м осадков данной литологии) и B - масштаб изменения пористости с глубиной.

В процедуре численного моделировании бассейнов процесс формирования осадочной толщи воспроизводиться последовательным отложением тонких слоёв неуплотнённых осадков z1 на поверхности

бассейна (слайд 11). Поэтому оценки необходимого объёма неуплотнённых осадков являются составной частью моделирования. При отложении элементарного слоя на поверхности, породы, лежащие ниже, уплотняются. Применяя соотношение (1) к мощности данного слоя z1 z

z2, наблюдаемой в современном разрезе, получаем объём

неуплотнённыx литологически однородных осадков Н0, который

необходимо отложить д

искретными порциями z1 на поверхности бассейна, чтобы в итоге с

Для экспоненциального закона (1) отсюда получаем:

Табл. 2-1 Среднемировые значения петрофизических параметров основных осадочных фаций