碳酸盐岩沉积过程数值模拟方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种碳酸盐岩沉积过程数值模拟方法及系统，其方法包括：步骤一、根据实际研究区域构建包括多个格点的平面网格模型；步骤二、获取当前沉积模拟时刻的环境物理参数、种群参数及上一沉积模拟时刻各格点的种群数量，并基于适用于多物种的Generalized Lotka

【技术实现步骤摘要】
碳酸盐岩沉积过程数值模拟方法及系统


[0001]本专利技术涉及碳酸盐岩沉积
，具体涉及一种碳酸盐岩沉积过程数值模拟方法及系统。

技术介绍

[0002]在传统的地质研究中，碳酸盐岩储层作为重要的石油储层类型之一，对石油的勘探开发有着重要的研究意义。现代沉积调查表明，碳酸盐岩沉积过程与生物活动密切相关。
[0003]现有的碳酸盐岩沉积数值模拟技术仅采用随机方法或者仅考虑单一生物与环境之间关系，而未考虑同一种生物种群的内部竞争关系以及多物种间的相互作用对碳酸盐岩沉积过程的影响，导致对碳酸盐岩沉积过程的数值模拟缺乏合理性，模拟结果不够精确。
[0004]因此，急需提出一种碳酸盐岩沉积过程数值模拟方法及系统，用于解决现有技术中存在的对碳酸盐岩沉积过程的数值模拟不合理且模拟结果不够精确的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种碳酸盐岩沉积过程数值模拟方法及系统，用以解决现有技术中存在的对碳酸盐岩沉积过程的数值模拟不合理且模拟结果不够精确的技术问题。
[0006]一方面，本专利技术提供了一种碳酸盐岩沉积过程数值模拟方法，包括：
[0007]步骤一、根据实际研究区域构建平面网格模型，所述平面网格模型包括多个格点；
[0008]步骤二、获取当前沉积模拟时刻的环境物理参数、种群参数以及上一沉积模拟时刻各格点的种群数量，并基于适用于多物种的Generalized Lotka
‑
Volterra模型、所述环境物理参数、所述种群参数以及所述上一沉积模拟时刻的种群数量确定当前沉积模拟时刻所述多个格点中各格点的当前种群数量；
[0009]步骤三、基于碳酸盐岩垂向产率模型以及所述当前种群数量确定当前沉积模拟时刻的碳酸盐岩生物产率，并基于所述碳酸盐岩生物产率确定当前沉积模拟时刻的碳酸盐岩沉积厚度；
[0010]步骤四、确定上一沉积模拟时刻的沉积地形，将所述碳酸盐岩沉积厚度叠加至所述沉积地形，获得当前沉积模拟时刻的当前沉积地貌；
[0011]步骤五、将所述当前沉积地貌作为下一沉积模拟时刻的沉积地形，将所述下一沉积模拟时刻作为当前沉积模拟时刻，将所述当前种群数量作为下一沉积模拟时刻的种群数量，并重复步骤二至步骤四，直至到达沉积模拟结束时刻，获得所述实际研究区域的碳酸盐岩沉积过程。
[0012]在一些可能的实现方式中，
[0013]所述种群参数包括各物种的固有出生率、固有死亡率、环境对各物种的承载能力、各物种的种群迁移率以及描述物种间相互作用的群落矩阵，所述种群矩阵中的每个元素为两物种间的竞争系数；所述步骤二包括：
[0014]基于所述各物种的固有出生率、固有死亡率、环境对各物种的承载能力、各物种的
种群迁移率、所述群落矩阵以及上一沉积模拟时刻各格点的种群数量确定网格演化规则；
[0015]基于所述Generalized Lotka
‑
Volterra模型以及所述网格演化规则确定当前沉积模拟时刻所述多个格点中各格点的种群数量。
[0016]在一些可能的实现方式中，所述环境物理参数包括环境承载能力；所述Generalized Lotka
‑
Volterra模型为：
[0017][0018]式中，N
i
为上一沉积模拟时刻各格点第i个物种的种群数量；t为时间；R
i
为第i各物种的固有出生率；K
i
为环境对第i个物种的承载能力；N为物种数量；A
ij
为第j个物种对第i个物种的竞争系数；M
i
为第i个物种的固有死亡率；I
i
为第i个物种的种群迁移率。
[0019]在一些可能的实现方式中，物种包括捕食者和猎物，所述网格演化规则为：
[0020][0021][0022][0023]式中，X为格点被猎物占据；Y为格点被捕食者占据；S为格点未被任何物种占据；p1捕食者对猎物的捕食率；p2捕食者的固有死亡率；p3猎物的固有出生率；p1，p2，p3实时满足于Generalized Lotka
‑
Volterra模型。
[0024]在一些可能的实现方式中，所述碳酸盐岩垂向产率模型包括底栖生物碳酸盐岩产率模型，所述碳酸盐岩沉积厚度包括底栖生物碳酸盐岩沉积厚度；所述底栖生物碳酸盐岩产率模型为：
[0025]E(x,y)＝e
x,y
*t
s
*R
x,y
[0026][0027]式中，E(x,y)为底栖生物碳酸盐岩沉积厚度；e
x,y
为底栖生物碳酸盐累计率；t
s
为当前沉积补偿；R
x,y
为产率系数；e
m
为(x,y)格点处岩相的最大积累速率；I0为地表光照强度；I
k
为饱和光照强度；k
e
为生物灭绝系数；wd
(x,y)
为(x,y)格点处的水深。
[0028]在一些可能的实现方式中，所述碳酸盐岩垂向产率模型还包括深海远洋带碳酸盐岩产率模型，所述碳酸盐岩沉积厚度还包括深海远洋带碳酸盐岩沉积厚度；所述深海远洋带碳酸盐岩产率模型为：
[0029][0030]式中，P(x,y)为深海远洋带碳酸盐岩沉积厚度；P
max
为深海远洋带碳酸盐最大产量；P
f
为指数衰减系数。
[0031]在一些可能的实现方式中，所述确定上一沉积模拟时刻的沉积地形包括：
[0032]获取上一沉积模拟时刻与所述实际研究区域对应的模拟地形网格模型，所述模拟
地形网格模型包括多个地形格栅以及各地形格栅的沉降值和抬升值；
[0033]根据所述沉降值和所述抬升值确定上一沉积模拟时刻的沉积地形。
[0034]在一些可能的实现方式中，在所述步骤五之前，还包括：
[0035]确定上一沉积模拟时刻的海平面高度；
[0036]基于所述上一沉积模拟时刻的海平面高度和所述上一沉积模拟时刻的沉积地形确定各格点处的水深。
[0037]在一些可能的实现方式中，所述确定上一沉积模拟时刻的海平面高度，包括：
[0038]获取模拟海平面模型；
[0039]基于所述海平面模型确定在上一沉积模拟时刻的海平面高度。
[0040]另一方面，本专利技术还提供了一种碳酸盐岩沉积过程数值模拟系统，包括：
[0041]网格模型构建单元，用于根据实际研究区域构建平面网格模型，所述平面网格模型包括多个格点；
[0042]生物群落确定单元，用于获取当前沉积模拟时刻的环境物理参数、种群参数以及上一沉积模拟时刻各格点的种群数量，并基于适用于多物种的Generalized Lotka
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Volterra模型、所述环境物理参数、所述种群参数以及所述上一沉积模拟时刻的种群数量确定当前沉积模拟时刻所述多个格点中各格点的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳酸盐岩沉积过程数值模拟方法，其特征在于，包括：步骤一、根据实际研究区域构建平面网格模型，所述平面网格模型包括多个格点；步骤二、获取当前沉积模拟时刻的环境物理参数、种群参数以及上一沉积模拟时刻各格点的种群数量，并基于适用于多物种的Generalized Lotka
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Volterra模型、所述环境物理参数、所述种群参数以及所述上一沉积模拟时刻的种群数量确定当前沉积模拟时刻所述多个格点中各格点的当前种群数量；步骤三、基于碳酸盐岩垂向产率模型以及所述当前种群数量确定当前沉积模拟时刻的碳酸盐岩生物产率，并基于所述碳酸盐岩生物产率确定当前沉积模拟时刻的碳酸盐岩沉积厚度；步骤四、确定上一沉积模拟时刻的沉积地形，将所述碳酸盐岩沉积厚度叠加至所述沉积地形，获得当前沉积模拟时刻的当前沉积地貌；步骤五、将所述当前沉积地貌作为下一沉积模拟时刻的沉积地形，将所述下一沉积模拟时刻作为当前沉积模拟时刻，将所述当前种群数量作为下一沉积模拟时刻的种群数量，并重复步骤二至步骤四，直至到达沉积模拟结束时刻，获得所述实际研究区域的碳酸盐岩沉积过程。2.根据权利要求1所述的碳酸盐岩沉积过程数值模拟方法，其特征在于，所述种群参数包括各物种的固有出生率、固有死亡率、环境对各物种的承载能力、各物种的种群迁移率以及描述物种间相互作用的群落矩阵，所述种群矩阵中的每个元素为两物种间的竞争系数；所述步骤二包括：基于所述各物种的固有出生率、固有死亡率、环境对各物种的承载能力、各物种的种群迁移率、所述群落矩阵以及上一沉积模拟时刻各格点的种群数量确定网格演化规则；基于所述Generalized Lotka
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Volterra模型以及所述网格演化规则确定当前沉积模拟时刻所述多个格点中各格点的种群数量。3.根据权利要求2所述的碳酸盐岩沉积过程数值模拟方法，其特征在于，所述Generalized Lotka
‑
Volterra模型为：式中，N
i
为上一沉积模拟时刻各格点第i个物种的种群数量；t为时间；R
i
为第i各物种的固有出生率；K
i
为环境对第i个物种的承载能力；N为物种数量；A
ij
为第j个物种对第i个物种的竞争系数；M
i
为第i个物种的固有死亡率；I
i
为第i个物种的种群迁移率。4.根据权利要求3所述的碳酸盐岩沉积过程数值模拟方法，其特征在于，物种包括捕食者和猎物，所述网格演化规则为：者和猎物，所述网格演化规则为：者和猎物，所述网格演化规则为：式中，X为格点被猎物占据；Y为格点被捕食者占据；S为格点未被任何物种占据；p1捕食者对猎物的捕食率；p2捕食者的固有死亡率；p3猎物的固有出生率；p1，p2，p3实时满足于
Generalized Lotka
‑
Volterra模型。5.根据权利要求1所述的碳酸盐岩沉积过程数值模拟方法，其特征在于，所述碳酸盐岩垂向产率模型包括底栖生物碳酸盐岩产率模型，所述碳酸盐岩沉积厚度包括底栖生物碳酸盐岩沉积厚度；所述底栖生物碳酸盐岩...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杨君，尹太举，朱永进，任大伟，张昌民，胡克兵，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：