第四章 石油和天然氣運(yùn)移

1、能源地質(zhì)學(xué)課件 主講人：杜振川 第二篇第二篇 石油和天然氣地質(zhì)學(xué)石油和天然氣地質(zhì)學(xué) 能源地質(zhì)學(xué)課件 第二篇第二篇 石油和天然氣地質(zhì)學(xué)石油和天然氣地質(zhì)學(xué) 油氣的運(yùn)移：石油和天然氣在地殼內(nèi)的任何游動(dòng)。 石油和天然氣的運(yùn)移，是它們在生油層中生成之后就開始的，所 以，油氣運(yùn)移是油氣生成過程的繼續(xù)。在生油巖中生成的、呈分散 狀態(tài)的油氣，經(jīng)過初次運(yùn)移進(jìn)入儲(chǔ)集層中，在儲(chǔ)集層中又經(jīng)過二次 運(yùn)移，進(jìn)入具有封閉條件的地方聚集起來而形成油氣藏。已經(jīng)形成 的油氣藏，可以由于圈閉條件的改變或其他原因而遭到破壞，使得 油氣重新運(yùn)移；并可能在新的圈閉中再聚集，造成一個(gè)新油氣藏的 再形成；或者是流失地表，遭到完全破壞?？傊?，

2、油氣運(yùn)移是和油 氣藏的形成、破壞、再形成連系在起的。 能源地質(zhì)學(xué)課件 第二篇第二篇 石油和天然氣地質(zhì)學(xué)石油和天然氣地質(zhì)學(xué) 油氣的運(yùn)移：石油和天然氣在地殼內(nèi)的任何游動(dòng)。 油氣運(yùn)移聚集過程示意圖 能源地質(zhì)學(xué)課件 第二篇第二篇 石油和天然氣地質(zhì)學(xué)石油和天然氣地質(zhì)學(xué) 油氣運(yùn)移研究的內(nèi)容： 油氣在運(yùn)移當(dāng)中的物理狀態(tài)、運(yùn)移方式、促使油氣運(yùn)移的動(dòng)力因 素、油氣在生油層中進(jìn)行初次運(yùn)移的機(jī)理； 油氣在儲(chǔ)集層中所進(jìn)行的二次運(yùn)移過程，以及運(yùn)移的時(shí)期、方向、 規(guī)模等等。 能源地質(zhì)學(xué)課件 初次遠(yuǎn)移：將油氣從烴源層向儲(chǔ)集層的運(yùn)移，即在烴源層中生成的 石油和天然氣，自生油層向儲(chǔ)集層中的運(yùn)移。 第一節(jié)第一節(jié) 與油氣運(yùn)移有關(guān)的

3、幾個(gè)基本概念與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念 一、初次運(yùn)移和二次運(yùn)移一、初次運(yùn)移和二次運(yùn)移 油氣的初次運(yùn)移 能源地質(zhì)學(xué)課件 二次運(yùn)移：將油氣進(jìn)入儲(chǔ)集層以后的一切運(yùn)移。 第一節(jié)第一節(jié) 與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念 一、初次運(yùn)移和二次運(yùn)移一、初次運(yùn)移和二次運(yùn)移 油氣的二次運(yùn)移 能源地質(zhì)學(xué)課件 第一節(jié)第一節(jié) 與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念 二、油氣運(yùn)移的基本方式二、油氣運(yùn)移的基本方式 滲濾 滲濾是一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式，液體在滲濾過程中遵守能量守恒 定律，它總是由機(jī)械能高的地方向機(jī)械能低的地方流動(dòng)； 滲濾是一種整體流動(dòng)方式，在流動(dòng)中表現(xiàn)出一定的相態(tài)，在 達(dá)

4、到吸附平衡以后各種組分的濃度基本不改變。 滲濾可以用達(dá)西定律來描述 ：Q=KS(p2p1)/(Lu) 即：單位時(shí)間內(nèi)液體通過巖石的流量(Q)與通過巖石的截面積(S)、 巖石的滲透率(K)及液體壓力差(p2p1)成正比，而與液體的粘度(u)和 液體通過巖石的長度（L）成反比。 滲濾與擴(kuò)散 能源地質(zhì)學(xué)課件 第一節(jié)第一節(jié) 與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念 二、油氣運(yùn)移的基本方式二、油氣運(yùn)移的基本方式 滲濾與擴(kuò)散 擴(kuò)散：是分子布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的傳遞過程：這種運(yùn)動(dòng)可引起 流體(氣體、液體)的分子不斷進(jìn)行再分配，擴(kuò)散的結(jié)果是使 濃度梯度達(dá)到均衡。 能源地質(zhì)學(xué)課件 第一節(jié)第一節(jié) 與油氣運(yùn)

5、移有關(guān)的幾個(gè)基本概念與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念 三、巖石的潤濕性三、巖石的潤濕性 潤濕性：是指流體附著固體的性質(zhì)，是一種吸附作用。 潤濕流體：易附著在巖石上的流體稱； 非潤濕流體：不易附著在巖石上的流體。 在多種互不混溶的流體共存于巖石孔隙中時(shí)，潤濕流體又稱潤濕 相，非潤濕流體又稱非潤濕相。 能源地質(zhì)學(xué)課件 第一節(jié)第一節(jié) 與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念 三、巖石的潤濕性三、巖石的潤濕性 例如，在油水兩相共存的孔隙中，如果水易附著在巖石上，這時(shí) 我們稱水為潤濕相，油為非潤濕相，巖石具親水性；反之，如果 油易附著在巖石上，這時(shí)我們稱油為潤濕相，水為非濕潤相，巖 石具親油

6、性。 孔隙親水介質(zhì) 孔隙親油介質(zhì) 能源地質(zhì)學(xué)課件 第一節(jié)第一節(jié) 與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念 四、油氣運(yùn)移臨界飽和度四、油氣運(yùn)移臨界飽和度 油(氣)運(yùn)移的臨界飽和度：把油(氣)水同時(shí)存在時(shí)，油(氣)相運(yùn)移所 需的最小飽和度。 對于一定的巖石，當(dāng)巖石中存在多相流體時(shí)，由于不同流體 之間以及流體與巖石之間的相互作用，存在最低的含水飽和度、 含油飽和度或含氣飽和度，各種流體飽和度低于此值時(shí)，它們 的有效滲透率為0，即不發(fā)生流動(dòng)。 能源地質(zhì)學(xué)課件 第一節(jié)第一節(jié) 與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念 五、地層壓力、折算壓力和測壓面五、地層壓力、折算壓力和測

7、壓面 地層壓力：地下多孔介質(zhì)中流體的壓力，亦可稱為地層流體壓力 或孔隙流體壓力。 為直觀反映地層壓力的大小，工程上常使用水壓頭的概念 gph w / 式中 h水壓頭，m p地層壓力，Pa pw水的密度，kgm3 g重力加速度。mS2 能源地質(zhì)學(xué)課件 第一節(jié)第一節(jié) 與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念 五、地層壓力、折算壓力和測壓面五、地層壓力、折算壓力和測壓面 測壓面：同一層位各點(diǎn)水壓頭頂面的連線。 測壓面是一個(gè)想像的面，用來反映橫向上水壓頭的變化。在靜水 條件下，測壓面是水平的；在動(dòng)水條件下，測壓面是傾斜的。 折算壓力：指測點(diǎn)相對于某一基準(zhǔn)面的壓力，在數(shù)值上等于由 測壓面

8、到折算基準(zhǔn)面的水柱高度所產(chǎn)生的壓力。 能源地質(zhì)學(xué)課件 第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運(yùn)移石油和天然氣的初次運(yùn)移 一、油氣初次運(yùn)移的相態(tài)一、油氣初次運(yùn)移的相態(tài) 1、水溶相運(yùn)移：、水溶相運(yùn)移： 油氣被水溶解成分子溶液，水作為油氣運(yùn)移的載體進(jìn)行運(yùn)移。油氣被水溶解成分子溶液，水作為油氣運(yùn)移的載體進(jìn)行運(yùn)移。 2、游離相運(yùn)移：、游離相運(yùn)移： 即游離油相和游離氣相，包括分散狀和連續(xù)狀油即游離油相和游離氣相，包括分散狀和連續(xù)狀油(氣氣)相。相。 3、油溶氣相、氣溶油相運(yùn)移、油溶氣相、氣溶油相運(yùn)移 ： 石油與烴類氣體有互溶性，天然氣可溶解于石油中，呈油相 形式運(yùn)移（油溶氣相油溶氣相），石油也可溶于天然氣中呈氣

9、相方式 運(yùn)移（氣溶油相氣溶油相）。 能源地質(zhì)學(xué)課件 第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運(yùn)移石油和天然氣的初次運(yùn)移 一、油氣初次運(yùn)移的相態(tài)一、油氣初次運(yùn)移的相態(tài) 1）決定油氣在地下進(jìn)行初次運(yùn)移相態(tài)的因素：）決定油氣在地下進(jìn)行初次運(yùn)移相態(tài)的因素： 油氣在地下究竟呈什么相態(tài)進(jìn)行初次運(yùn)移，油氣在地下究竟呈什么相態(tài)進(jìn)行初次運(yùn)移，取決于烴源層取決于烴源層 的巖石類型和組構(gòu)特點(diǎn)、地層溫度和壓力、埋藏深度、孔隙的巖石類型和組構(gòu)特點(diǎn)、地層溫度和壓力、埋藏深度、孔隙 度大小及孔隙水多少、有機(jī)質(zhì)類型及其生烴量和生烴性質(zhì)等度大小及孔隙水多少、有機(jī)質(zhì)類型及其生烴量和生烴性質(zhì)等 多種因素。多種因素。因此，不同地區(qū)、不同巖性

10、、不同深度情況下油因此，不同地區(qū)、不同巖性、不同深度情況下油 氣運(yùn)移的相態(tài)是不同的。氣運(yùn)移的相態(tài)是不同的。 油氣初次運(yùn)移相態(tài)演化油氣初次運(yùn)移相態(tài)演化 能源地質(zhì)學(xué)課件 一、油氣初次運(yùn)移的相態(tài)一、油氣初次運(yùn)移的相態(tài) 2）油氣在地下進(jìn)行初次運(yùn)移相態(tài)的相態(tài)演化：）油氣在地下進(jìn)行初次運(yùn)移相態(tài)的相態(tài)演化： 對于對于泥質(zhì)烴源巖泥質(zhì)烴源巖來講，在來講，在低成熟階段低成熟階段，埋深較淺，孔隙度較大，地層，埋深較淺，孔隙度較大，地層 水較多，生烴量較少且膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，這時(shí)油氣的水較多，生烴量較少且膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，這時(shí)油氣的初次運(yùn)移以水初次運(yùn)移以水 溶相運(yùn)移最有可能，水作為載體。溶相運(yùn)移最有可能，水作為載

11、體。在某些適合大量形成生物化學(xué)氣的環(huán)在某些適合大量形成生物化學(xué)氣的環(huán) 境中，所生成的生物甲烷氣除呈水溶相運(yùn)移外，也可以游離相運(yùn)移。境中，所生成的生物甲烷氣除呈水溶相運(yùn)移外，也可以游離相運(yùn)移。 隨著埋深的增加，進(jìn)入隨著埋深的增加，進(jìn)入生油高峰階段，生油高峰階段，由于油氣的大量生成，孔隙水由于油氣的大量生成，孔隙水 不足以溶解掉所生成的油氣，這時(shí)油氣主要呈不足以溶解掉所生成的油氣，這時(shí)油氣主要呈游離相運(yùn)移游離相運(yùn)移，其中所生成，其中所生成 的氣體多溶于油中，呈油溶氣相運(yùn)移；的氣體多溶于油中，呈油溶氣相運(yùn)移； 在在生凝析氣階段則主要以氣溶油相運(yùn)移，氣作為石油的載體生凝析氣階段則主要以氣溶油相運(yùn)移，氣

12、作為石油的載體； 在在過成熟階段過成熟階段，烴源巖大量生氣，這時(shí)，天然氣則呈，烴源巖大量生氣，這時(shí)，天然氣則呈游離氣相運(yùn)移游離氣相運(yùn)移。 油氣初次運(yùn)移相態(tài)演化油氣初次運(yùn)移相態(tài)演化 能源地質(zhì)學(xué)課件 第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運(yùn)移石油和天然氣的初次運(yùn)移 一、油氣初次運(yùn)移的相態(tài)一、油氣初次運(yùn)移的相態(tài) 2）油氣在地下進(jìn)行初次運(yùn)移相態(tài)的相態(tài)演化：）油氣在地下進(jìn)行初次運(yùn)移相態(tài)的相態(tài)演化： 碳酸鹽巖由于其易固結(jié)的成巖特點(diǎn)，巖石中缺少水來源，碳酸鹽巖由于其易固結(jié)的成巖特點(diǎn)，巖石中缺少水來源， 壓實(shí)作用很弱，因此，其所生油氣多是在具備排烴動(dòng)力后以壓實(shí)作用很弱，因此，其所生油氣多是在具備排烴動(dòng)力后以 游離相

13、排出游離相排出。 油氣初次運(yùn)移相態(tài)演化油氣初次運(yùn)移相態(tài)演化 能源地質(zhì)學(xué)課件 第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運(yùn)移石油和天然氣的初次運(yùn)移 一、油氣初次運(yùn)移的相態(tài)一、油氣初次運(yùn)移的相態(tài) 油氣初次運(yùn)移相態(tài)演化油氣初次運(yùn)移相態(tài)演化 油氣初次運(yùn)移過程的可 能相態(tài)（Tissot，1978） 能源地質(zhì)學(xué)課件 第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運(yùn)移石油和天然氣的初次運(yùn)移 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 油氣要從烴源巖中運(yùn)移出來，必須存在驅(qū)動(dòng)力。油氣要從烴源巖中運(yùn)移出來，必須存在驅(qū)動(dòng)力。 目前一般認(rèn)為：烴類從其烴源巖層中排出的原因是由于烴源巖存目前一般認(rèn)為：烴類從其烴源巖

14、層中排出的原因是由于烴源巖存 在剩余壓力。在剩余壓力。 剩余壓力：剩余壓力：是指巖層的實(shí)際壓力超過對應(yīng)的靜水柱壓力的部分。是指巖層的實(shí)際壓力超過對應(yīng)的靜水柱壓力的部分。 由于不同點(diǎn)的剩余壓力不同，從而驅(qū)動(dòng)孔隙流體由于不同點(diǎn)的剩余壓力不同，從而驅(qū)動(dòng)孔隙流體(包括由、氣、包括由、氣、 水水)沿沿剩余壓力變小的方向運(yùn)移剩余壓力變小的方向運(yùn)移。 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 壓實(shí)導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，巖石體密度增加。壓實(shí)導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，巖石體密度增加。 1、剩余壓力的主要原因： 1、壓實(shí)作用、壓實(shí)作用： 對于一套地層，當(dāng)其中

15、的流體壓力為靜水壓力時(shí)（壓實(shí)平衡）。如 果在之上又新沉積了一個(gè)體密度為 、厚度為Lo的薄沉積層，新沉 積物的負(fù)荷會(huì)使下伏地層進(jìn)一步壓實(shí)，此時(shí)顆粒要重新緊縮排列，孔 隙體積要縮小。就在這些變化的瞬間，孔隙流體就要承受部分上覆負(fù) 荷壓力，結(jié)果使孔隙流體產(chǎn)生了超過靜水壓力的剩余壓力。正是在剩 余壓力作用下，孔隙流體得以排出，當(dāng)排出一定量后，孔隙流體壓力 又恢復(fù)為靜水壓力。 隨著上覆地層的不斷增加，孔隙流體壓力持續(xù)出現(xiàn)瞬間剩余壓力與 正常壓力的交替變化，從而不斷把孔隙中的流體排出，孔隙體積不斷 減小。 0b 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 壓實(shí)

16、導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，巖石體密度增加。壓實(shí)導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，巖石體密度增加。 1、剩余壓力的主要原因： 1、壓實(shí)作用、壓實(shí)作用： 對于厚度均等新沉積物，其剩余壓力為： 00 gLd wbpL 新沉積物的密度； 地層水的密度； g重力加速度； L0新沉積物的沉積層的厚度。 0b w 垂向剩余壓力梯度為： 在這種情況下，壓實(shí)流體的流動(dòng)方向?yàn)榇怪毕蛏系摹?gLgLdHd wbowbpL 000 / 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 壓實(shí)導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，巖石體密度增加。壓實(shí)導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，巖石體密度增加。

17、1、剩余壓力的主要原因： 1、壓實(shí)作用、壓實(shí)作用： 當(dāng)新沉積層橫向厚度有變化時(shí)，則剩余壓力橫向上也有變化 ，例 如楔狀沉積物，壓實(shí)流體不僅在垂向上由深部向淺部運(yùn)移，同時(shí)在 橫向上也發(fā)生由比較厚點(diǎn)向比較薄的點(diǎn)運(yùn)移。 這種厚度變化現(xiàn)象常出 現(xiàn)在由盆地中心向盆地 邊緣的過渡帶。因此， 壓實(shí)流體常常是從盆地 中心向盆地邊緣運(yùn)移。 在楔狀沉積物負(fù)荷下壓實(shí)流體的排出方向 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 壓實(shí)導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，巖石體密度增加。壓實(shí)導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，巖石體密度增加。 1、剩余壓力的主要原因： 1、壓實(shí)作用、壓實(shí)作用：

18、 在砂、泥巖互層剖面中， 由于壓實(shí)使泥巖孔隙度減小 得比砂巖快，即在相同負(fù)荷 下泥巖比砂巖排出流體多， 這樣泥巖孔隙流體所產(chǎn)生的 瞬間剩余壓力比砂巖的大， 因此，流體的運(yùn)移方向是由 頁巖到砂巖。 砂、泥巖互層剖面中壓實(shí)流體運(yùn)移的方向 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 壓實(shí)導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，巖石體密度增加。壓實(shí)導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，巖石體密度增加。 1、剩余壓力的主要原因： 1、壓實(shí)作用、壓實(shí)作用： 總之，對于一個(gè)碎屑巖沉積盆地，從微觀上看，壓實(shí)流體總是由泥 巖向砂巖運(yùn)移。從宏觀上看，壓實(shí)流體總是由深部向淺部、由盆地中 心向

19、盆地邊緣運(yùn)移。 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 1、剩余壓力的主要原因： 2、欠壓實(shí)作用：、欠壓實(shí)作用： 欠壓實(shí)作用：泥質(zhì)巖類在壓實(shí)過程中，由于壓實(shí)流體排出受阻或來不及 排出，孔隙體積不能隨上覆負(fù)荷增加而減小，導(dǎo)致孔隙流體承受了部分 上覆沉積負(fù)荷，出現(xiàn)孔隙流體壓力高于其相應(yīng)的靜水壓力的現(xiàn)象。 由于欠壓實(shí)泥巖孔隙中存在剩余壓力，特別是當(dāng)欠壓實(shí)程度進(jìn)一步 強(qiáng)化，孔隙壓力超過泥巖的承受強(qiáng)度，則會(huì)出現(xiàn)泥巖破裂，結(jié)果超壓 流體會(huì)通過泥巖微裂縫涌出，達(dá)到排液目的。隨著流體排出，孔隙超 壓被釋放，泥巖回到正常壓實(shí)狀態(tài)。 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)

20、移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 1、剩余壓力的主要原因： 2、欠壓實(shí)作用：、欠壓實(shí)作用： 正常壓實(shí)帶（NC）和欠壓實(shí)帶（UC）上覆沉積物負(fù)荷壓力（S） 流體壓力（p）及顆粒支撐的有效應(yīng)力（）關(guān)系圖 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 1、剩余壓力的主要原因： 3、蒙脫石脫水作用、蒙脫石脫水作用 在壓實(shí)和熱力作用下粘土巖 中的蒙脫石向伊利石轉(zhuǎn)化，在 轉(zhuǎn)化過程中釋放結(jié)合水，并進(jìn) 入粒間孔隙成為自由水。結(jié)合 水變成自由水其體積要膨脹， 從而增加了泥巖孔隙流體壓力， 促進(jìn)流體運(yùn)動(dòng)，成為烴類初次 運(yùn)移的動(dòng)力。 蒙脫石隨深度

21、向伊利石轉(zhuǎn)化增加 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 1、剩余壓力的主要原因： 4、有機(jī)質(zhì)的生烴作用、有機(jī)質(zhì)的生烴作用 干酪根成熟后能生成大量油氣(包括水)。這些油氣(包括水)的體積 大大超過原干酪根本身的體積，這些不斷新生的流體進(jìn)人孔隙中， 必然不斷排擠孔隙已存在的流體，驅(qū)替原有流體向外排出。當(dāng)流體 不能及時(shí)排出時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致孔隙流體壓力增大，出現(xiàn)異常壓力排烴 作用。 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 1、剩余壓力的主要原因： 5、流體熱增壓作用、流體熱增壓作用 當(dāng)泥巖埋藏比較深，其可

22、壓實(shí)的比例逐漸減小，壓實(shí)流體的運(yùn)動(dòng) 也隨之減弱。但是，此時(shí)地層溫度增加，流體發(fā)生膨脹，這種膨脹 使泥巖層內(nèi)壓力增加，從而促進(jìn)流體運(yùn)動(dòng)。在大多數(shù)沉積盆地中， 地下溫度隨埋藏深度的增加而增高，導(dǎo)致流體熱膨脹，促使熱液流 體的運(yùn)動(dòng)。 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 1、剩余壓力的主要原因： 5、流體熱增壓作用、流體熱增壓作用 在砂泥巖剖面中，砂、泥巖孔隙中的流體都會(huì)發(fā)生熱增壓效應(yīng)，但 是由于砂巖滲透性好，本身是一個(gè)相對開放的子系統(tǒng)，因此砂巖內(nèi)往 往不會(huì)導(dǎo)致壓力的異常升高，而泥巖不同，流體往往排泄不暢，容易 產(chǎn)生異常高壓，因此，泥巖中的流體總是

23、向砂巖運(yùn)移。 從宏觀上看，水熱增壓作用促使流體運(yùn)動(dòng)的方向，是從地溫高的地 區(qū)向地溫低的地區(qū)運(yùn)動(dòng)，從深處向淺處，從沉積盆地的中心向邊緣運(yùn) 移。這個(gè)運(yùn)移方向與由于沉積物壓實(shí)作用引起的流體運(yùn)移方向是一致 的。 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 1、剩余壓力的主要原因： 6、滲透壓力的作用（滲析作用）、滲透壓力的作用（滲析作用） 滲析作用：是在滲透壓差作用下流體會(huì)通過半透膜從鹽 度低向鹽度高方向運(yùn)移，直到濃度消失為止。含鹽量差別 越大，產(chǎn)生的滲透壓差也越大。在滲透壓力的作用下，滲 透流體發(fā)生運(yùn)動(dòng)，促使油氣的初次運(yùn)移。 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次

24、運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 1、剩余壓力的主要原因： 6、滲透壓力的作用、滲透壓力的作用 （滲析作用）（滲析作用） 泥 （頁）巖中水的含鹽量與孔隙度成反比關(guān) 系，即：含鹽量增加，則孔隙度減小；因此， 含鹽量從每層泥（頁）巖的中間部分向邊部增 高（地層水的含鹽量隨深度和壓實(shí)作用的增加 而增加 ）。 含鹽量與滲透壓力之間也是成反比關(guān)系，即： 含鹽量高則滲透壓力低；反之，含鹽量低則滲 透壓力高。因此，滲透流體運(yùn)動(dòng)的方向，是從 含鹽量低的部分流向含鹽量高的部分，所以滲 透流體的流動(dòng)（滲析作用）能促進(jìn)烴類從泥 （頁）巖向砂巖運(yùn)移，是烴類初次運(yùn)移的動(dòng)力 之一。 滲析作用示

25、意圖 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 1、剩余壓力的主要原因： 7、毛細(xì)管力的作用、毛細(xì)管力的作用 毛細(xì)管中液體上升的現(xiàn)象是毛細(xì)管力作用的結(jié)果。當(dāng)兩種不相混合 的液體呈相態(tài)接觸，或一種液體與一種固體呈相態(tài)接觸時(shí)，在界面上 都存在界面張力。在充滿油、氣、水的巖層中，由于三者對巖石的界 面張力不同，潤濕程度也就不同。 在相界面上，毛細(xì)管力指向潤濕性小的流體；在般情況下，水比 石油容易潤濕巖石，因此，在巖石孔隙中，當(dāng)油水接觸時(shí)，界面向水 突出，毛細(xì)管指向石油。 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)

26、移方向 2、烴源巖排烴動(dòng)力演變、烴源巖排烴動(dòng)力演變 促使油氣初次運(yùn)移的動(dòng)力多種多樣，但是在烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化生 烴過程的不同階段，其主要排烴動(dòng)力也是有差異的，即上述諸作用力 的作用時(shí)間及作用大小是不同的。 總體來講，在中一淺層，壓實(shí)作用為主要?jiǎng)恿?，在中一深層，異?壓力為主要?jiǎng)恿ΑＳ捎谟蜌獯罅可芍饕l(fā)生在中一深層，因此，異 常壓力更顯得重要。 能源地質(zhì)學(xué)課件 二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向二、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向 2、烴源巖排烴動(dòng)力演變、烴源巖排烴動(dòng)力演變 在烴源層成巖作用階段，主要形成生物化學(xué)氣及少量低熟一未熟石油，烴源 巖以壓實(shí)作用為主，因此所生成的油氣在壓實(shí)作用下被排

27、擠出烴源層。 在成熟作用的初期，有機(jī)質(zhì)開始生烴，蒙脫石大量脫水，因此這一階段欠壓 實(shí)作用、有機(jī)質(zhì)生烴作用、蒙脫石脫水作用以及受溫度影響的油氣水熱增壓作 用并駕齊驅(qū)，迫使油水排出烴源層。 成熟作用中期，有機(jī)質(zhì)進(jìn)入生油高峰時(shí)期，同時(shí)也是粘土礦物脫水的第二個(gè) 階段，大量新生流體(油、氣、水)不斷進(jìn)入孔隙，導(dǎo)致孔隙壓力不斷增加形成 孔隙異常壓力，當(dāng)其壓力超過烴源巖骨架強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生微裂縫，在內(nèi)部異 常高壓推動(dòng)下油氣水不斷涌出烴源巖。 在高成熟期，有機(jī)質(zhì)進(jìn)入生氣高峰期，這一時(shí)期烴源巖相對致密，油氣的排 出主要是由于氣體的生成，以及熱膨脹作用導(dǎo)致的異常壓力的結(jié)果。 能源地質(zhì)學(xué)課件 三、油氣運(yùn)移的途徑三、

28、油氣運(yùn)移的途徑 油氣從烴源層向儲(chǔ)集層運(yùn)移的途徑主要有孔隙、微層理面和微 裂縫。 在未熟一低熟階段，運(yùn)移的途徑主要是孔隙和微層理面；但是 在成熟一過成熟階段油氣運(yùn)移的途徑主要是微裂縫。 能源地質(zhì)學(xué)課件 四、油氣初次運(yùn)移模式四、油氣初次運(yùn)移模式 油氣初次 運(yùn)移模式 正常壓實(shí)排烴模式 異常壓力排烴模式 擴(kuò)散模式 1、未熟一低熟階段正常壓實(shí)排烴模式、未熟一低熟階段正常壓實(shí)排烴模式 在未熟一低熟階段，烴源層埋深不大，生成油氣的數(shù)量少，烴源 巖孔隙水較多，滲透率相對較高，部分油氣可以溶解在水中呈水溶 狀態(tài)，部分可呈分散的游離油氣滴，在壓實(shí)作用下，隨壓實(shí)水流， 通過烴源巖孔隙運(yùn)移到儲(chǔ)集層中。 能源地質(zhì)學(xué)課件

29、 四、油氣初次運(yùn)移模式四、油氣初次運(yùn)移模式 3、輕烴擴(kuò)散輔助運(yùn)移模式、輕烴擴(kuò)散輔助運(yùn)移模式 輕烴，特別是氣態(tài)烴，通過短距離的擴(kuò)散進(jìn)入最近的輸導(dǎo)層面、 裂縫系統(tǒng)、斷層和所夾的粉砂巖透鏡體中后，即轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌绞竭M(jìn) 一步運(yùn)移到儲(chǔ)集層中。因此，輕烴的擴(kuò)散可以作為一種輔助運(yùn)移模 式。 但是，對于非常致密的深層儲(chǔ)集層，或者處于流體異常高壓狀態(tài) 的地層，流體的滲流幾乎不可能進(jìn)行，這時(shí)，天然氣的擴(kuò)散作用則 顯得更為重要。 能源地質(zhì)學(xué)課件 第三節(jié)第三節(jié) 石油與天然氣的二次運(yùn)移石油與天然氣的二次運(yùn)移 二次運(yùn)移：石油和天然氣進(jìn)入儲(chǔ)集層以后的一切運(yùn)移。 它包括油氣在儲(chǔ)集層內(nèi)部的運(yùn)移，以及油氣沿?cái)鄬踊虿徽厦?等通道所

30、進(jìn)行的運(yùn)移，也包括已經(jīng)形成的油氣藏由于圈閉條件的 改變，引起油氣再運(yùn)移而導(dǎo)致油氣藏的調(diào)整和破壞過程。 能源地質(zhì)學(xué)課件 第三節(jié)第三節(jié) 石油與天然氣的二次運(yùn)移石油與天然氣的二次運(yùn)移 石油在二次運(yùn)移中主要呈游離相，天然氣可呈游離相和水溶相。 一、二次運(yùn)移的相態(tài)一、二次運(yùn)移的相態(tài) 二、油氣二次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿Χ?、油氣二次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿?浮力浮力 水壓力水壓力 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)力構(gòu)造運(yùn)動(dòng)力 能源地質(zhì)學(xué)課件 第三節(jié)第三節(jié) 石油與天然氣的二次運(yùn)移石油與天然氣的二次運(yùn)移 二、油氣二次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿Χ?、油氣二次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿?1、浮力、浮力 石油和天然氣的密度比水小，因此游離相的油氣在水中存在浮 力，浮力的大小與油氣密度

31、和體積有關(guān)。 油相的浮力為： gVF w0 式中：F浮力；V油相體積；g重力加速度； Pw水的密度；Po石油的密度。 浮力的方向垂直向上。在水平地層條件下，油氣垂直向上運(yùn)移至 儲(chǔ)集層界面；在地層傾斜情況下，油氣則沿地層上傾方向運(yùn)移。 能源地質(zhì)學(xué)課件 第三節(jié)第三節(jié) 石油與天然氣的二次運(yùn)移石油與天然氣的二次運(yùn)移 二、油氣二次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿Χ?、油氣二次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿?2、水壓力、水壓力 當(dāng)沉積物固結(jié)成巖后，上覆靜壓力主要為巖石礦物顆粒的支架結(jié) 構(gòu)所承擔(dān)，故在儲(chǔ)集層內(nèi)，地層壓力基本是由地層孔隙內(nèi)流體所承 擔(dān)。而在儲(chǔ)集層內(nèi)所含流體以水為主，油氣受水壓力而運(yùn)移。 在水平地層情況下，水動(dòng)力與浮 力垂直，油(

32、氣)體上浮至輸導(dǎo)層頂 部被蓋層所封閉后，如果水動(dòng)力大 于毛細(xì)管阻力時(shí)，油氣則沿水動(dòng)力 方向運(yùn)移。 水平地層油氣在水動(dòng)力推動(dòng)下的運(yùn)移 能源地質(zhì)學(xué)課件 第三節(jié)第三節(jié) 石油與天然氣的二次運(yùn)移石油與天然氣的二次運(yùn)移 二、油氣二次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿Χ⒂蜌舛芜\(yùn)移的主要?jiǎng)恿?2、水壓力、水壓力 在地層傾斜情況下，存在水動(dòng)力沿 地層下傾、上傾方向兩種情況，其作 用也表現(xiàn)為阻力和動(dòng)力兩種結(jié)果。 在地層上傾方向與水流方向相同的 背斜一翼，水動(dòng)力方向與浮力方向一 致，即水力起動(dòng)力作用； 而在背斜的另一翼，水動(dòng)力方向與 浮力方向相反，即水動(dòng)力向下，浮力 向上，水力起阻力作用。 背斜地層水動(dòng)力與浮力及油氣運(yùn)移方向 能源地質(zhì)學(xué)課件 第三節(jié)第