石油與天然氣的運(yùn)移改

1、第四章 石油和天然氣的運(yùn)移（Petroleum migration),油氣運(yùn)移一一地殼中石油和天然氣在各種自然因素作用下發(fā)生的位置移動(dòng)。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,第一節(jié)：與油氣運(yùn)移有關(guān)的幾個(gè)基本概念,一、基本概念,二、油氣運(yùn)移的基本方式,滲濾和擴(kuò)散,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,１、滲濾是油氣以不同的物理相態(tài)在浮力或其它動(dòng)力作用下，由高勢(shì)區(qū)向低勢(shì)區(qū)流動(dòng)的一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式，可用達(dá)西滲濾定律來描述。 Q

2、=[K·S· (p2-p1)]/(L·µ) Q-流量, K-滲透率, S-截面積, p2-p1 壓差　L-巖石長(zhǎng)度　µ-粘度 2、擴(kuò)散是分子布朗運(yùn)動(dòng)的傳遞過程，擴(kuò)散速度與濃度梯度有關(guān)，服從費(fèi)克（Fick）第一定律：　　　　　　J＝－DgradC J——擴(kuò)散速率；D——擴(kuò)散系數(shù)；C——物質(zhì)濃度　　擴(kuò)散方向是從高濃度向低濃度擴(kuò)散。一般分子越

3、小，越易擴(kuò)散。所以天然氣的擴(kuò)散損失要比石油大的多。,三.油氣運(yùn)移期次 初次運(yùn)移和二次運(yùn)移,１. 初次運(yùn)移(Primary migration）,是指烴源巖中生成的分散狀態(tài)的油氣向烴源巖外排出的過程。這一過程也稱排烴。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,２、二次運(yùn)移(secondary migration),油氣脫離烴源巖后，在孔滲條件較好的多孔或者多裂縫系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)移。包括：油氣在儲(chǔ)集層中運(yùn)移，及沿?cái)嗔选⒘严?、不整合面等通道的運(yùn)移。,,第四章

4、 石油和天然氣的運(yùn)移,油氣初次運(yùn)移和二次運(yùn)移示意圖,,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,四、油氣運(yùn)移結(jié)果： a.油氣聚集：導(dǎo)致石油和天然氣在儲(chǔ)集層的適當(dāng)部位（圈閉〕的富集，形成油氣藏。 b.油氣藏破壞或改造：導(dǎo)致油氣的分散，使油氣藏破壞油氣重分配或消失。,油氣運(yùn)移示意圖（據(jù)Tissot等,1978）,1.初次運(yùn)移2.二次運(yùn)移3.油氣苗,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,五、主要研究?jī)?nèi)容,動(dòng)力條件和運(yùn)動(dòng)過程是油氣運(yùn)移的主要研究

5、內(nèi)容，其目的在于了解油氣運(yùn)移機(jī)制和途徑，直接為油氣勘探服務(wù)。 具體研究?jī)?nèi)容包括：介質(zhì)條件、相態(tài)、動(dòng)力、阻力、通道、距離、時(shí)期、以及在運(yùn)移過程中的物理化學(xué)變化等。,文本,第二節(jié)　石油和天然氣的初次運(yùn)移,,,,,,,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,一、烴源巖的物性特征,油氣初次運(yùn)移是發(fā)生在烴源巖內(nèi)部的，烴源巖是初次運(yùn)移的介質(zhì)。因此，烴源巖的性質(zhì)及其物理化學(xué)條件，是影響初次運(yùn)移的重要外因。,烴源巖特別是泥質(zhì)烴源巖可

6、塑性受壓實(shí)作用影響，巖石比較致密、孔隙度比較低，孔隙中的水和新生成的烴類流體要在上覆負(fù)荷作用下通過孔隙系統(tǒng)排出來，通常是比較困難的。,1.壓實(shí)作用下物性變化,成熟烴源巖的孔隙度一般都在15%-20%以下，可見烴源巖的孔隙直徑是極細(xì)小的。,頁巖孔隙度與孔隙直徑的關(guān)系(據(jù)Welte, 1972修改),沉積物比表面是指單位質(zhì)量的沉積物中顆粒所具有的表面積總和，通常以m2/kg表示。 在相同質(zhì)量或同等體積的巖石中，組成的顆粒越細(xì)小則比表面

7、越大，對(duì)孔隙流體的吸附作用越強(qiáng)。 Hinch（1978）曾對(duì)美國(guó)灣岸地區(qū)第三系的同體積砂巖與頁巖進(jìn)和地內(nèi)表面的近似計(jì)算表明：頁巖顆粒的內(nèi)表面約為砂巖的8000倍。說明泥質(zhì)巖較砂質(zhì)巖有大得多的比表面。 成熟烴源巖孔隙度小，孔隙極細(xì)微，比表面又大，使得孔隙流體的排出非常困難，甚至不可能。這也是人們認(rèn)為油氣初次運(yùn)移十分困難的根本原因之一。,2、沉積物比表面,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,3、巖石的潤(rùn)濕性　　 潤(rùn)濕性是指流體附

8、著在固體上的性質(zhì)，是一種吸附作用。 易附著在巖石上的流體稱為潤(rùn)濕流體（相），反之為非潤(rùn)濕流體（相）。 如在油水兩相共存的孔隙中，如果水易附著在巖石上，則水為潤(rùn)濕相，油為非潤(rùn)濕相，巖石具親水性；反之，則油為潤(rùn)濕相，水為非潤(rùn)濕相，巖石具親油性。巖石的潤(rùn)濕性影響著油氣在其中的運(yùn)移難易程度，不同的潤(rùn)濕性造成油水兩相在孔隙中的流動(dòng)方式、殘留形式和數(shù)量的不同。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,在親水巖石中，水會(huì)在顆粒表面形成一層薄膜，油

9、被擠到孔隙中心部位形成孤立的油珠。這種油珠可以堵塞孔隙喉道，阻礙流體運(yùn)移，這種現(xiàn)象稱“賈敏效應(yīng)”。而在親油巖石中，油以薄膜形式附著在孔壁上，成為不能移動(dòng)的殘余油。親水介質(zhì)中殘留油的數(shù)量要比親油介質(zhì)中少，但油相在親水介質(zhì)中的流動(dòng)卻比在親油介質(zhì)中難。,,孔隙介質(zhì)中油水的分布形式,巖石的潤(rùn)濕性取決于礦物組成及流體性質(zhì)。一般認(rèn)為沉積巖的大多數(shù)為親水的。但對(duì)于烴源巖而言，由于本身含有許多親油的有機(jī)質(zhì)顆粒，又能在一定條件下生成烴類，因此認(rèn)為是部分親

10、水，部分親油的中間潤(rùn)濕。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,二、油氣初次運(yùn)移的相態(tài),兩種主要觀點(diǎn)： ——水溶相 ——游離相（油相、氣相） 1、水溶相運(yùn)移 ——指石油、天然氣溶解于水中，隨水一起排出烴源巖。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,——是初次運(yùn)移機(jī)理中的又一核心內(nèi)容,分子溶液和膠體溶液,分子溶液——石油或天然氣分子完全溶解于孔隙水中成為溶液狀態(tài)進(jìn)行初次運(yùn)移。主要代表Admas(1903)、Lewis(1924

11、)、Baker(1960)、McAuliffe(1963～1978)、Price(1976～1989)等。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,關(guān)鍵問題：油氣在水中溶解度,石油——地表?xiàng)l件下除芳烴和環(huán)烷烴的簡(jiǎn)單分子外，其余在水中溶解度很小。 ——壓力的變化對(duì)其溶解度幾乎沒有影響（Hobson,1985）,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,據(jù)Price,1976,——在石油大量生成溫度范圍內(nèi)，升高溫度對(duì)其溶解度提高作用有限,,第四章 石油和天然氣的

12、運(yùn)移,因此，水溶相不是石油初次運(yùn)移的主要相態(tài)。天然氣—在地下的溫度和壓力條件下，溶解度增加較大。如果源巖水量多，可能以水溶相為主。,膠體溶液：有機(jī)質(zhì)在生成過程中會(huì)生成一些表面活性物質(zhì)，如有機(jī)酸(R-COOH)等，其分子一端有親油的烴鏈，另一端有親水的極性鍵，極性端因親水而向外，非極性端因親油而向內(nèi)，在膠束中心的親油部分就可以增溶一部分烴類。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,當(dāng)其在水中達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)形成分子聚集體（即膠束），油被包裹在膠

13、束中呈膠束溶液運(yùn)移。主要代表有Baker(1959)、Cordel(1973)。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,存在問題： ——膠束在生油層存在數(shù)量少 ——膠粒粒徑較大，很難通過泥巖的孔隙喉道 ——膠束增溶效果有限等問題。,不是石油初次運(yùn)移的主要相態(tài)。,2、游離相運(yùn)移,—油氣呈獨(dú)立的油相或氣相從烴源巖中排出。 油相運(yùn)移——油氣呈游離的油相從烴源巖中滲流排出。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,Dickey認(rèn)為在壓實(shí)時(shí)石油將呈一種極細(xì)

14、但連續(xù)的油絲運(yùn)移。Magara(1981）認(rèn)為壓實(shí)中期是最有利于油相運(yùn)移的階段。,烴源巖進(jìn)入壓實(shí)的晚期 — 烴類↑，飽和度↑，相對(duì)滲透率↑,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,潤(rùn)濕相——油氣大量生成時(shí)以油潤(rùn)濕或混相潤(rùn)濕為主，毛細(xì)管阻力較對(duì)較小。 臨界含油飽和度——大量油氣生成會(huì)其降低。Dickey認(rèn)為可低到10%，甚至1%以下。再者，生油期間產(chǎn)生的CO2溶解于油中還可以降低石油的粘度，增強(qiáng)其流動(dòng)性（Momper，197

15、8）。,關(guān)鍵問題：毛細(xì)管阻力和臨界飽和度,連續(xù)烴相運(yùn)移，還包括氣溶于油和油溶于氣的情況。 大量天然氣溶于石油可使石油密度減小，粘度降低，極大地增加石油的流動(dòng)性和運(yùn)移能力。在特定的溫度和壓力條件下，液態(tài)烴可溶于氣體之中，氣體溶液運(yùn)移需要數(shù)十倍于液相的氣體，因此一般只能發(fā)生在深處。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,分子擴(kuò)散是分子本身自由運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，問題在于從數(shù)量上看擴(kuò)散作用到底有多大實(shí)際意義。Leythaeuser（1980）認(rèn)

16、為，擴(kuò)散作用是天然氣運(yùn)移中的有效方式。而對(duì)于液態(tài)烴，擴(kuò)散作用的實(shí)際意義要小得多。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,油氣初次運(yùn)移以連續(xù)的游離烴相為主。目前大多數(shù)學(xué) 者原則上同意連續(xù)烴相運(yùn)移的觀點(diǎn)并作了進(jìn)一步的完善和發(fā)展。由原來的通過壓實(shí)作用實(shí)現(xiàn)排烴發(fā)展為——連續(xù)烴相通過微裂縫排烴。這種觀點(diǎn)又被稱為混相運(yùn)移，即游離的油（氣）相與水相同時(shí)滲流。,3、相態(tài)演變方式,油氣初次運(yùn)移的相態(tài)，決定于源巖的溫度、壓力、生烴量、孔隙度、溶解度以及巖石的組構(gòu)等

17、條件，也可以說是地下各種物理、化學(xué)因素綜合作用的結(jié)果。因此說油氣初次運(yùn)移的相態(tài)并非唯一的和萬能的。它主要是隨源巖的埋深和有機(jī)質(zhì)類型的變化而變化。Barker和Tissot提出不同埋深以不同方式進(jìn)行運(yùn)移的相態(tài)演變方式。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,未成熟階段，石油還未大量生成而地層孔隙度又較大，源巖中含油飽和度很低只可能有水相運(yùn)移；,成熟階段后，生油量大大增加，孔隙度又較小，源巖中的含油飽和度變大以致超過臨界運(yùn)移飽和度而發(fā)生連續(xù)油相運(yùn)移；

18、,在較高溫度下，演化進(jìn)入高成熟的濕氣階段，此時(shí)石油可以呈氣溶相運(yùn)移；,深處石油發(fā)生熱裂解產(chǎn)生大量甲烷氣體，可以產(chǎn)生游離氣相和擴(kuò)散相運(yùn)移。,油氣生成和初次運(yùn)移的幾個(gè)連續(xù)的階段示意圖,初次運(yùn)移相態(tài)隨埋深的演變規(guī)律主要是水溶相—油相—?dú)馊芟唷?第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,三、油氣初次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿瓦\(yùn)移方向,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,,一般認(rèn)為：油氣從烴源巖排出的原因是由于烴源巖中存在著——剩余流體壓力。　剩余流體壓力是指巖層實(shí)際壓力超出

19、對(duì)應(yīng)靜水壓力的部分。 流體的流動(dòng)沿剩余流體壓力減少方向運(yùn)動(dòng)?！∫鹗Ｓ嗔黧w壓力因素： 壓實(shí)作用、欠壓實(shí)作用 、蒙脫石脫水、流體熱增壓、滲析作用和其它作用 。,１、正常壓實(shí),在上覆沉積負(fù)荷作用下，沉積物通過不斷排出孔隙流體，如果流體能夠暢通地排出，孔隙度能隨上覆負(fù)荷增加而作相應(yīng)減小，孔隙流體壓力基本保持靜水壓力，則稱為正常壓實(shí)或壓實(shí)平衡狀態(tài)(流體壓力==靜水壓力)。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,（一）壓實(shí)作用,泥巖與砂巖壓實(shí)特征,不

20、同巖性壓實(shí)特征不同： 碳酸鹽巖易發(fā)生固結(jié)作用,壓實(shí)作用影響少. 泥砂巖變化大，泥巖在2000米內(nèi)孔隙度變化快。砂巖較穩(wěn)定。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,正常壓實(shí)作用,正常壓實(shí)導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，密度增加。,正常壓實(shí)作用流體排液過程 　處于壓實(shí)平衡沉積物在其層序之上又沉積了新沉積物時(shí)，原地層壓力重分配，致使原套地層顆粒重新緊縮排列，孔隙體積進(jìn)一步縮小，孔隙中流體就要承受部分由顆粒產(chǎn)生的有效壓應(yīng)力，使流體產(chǎn)生

21、了超過靜水壓力的剩余壓力。　　在剩余壓力作用下孔隙流體才得以排出，排出后孔隙流體又恢復(fù)了靜水壓力，沉積物又達(dá)到新的壓實(shí)平衡。　　　剩余壓力只發(fā)生在壓實(shí)平衡與達(dá)到新的壓實(shí)平衡之間的瞬時(shí)，所以應(yīng)當(dāng)叫做瞬時(shí)剩余壓力。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,在一個(gè)不斷沉降、不斷沉積、不斷壓實(shí)的連續(xù)過程中。正常壓實(shí)過程就是：由壓實(shí)平衡到瞬時(shí)不平衡再到平衡的過程，而孔隙流體壓力則是由靜水壓力到瞬時(shí)剩余壓力再到靜水壓力的連續(xù)過程。在這過程中流體不斷排出、孔

22、隙體積不斷減小，如果流體的排出時(shí)烴源巖已經(jīng)成熟成烴，即可實(shí)現(xiàn)初次運(yùn)移。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,正常壓實(shí)作用過程中流體排液示意圖,a 、上覆沉積物厚度相等　剩余壓力的大小: dpl=（ρbo-ρw）g×H只存在垂向壓力梯度： dpl/dH=（ρbo－ρw）g×H/H = （ρbo－ρw）g    一般來講，深部沉積物的

23、剩余流體壓力大于淺處的剩余流體壓力，流體一般是向上運(yùn)移排出的。,正常壓實(shí)作用排液方向,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,b、如果新沉積物的厚度在橫向上有變化.　　除垂向上存在壓力梯度外，橫向上也存在著壓力梯度：　 　　　dp/dx=（ρbo-ρw）g×(Lo-Ho)/x 壓實(shí)流體不僅存在由深向淺運(yùn)移，同時(shí)橫向上也發(fā)生較厚點(diǎn)向較薄點(diǎn)運(yùn)移。在盆地范圍內(nèi)由盆地中心向盆地邊緣運(yùn)移。 　通

24、常水平剩余流體壓力梯度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于垂向上的剩余流體壓力梯度，因此，大部分流體沿垂直方向向上運(yùn)移，流體沿水平方向運(yùn)移只有很少一部分。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,c、 砂泥巖互層的層序    由于泥質(zhì)沉積物和砂質(zhì)沉積物的原始結(jié)構(gòu)不同，其抗壓性能也不同，在壓實(shí)過程中泥巖孔隙度喪失得快，說明在相同負(fù)荷下泥巖比砂巖排出流體多，所產(chǎn)生的瞬時(shí)剩余流體壓力比砂巖大， 因此

25、流體運(yùn)移的方向是由頁巖到砂巖。在砂、泥巖互層的情況下， 泥巖中流體的運(yùn)移方向既有向上的也有向下的，總是指向砂巖， 砂巖中的壓實(shí)流體只能與所排入的壓實(shí)流體一起沿砂層做側(cè)向運(yùn)移。,２、欠壓實(shí)作用,欠壓實(shí)現(xiàn)象：泥質(zhì)巖在壓實(shí)過程中由于壓實(shí)流體排出受阻或來不及排出，導(dǎo)致了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。,,欠壓實(shí)帶中存著異常高壓，其中流體排出方向是由欠壓實(shí)中心向周圍排出。,第四章 石油和

26、天然氣的運(yùn)移,欠壓實(shí)異常高壓，在油氣生成、運(yùn)移過程中起到重要作用： （1）欠壓實(shí)使孔隙流體的排出受到不同程度的延緩，如果流體的排出正好被推遲到主要生油時(shí)期，則將對(duì)油氣初次運(yùn)移起到積極作用。 （2）欠壓實(shí)還使更多的水較長(zhǎng)時(shí)期處于高壓下，這有利于促進(jìn)（？）有機(jī)質(zhì)的熱成熟，也有利于油氣在水中的溶解。 （3）欠壓實(shí)地層中流體的異常高壓是驅(qū)使油氣進(jìn)行初次運(yùn)移的潛在動(dòng)力，這種異常高壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般正常壓實(shí)地層的

27、剩余壓力，使巖層產(chǎn)生微裂隙，給油氣運(yùn)移創(chuàng)造更好的條件。 非生油層時(shí)，它只能成為最好的壓力封閉蓋層。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,油、氣、水受熱的膨脹系數(shù)比顆粒的膨脹系數(shù)大得多，在熱力作用下泥巖孔隙流體體積熱膨脹而增大。在適當(dāng)條件下可及時(shí)地排出，促使流體運(yùn)移；不能及時(shí)排出就產(chǎn)生異常高壓，成為油氣初次運(yùn)移的動(dòng)力?！　崃ψ饔玫臏囟壬?，還是烴源巖有機(jī)質(zhì)降解出更多的烴類，促使初次運(yùn)移的發(fā)生。溫度升高，有助于解脫被吸附的

28、烴；有助于降低流體粘度；有助于降低油水間界面張力；有助于油氣在水中的溶解等。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,各種流體膨脹的體積速率比,（二） 流體熱增壓作用,干酪根熱降解成烴一方面為初次運(yùn)移提供了物源，另一方面成烴增壓作用也是初次運(yùn)移內(nèi)部能量的一個(gè)重要來源。干酪根在熱降解生成石油和甲烷氣體等烴類的同時(shí)，也產(chǎn)生大量的水和非烴氣體（主要是CO2），而這些烴類和非烴類流體的體積大大超過原來干酪根的體積，因此引起頁巖孔隙流體壓力大幅度的提高，使異

29、常高壓進(jìn)一步增強(qiáng)，這種壓力的增加將導(dǎo)致微裂縫的產(chǎn)生（Hedberg，1980），使石油進(jìn)入滲透性的載巖和儲(chǔ)集層。  干酪根產(chǎn)生的CO2可以大量溶于石油，從而降低石油的粘度和表面張力，改善石油的流動(dòng)性，提高排烴效率，有利于油氣運(yùn)移。另外，飽和有CH4和CO2氣體的孔隙水，在一定的壓力和溫下可以容載更多的烴類以水相方式運(yùn)移出生油層。 所以說在烴類生成的時(shí)候也孕育了排出烴類的動(dòng)力，石油的生成與運(yùn)移是一

30、個(gè)必然的連續(xù)過程。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,（三）成烴增壓作用,（四）粘土礦物的脫水作用,Powers(1959，1967)，Burst(1969)等提出，粘土礦物成巖作用過程中，在熱力作用下蒙脫石轉(zhuǎn)變?yōu)橐晾瘯r(shí)，可釋放出粘土礦物結(jié)晶格架水，作為油氣運(yùn)移的載體。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,研究表明達(dá)到一定深度的溫度、壓力條件下，蒙脫石向伊利石大量轉(zhuǎn)化釋放出大量的結(jié)合水，同時(shí)也引起泥巖體積的突變。含量突變深度與泥巖壓實(shí)突變階段的深度

31、一致，約2100-2700米。,蒙脫石脫水與流體異常壓力的關(guān)系（Bruce,1984）,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,Schmidt研究了墨西哥灣沿岸一口井中膨脹型粘土（大部分是蒙脫石）與非膨脹型粘土（伊利石）的比例。圖中粘土礦物轉(zhuǎn)化率增加的深度大約是3200米，溫度約為3.3℃。地溫梯度也在此處增加，而3200米處又是異常高壓的頂部。因此，脫水與成烴高峰期是能呼應(yīng)的。晚期脫水在關(guān)鍵時(shí)刻提供了初次運(yùn)移的運(yùn)載工具—孔隙水。水的排出仍主要靠壓

32、實(shí)。 當(dāng)然,粘土礦物脫水的意義也是局限的,有的盆地幾乎不含蒙脫石,如威利斯頓含油氣盆地（Dow，1974），碳酸鹽巖生油巖 粘土礦物也很少。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,（五）、擴(kuò)散作用,只要有濃度差就有擴(kuò)散作用。生油層中含烴濃度比周圍巖石大，烴的擴(kuò)散方向由生油層指向圍巖，與油氣運(yùn)移的方向一致，因此它是進(jìn)行初次運(yùn)移的一種動(dòng)力。 擴(kuò)散作用在物質(zhì)轉(zhuǎn)移方面的效率比較低，但是它受客觀條件諸如溫度、壓力、地層的物性以及有機(jī)質(zhì)的

33、成熟度等等的影響比較少。只要有濃度差存在，擴(kuò)散作用就無時(shí)無刻不在發(fā)生，甚至在欠壓實(shí)和異常高壓狀態(tài)下也能毫無阻礙地進(jìn)行。因此，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期中，它仍然是一種不可忽視的動(dòng)力，尤其是氣態(tài)烴的擴(kuò)散作用具有更重要的意義。 當(dāng)?shù)貙由盥褡兊卯惓Ｖ旅堋⒘黧w的滲流很微弱或停止時(shí)，擴(kuò)散作用幾乎是流體運(yùn)移的唯一方式，其重要性就更為突出。對(duì)初次運(yùn)移來說擴(kuò)散作用總是一個(gè)積極因素。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,輕正烷烴有效擴(kuò)散系數(shù)與烴分子碳原子數(shù)的關(guān)系

34、,A—H組氣源巖通過標(biāo)準(zhǔn)體積累積的擴(kuò)散總量與兩個(gè)氣田甲烷原始儲(chǔ)量對(duì)比圖,擴(kuò)散系數(shù)與輕烴的碳原子數(shù)是指數(shù)關(guān)系（Leythaeuser，1980～1984)，圖為８組有機(jī)質(zhì)類型和成熟度有所差別的氣源巖，按累積擴(kuò)散量與西加拿大的奇韋爾（Chigwell）氣田和荷蘭的哈令根（Harlingen）氣田的甲烷地質(zhì)儲(chǔ)量對(duì)比圖，因此認(rèn)為輕烴的擴(kuò)散方式進(jìn)行初次運(yùn)移是一種有效過程。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,（六）滲析作用,滲析作用是指在滲透壓差作用下流

35、體會(huì)通過半透膜從鹽度低向鹽度高方向運(yùn)移，直到濃度差消失為止 。,,含鹽量差別越大，產(chǎn)生的滲透壓差也越大。Jones計(jì)算表明，頁巖與砂巖鹽度相差50000×10-6時(shí)，則可產(chǎn)生4.25Mpa的滲透壓差。如果兩者相差150000×10-6時(shí)，則可產(chǎn)生22.7Mpa的滲透壓差。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,在壓實(shí)沉積盆地中，地層水的含鹽量隨深度和壓實(shí)作用的增加而增加。由于鹽離子易被頁巖吸附過濾，頁巖孔隙水的鹽度常比砂巖孔隙

36、水高?！　　　　　　　　　№摚啵r中水的含鹽量與孔隙度成反比關(guān)系，即：含鹽量增加，則孔隙度減少。　含鹽量與滲透壓力之間也成反比關(guān)系。鹽量高則滲透壓力低，反之則高。　　因此，滲透流體運(yùn)動(dòng)的方向，是從低含鹽量區(qū)向高含鹽量區(qū)運(yùn)移。所以滲析作用也能促進(jìn)烴類從頁（泥）巖向砂巖運(yùn)移，是烴類初次運(yùn)移的動(dòng)力之一。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,（七）其它作用,油氣初次運(yùn)移動(dòng)力還有構(gòu)造應(yīng)力、毛細(xì)管壓力、碳酸鹽巖固結(jié)和重結(jié)晶作用等。　構(gòu)造應(yīng)力作用導(dǎo)

37、致巖石產(chǎn)生微裂隙系統(tǒng)，利于解吸作用 、特別對(duì)巖性致密的烴源巖和煤系烴源巖的排烴有重要作用。另一方面，側(cè)向構(gòu)造應(yīng)力在導(dǎo)致地層變形過程中，也會(huì)有應(yīng)力傳遞到孔隙流體上，從而促使流體運(yùn)移。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,毛細(xì)管力的作用一般表現(xiàn)為阻力。僅在烴源巖層與儲(chǔ)層的界面上才表現(xiàn)為動(dòng)力。由于兩者的毛管壓力差的（合力）指向儲(chǔ)層，從而推動(dòng)油氣向儲(chǔ)層排出?！√妓猁}巖的固結(jié)和重結(jié)晶作用 使其孔隙變小，可促使已存于孔隙中的油氣壓力增大，最終導(dǎo)致巖

38、石破裂，油氣排出。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,促使油氣運(yùn)移動(dòng)力多種多樣，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)力有差異?？傮w動(dòng)力演變特征為：　在中—淺層，壓實(shí)作用為主要?jiǎng)恿??！≡谥小顚樱惓？紫读黧w超壓為主。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,（八）烴源巖排烴動(dòng)力演變,泥質(zhì)烴源巖不同演化階段的排烴動(dòng)力,未成熟階段：烴源巖成巖作用階段，孔隙度高，原生孔隙水較多，成巖作用以壓實(shí)作用為主，生成的生物甲烷氣及少量的未熟、低熟石油在

39、壓實(shí)作用下隨水排出?！〕墒熳饔贸跗冢阂虼罅吭紫端慌懦?，泥巖的孔隙和滲透率變小，流體滲流受阻，而此時(shí)，有機(jī)質(zhì)開始大量生烴，蒙脫石大量脫水，加上高溫流體增壓，迫使油氣水排出烴源巖?！≈脸墒熘衅冢河袡C(jī)質(zhì)進(jìn)入生油高峰，粘土大量脫水，新生流體（油氣水）不斷進(jìn)入孔隙，造成了孔隙壓力不斷增加，形成異常高的孔隙壓力，而這種壓力超過烴源巖的強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生微裂縫，在內(nèi)部異常高壓的推動(dòng)下油氣水不斷涌出烴源巖。所以，此階段的排烴主要?jiǎng)恿楫惓？紫读?/p>

40、體超壓。它是欠壓實(shí)、生烴作用、流體增壓、蒙脫脫水的綜合效應(yīng)。 　高成熟期：生氣高峰，油氣排出主要是氣體生成以及熱膨脹作用導(dǎo)到異常壓力結(jié)果。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,四、初次運(yùn)移的途徑,1、孔隙系統(tǒng)、微層面,油氣初次運(yùn)移的通道有烴源巖中的孔隙系統(tǒng)、微層面、微裂縫系統(tǒng)。運(yùn)移方式取決于動(dòng)力因素。,孔隙系統(tǒng)是油氣初次運(yùn)移最基本的通道。但由于前述烴源巖孔隙結(jié)構(gòu)特征，以孔隙系統(tǒng)作為通道進(jìn)行初次運(yùn)移，也是有條件的。一般在沉積后大量壓實(shí)以前，泥質(zhì)

41、烴源巖的孔隙度還較高，滲透性良好，流體排出的動(dòng)力是剩余流體壓力，油氣以“壓實(shí)水流”模式通過孔隙系統(tǒng)排出來。壓實(shí)到一定程度后，隨著烴源巖孔、滲性的變差，以孔隙系統(tǒng)作為排烴通道的運(yùn)移越來越困難。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,2、微裂縫排烴,微裂縫系統(tǒng)作為油氣初次運(yùn)移主要通道的觀點(diǎn)Snarskiy （1961）最先提出，目前日益得到人們的承認(rèn)。他認(rèn)為，由于生油巖壓實(shí)、巖石彈性變形，再加上溫度和構(gòu)造力的增大，巖層內(nèi)部孔隙壓力可升高到比巖石的壓力

42、大得多，引起巖石破裂和裂隙的擴(kuò)大。 Pp≥ S3 + K，巖石產(chǎn)生微裂縫； Pf≥ S3 + K，微裂縫延伸和擴(kuò)展； Pf≥Pp時(shí)，油氣運(yùn)移進(jìn)儲(chǔ)集層。 因此，微裂縫排烴過程可概括為壓力增長(zhǎng)產(chǎn)生微裂縫—微裂縫排出流體使壓力釋放—微裂縫閉合再積累壓力，如此周而復(fù)始，間歇性進(jìn)行，是一個(gè)斷斷續(xù)續(xù)的動(dòng)

43、平衡、間歇排液過程。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,３、初次運(yùn)移通道演變　在未熟—低熟階段，運(yùn)移的途徑主要是孔隙和微層理面；　但在成熟—過成熟階段油氣運(yùn)移途徑主要是微裂縫。,五、油氣初次運(yùn)移模式,油氣運(yùn)移的模式主要有正常壓實(shí)排烴模式、異常壓力排烴模式、擴(kuò)散模式。三者在相態(tài)、動(dòng)力、途徑均有差異。（一）未熟—低熟階段正常壓實(shí)排烴模式 正常壓實(shí)的作用下，油氣溶解于水中，呈水溶液隨水一起被壓實(shí)出來。

44、介質(zhì)條件：孔隙水較多，滲透率高 驅(qū)動(dòng)因素：正常壓實(shí)作用。 相態(tài)：水溶相和部分游離相態(tài) 通道：孔隙、微層面,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,（二）成熟—過成熟階段異常壓力排烴模式　介質(zhì)條件：孔隙小，含水少，滲透率低。 動(dòng)力條件：異常高壓——油氣大量生成、蒙脫石脫水、熱增壓作用等因素。相態(tài)：以游離相為主 排烴過程： a.連續(xù)的過程: 當(dāng)生油巖孔隙網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部壓力還不足以引起巖石產(chǎn)生微裂縫時(shí)，如果孔隙喉道不

45、太窄，或因?yàn)榇嬖谥B續(xù)的有機(jī)質(zhì)相和有干酪根三維網(wǎng)絡(luò)而使得毛細(xì)管壓力并不太大，那么，油就可以從生油巖中被慢慢驅(qū)出，不需要裂縫存在。在這種情況下，油氣在異常壓力作用下被驅(qū)動(dòng)應(yīng)是一個(gè)連續(xù)的過程。 通道：孔隙、微層面,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,b.脈沖式: 當(dāng)孔隙流體壓力很高而導(dǎo)致烴源巖產(chǎn)生微裂縫，這些微裂縫與孔隙連接，則形成微裂縫—孔隙系統(tǒng)。在異常高壓驅(qū)動(dòng)下，油氣水通過微裂縫—孔隙系統(tǒng)向烴源巖外涌出。當(dāng)排出部分流體后，壓力下降，

46、微裂縫閉合。待壓力恢復(fù)升高和微裂縫重新開啟后，又發(fā)生新的涌流。這一階段，油氣水就是以一種間歇式、脈沖式不連續(xù)的方式進(jìn)行混相涌流。 這兩種連續(xù)油氣運(yùn)移過程和脈沖式不連續(xù)相運(yùn)移過程是異常壓力增高過程中的兩個(gè)階段，兩者可以相互轉(zhuǎn)化，周期性發(fā)生，且以后者為主。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,（三）輕烴擴(kuò)散輔助運(yùn)移模式　　輕烴特別是氣態(tài)烴，具較強(qiáng)的擴(kuò)散能力。盡管這是一種分子運(yùn)動(dòng)，效率較低，但在烴源巖中具有普遍性，因些不容忽視?！≡S多學(xué)者（

47、Hunt,1979;Barker,1980;Leythaeuser,1982）認(rèn)為初次運(yùn)移的擴(kuò)散作用發(fā)生在比較短的距離中。但擴(kuò)散到最近的輸導(dǎo)層、裂隙系統(tǒng)、斷層和所夾儲(chǔ)集透鏡體中后，即可轉(zhuǎn)變成其它方式（水溶相或游離相）進(jìn)一運(yùn)移到儲(chǔ)集層內(nèi)?！∫虼耍p烴擴(kuò)散作為一種輔助運(yùn)移模式?！?duì)非常致密儲(chǔ)層，或處于異常高壓狀態(tài)的地層，滲流作用幾乎不可能進(jìn)行，擴(kuò)散作用尤顯重要。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,六、烴源巖有效排烴厚度,一個(gè)有含油遠(yuǎn)景的地區(qū)

48、必須具備良好的生油條件和有利的初次運(yùn)移條件，而且必須是油氣生成深度與該層高壓釋放的深度恰當(dāng)配合時(shí)，油氣初次運(yùn)移才能真正實(shí)現(xiàn)，才是有效生油巖，否則，就只能生成含瀝青的頁巖，而無法產(chǎn)生真正的生油巖。另外，初次運(yùn)移方向和排烴的有效厚度是定量評(píng)價(jià)含油氣盆地的資源遠(yuǎn)景必不可少的參數(shù)。因此，研究油氣初次運(yùn)移出現(xiàn)的深度和時(shí)期、油氣初次運(yùn)移的方向、距離和有效排烴厚度尤為重要。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,1、初次運(yùn)移出現(xiàn)的深度和時(shí)期,油

49、氣主生成期是初次運(yùn)移發(fā)生的最早時(shí)間。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,具體的時(shí)間必須研究初次運(yùn)移的條件和結(jié)果。,（1）根據(jù)壓實(shí)階段確定,早期壓實(shí)階段石油尚未生成，重結(jié)晶階段石油難以排出，故最重要的初次運(yùn)移發(fā)生在晚期壓實(shí)階段（青柳宏一和淺川忠(1979)),考慮有利的壓實(shí)期（作為排烴期）與主生油期的匹配關(guān)系。因而是建立在“壓實(shí)水流模式”的基礎(chǔ)之上的，有其局限性 。,地區(qū)地溫梯度對(duì)運(yùn)移的影響,(2)異常高壓確定： 異常高壓是油氣初次

50、運(yùn)移的潛在動(dòng)力。 根據(jù)泥巖壓實(shí)歷史，結(jié)合油氣生成史等地球化學(xué)分析可確定油氣初次運(yùn)移的時(shí)間和深度。把孔隙度剖面與地球化學(xué)資料結(jié)合起來，認(rèn)為含烴量異常即為初次運(yùn)移。 圖中Ch/Co比值負(fù)偏離正常趨勢(shì)線的異常段，表示烴含量突然減少，是運(yùn)移深度段。此法要求沉積剖面有相同的沉積環(huán)境和有機(jī)質(zhì)成分。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,孔隙度剖面與異常壓力剖面結(jié)合起來判斷，認(rèn)為在有機(jī)質(zhì)成熟后的強(qiáng)壓差帶是初次運(yùn)移階段。

51、渤海盆地中的幾個(gè)凹陷運(yùn)移期的分析：老第三系大量生油的溫度一般是95～110℃即埋深2700～3200m，此深度又出現(xiàn)了強(qiáng)壓差帶，認(rèn)為這個(gè)深度是初次運(yùn)移段。有機(jī)包裹體是運(yùn)移期油氣的原始樣品，通過成巖序次的研究，測(cè)定有機(jī)包裹體形成的溫度，也可確定油氣運(yùn)移的時(shí)間及深度。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,（3）根據(jù)有機(jī)包裹體確定  有機(jī)包裹體是運(yùn)移期油氣的原始樣品。通過成巖序次的研究，測(cè)定有機(jī)包裹體形成的溫度，

52、就可確定油氣運(yùn)移的時(shí)間及深度。,2、油氣初次運(yùn)移的方向、距離和有效排烴厚度,方向：初次運(yùn)移的方向取決于油氣初次運(yùn)移的 驅(qū)使因素和通道特征。 烴源巖內(nèi)的孔隙壓差是最重要的驅(qū)使因素，這個(gè)壓力差的方向主要是垂向的，側(cè)向變化居次要地位；受最小應(yīng)力S3（一般為水平的）控制的微裂縫方 向也是近垂直的，所以，初次運(yùn)移的方向主要是垂向的。但實(shí)際運(yùn)移方向常與生、儲(chǔ)組合型式有關(guān)。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,排烴距離：取決于上下層段儲(chǔ)層與生油層壓力差

53、的大小及排液通道的暢通情況。當(dāng)生油層較厚時(shí)，中間流體不能及時(shí)排出，油氣滯留于生油層中。蒂索和威爾特（1971）對(duì)阿爾及利亞泥盆系生油巖研究，發(fā)現(xiàn)只有距儲(chǔ)層上下各14m的距離內(nèi)能運(yùn)移出去。也就是說烴源巖排烴的有效厚度為20～30m，如果在厚的生油層中有許多砂巖夾層，將大大增加排烴的有效厚度。,排烴效率：是指烴源巖排出烴的質(zhì)量與生烴的質(zhì)量百分比。烴源巖中排出油氣的效率是很低的。,一個(gè)獨(dú)立生油層段的壓力—深度曲線示意圖,第四章 石油和天然氣的

54、運(yùn)移,第三節(jié)  石油和天然氣的二次運(yùn)移,油氣二次運(yùn)移：是指油氣脫離生油巖后，在孔隙度、滲透率較大的儲(chǔ)集層中或大的斷裂、不整合面中的傳導(dǎo)過程，它包括聚集起來的油氣由于外界條件的變化而引起的再次運(yùn)移。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,一、二次運(yùn)移的相態(tài)     二次運(yùn)移的介質(zhì)環(huán)境：主要為孔隙空間、滲透率都較大的滲透性多孔介質(zhì)，毛細(xì)管壓力變小。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,綜上：連續(xù)游離相

55、運(yùn)移 儲(chǔ)層滲透率高—視為多孔介質(zhì)中的滲流作用。,——油氣以游離相態(tài)進(jìn)入儲(chǔ)層： 油氣 表面張力 油滴、氣泡 油柱(鏈) 運(yùn)移,,,,—以溶解狀態(tài)進(jìn)入儲(chǔ)層 溫度、壓力降低，油分離成游離相態(tài)運(yùn)移,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,油氣在儲(chǔ)集層中向上傾方向運(yùn)移的一般模式,A→B→C→D,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,二、油氣二次運(yùn)移的主要?jiǎng)恿?,浮力：動(dòng)力,水動(dòng)力：動(dòng)力或阻力,毛細(xì)管力：阻力,運(yùn)移的方向

56、：取決于三者合成方向,二次運(yùn)移油氣質(zhì)點(diǎn)受力分析示意圖,1、二次運(yùn)移的浮力,,石油地質(zhì)學(xué)中常將浮力與重力同時(shí)考慮，并將浮力與重力的代數(shù)和稱為凈浮力。單位體積凈浮力可表示為：　　Fr= -ρog +ρw g =(ρw-ρo)g    對(duì)于面積為S 高度為L(zhǎng)的油鏈（絲），凈浮力( Fr)為： 　 Fr= = L-S（ρw-ρo)g當(dāng)?shù)貙觾A斜時(shí)，浮力將分解成垂直層面和平行層面兩個(gè)分力。所受順層向上

57、凈浮力為： 　 　Fr＝LS(ρw-ρo)gsinα(油鏈在傾角為α的傾斜儲(chǔ)集層展布),第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,2、二次運(yùn)移的毛細(xì)管力,,油滴在親水碎屑巖孔喉中運(yùn)移示意圖,二次運(yùn)移的阻力即孔隙介質(zhì)對(duì)油氣的毛細(xì)管力。毛細(xì)管力取決于儲(chǔ)集層孔隙半徑、烴和水界面張力、潤(rùn)濕角。據(jù)Schowalter（1979）的資料，溫度升高，界面張力降低，二次運(yùn)移中的巖石，被認(rèn)為自沉積到成巖都是充滿水的，顆粒表面有一,層水的薄膜，因而濕潤(rùn)角可看作為

58、零度，cosθ=1。當(dāng)石油經(jīng)過孔隙系統(tǒng)時(shí)，油滴要發(fā)生變形，在油滴兩端的毛細(xì)管壓力差即為真正的毛細(xì)管阻力。    　　　　　　　 △Pc= 2σ( 1/γt-1/γp),第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,,當(dāng)儲(chǔ)層底部的油在浮力以外的力的作用下積累到油柱高度Z大于Zo時(shí)，石油就能上浮，否則不能上浮。當(dāng)?shù)貙觾A斜時(shí)，浮力將分解成垂直層面和平行層面兩個(gè)分力，后者將推動(dòng)石油沿地層上傾方向運(yùn)移。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,

59、第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,當(dāng)儲(chǔ)集層的供水區(qū)和泄水區(qū)之間存在高差時(shí)，測(cè)勢(shì)面發(fā)生傾斜，水將沿測(cè)勢(shì)面降落方向流動(dòng)。由水的流動(dòng)產(chǎn)生的壓力即水動(dòng)力。,圖中，作用在油鏈上水動(dòng)力可表示為：Fc＝ρwg△h,式中：ρw－地層水密度△h－油鏈兩端的水頭差,３、水動(dòng)力,,在背斜中浮力與水動(dòng)力配合的情況,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,水動(dòng)力方向與浮力方向相反，為油鏈運(yùn)移阻力水動(dòng)力方向與浮力方向相同，為油鏈運(yùn)移動(dòng)力,二次運(yùn)移能否進(jìn)行，取決于浮力與毛細(xì)管阻

60、力的相對(duì)大小，以及水動(dòng)力的存在與否及其大小與方向,,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,靜水條件，油鏈運(yùn)移的條件是: Fr ＞ Pc 動(dòng)力條件，油鏈運(yùn)移的條件是： Fr ± Fc ＞ Pc當(dāng)Fr ± Fc= Pc時(shí)，油氣產(chǎn)生聚集。,,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,要達(dá)到油氣運(yùn)移這些條件１、油氣必須具有一定的飽和度，只有當(dāng)油氣飽和度大于臨

61、界油氣飽和度時(shí)，才有相對(duì)滲透率和有效滲透率。能以滲濾方式運(yùn)移。２、油氣須有一定的高度。具有足夠的浮力和水動(dòng)力來克服毛細(xì)管阻力。,綜合各種動(dòng)力情況，油氣柱高度可用下式來表達(dá)——這一高度也稱為臨界油氣高度。,三、油氣二次運(yùn)移的通道,1、孔隙系統(tǒng),2、斷層和裂縫面,斷層既可作為油氣的遮擋條件而造成斷層圈閉，也可成為油氣二次運(yùn)移的通道，特別在穿層和垂向運(yùn)移中具有獨(dú)特的作用。,滲透性巖石的孔隙系統(tǒng)是最廣泛、最基本的二次運(yùn)移通道。在靜水條件下，油

62、氣微滴可能從滲透性巖層底部向頂部累積，當(dāng)累積到一定數(shù)量后，便可在層內(nèi)發(fā)生側(cè)向的順層運(yùn)移。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,3、裂縫系統(tǒng),4、不整面合,不整合面分布具有區(qū)域性，故它對(duì)于油氣作遠(yuǎn)距離運(yùn)移具有特別重要的意義。它能把不同時(shí)代、不同巖性的地層勾通起來。 因此，是垂向穿層運(yùn)移的重要通道。,裂縫系統(tǒng)對(duì)于改善孔隙間的連通性和滲透性，尤其對(duì)于改善致密巖石的滲透性具有重要意義。構(gòu)造裂縫邊緣平直，具有一定的方向和組系，往往不受層面限制，延伸較

63、遠(yuǎn)，是穿層運(yùn)移的主要通道；成巖裂縫的特點(diǎn)是受層理限制，多平行層面，形狀不規(guī)劃，縫面有彎曲，是儲(chǔ)集層內(nèi)運(yùn)移的重要通道。碳酸鹽巖中裂縫是重要的二次運(yùn)移通道。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,四、油氣二次運(yùn)移的主要方向和距離,機(jī)理：油、氣、水的力場(chǎng)分布對(duì)油氣二次運(yùn)移的方向起著直接控制作用。油氣二次運(yùn)移的方向取決于這三個(gè)力的合力。 大方向：油氣質(zhì)點(diǎn)所受到的主要?jiǎng)恿κ歉×蚋×退畡?dòng)力的合力。在含油氣盆地中，如果在靜水條件下，油氣主要

64、沿著浮力方向運(yùn)移，在動(dòng)水條件下，則沿著浮力和水動(dòng)力的合力方向，所以油氣二次運(yùn)移總的來說是垂直向上的，當(dāng)受到遮擋時(shí)，則沿著上傾方向。在沉積盆地中，生油區(qū)一般位于凹陷的最深處，與之相鄰的斜坡和隆起是二次運(yùn)移的主要指向。,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,1、力場(chǎng)特征與油氣運(yùn)移指向,小方向：具體的運(yùn)移路線是沿著各種通道的最小阻力方向，它受儲(chǔ)層的巖性變化、地層不整合以及斷層分布等因素的控制和影響。因此，位于凹陷附近的隆起帶及斜坡帶，特別是長(zhǎng)期繼承性隆

65、起帶中良好儲(chǔ)層常?？刂浦蜌獾某跏挤植肌?有利含油遠(yuǎn)景區(qū)：隆起帶的高點(diǎn)、斷層兩側(cè)、不整合面上下、大型儲(chǔ)集體系分布區(qū)。 注意：構(gòu)造運(yùn)動(dòng)常可使地層發(fā)生褶皺斷裂，改變其原有產(chǎn)狀，引起油氣的再分布。掌握盆地構(gòu)造現(xiàn)有格局和歷史發(fā)展，可以預(yù)測(cè)油氣的區(qū)域分布。當(dāng)然油氣在地下的運(yùn)移過程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，特別是對(duì)于經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，油氣產(chǎn)生多次再分布的盆地，油氣的分布也是相當(dāng)復(fù)雜的，要具體情況具體分析。,第四章 石油和

66、天然氣的運(yùn)移,2、 流體勢(shì)與油氣二次運(yùn)移方向,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,Hubbert定義：　單位質(zhì)量的流體具有的機(jī)械能的總和為流體勢(shì),,即 勢(shì)＝位能＋壓能＋動(dòng)能,地下儲(chǔ)層中流體流速低，動(dòng)能可忽略: Ф ＝gz+P/ρ,Z—測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)面高程；P—測(cè)點(diǎn)流體壓力；P＝ ρgh；ρ—流體密度 　　　　　　故 Ф＝g(Z+h),第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,對(duì)A點(diǎn)： ФA＝g(ZA+hA)同理，可得其它各點(diǎn)為勢(shì),可以得出：Ф

67、A> ФB >ФC> ФD　水從A點(diǎn)流向D點(diǎn),結(jié)論：水從高勢(shì)區(qū)低勢(shì)區(qū)流動(dòng),第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,一般認(rèn)為油是不可壓縮的，在壓力變化不大的情況，氣的密度也可視為常數(shù)，從而可將水勢(shì)、油勢(shì)、氣勢(shì)分別寫為：,五、二次運(yùn)移中油氣性質(zhì)的變化,,二次運(yùn)移中，石油的高分子量成分以及極性成分易被礦物表面吸附，輕烴和無極性成分可自由通過。色層效應(yīng)的結(jié)果使石油的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、卟啉及釩鎳等重金屬減少，輕組分

68、相對(duì)增多，在烴類中烷烴增多，芳烴相對(duì)減少，烷烴中低分子烴相對(duì)增多，高分子烴相對(duì)減少。表現(xiàn)為密度變小、顏色變淡、粘度變小。,1、色層效應(yīng),酒泉盆地老君廟背斜帶油氣運(yùn)移的方向,第四章 石油和天然氣的運(yùn)移,2、氧化作用,二次運(yùn)移中依具體介質(zhì)環(huán)境的變化，還可發(fā)生脫氣、晶出等其他效應(yīng)。特別值得注意的是氧化作用，它可使石油的膠狀物質(zhì)增加，輕組分相對(duì)減少，環(huán)烷烴增加，烷烴和芳烴相對(duì)減少，密度、粘度也隨之加大，其效果大致與色層效應(yīng)相反。不過二次運(yùn)移中