第四章 石油和天然氣運移

1、能源地質學課件主講人：杜振川能源地質學課件油氣的運移：石油和天然氣是流體礦產，具有可流動性，當受到某種驅動力作用時就會在地殼中發(fā)生流動。我們把油氣在地殼中的移動稱為油氣的運移。第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容一、油氣運移的概念 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容一、油氣運移的概念 石油和天然氣的運移，是它們在生油層中生成之后就開始的，所以，油氣運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，經過初次運移進入儲集層中，在儲集層中又經過二次運移，進入具有封閉條件的地方聚集起來而形成油氣藏。已經形成的油氣藏，可以由于圈閉條

2、件的改變或其他原因而遭到破壞，使得油氣重新運移；并可能在新的圈閉中再聚集，造成一個新油氣藏的再形成；或者是流失地表，遭到完全破壞?？傊蜌膺\移是和油氣藏的形成、破壞、再形成連系在起的。能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容一、油氣運移的概念 油氣的運移：石油和天然氣在地殼內的任何游動。油氣運移聚集過程示意圖能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容一、油氣運移的概念 初次遠移：將油氣從烴源層向儲集層的運移，即在烴源層中生成的石油和天然氣，自生油層向儲集層中的運移。油氣的初次運移 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容

3、油氣運移概念和研究內容一、油氣運移的概念 二次運移：將油氣進入儲集層以后的一切運移。油氣的二次運移 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容二、油氣運移研究的內容 油氣在運移過程中的物理狀態(tài)、運移方式、促使油氣運移的動力因素、油氣在生油層中進行初次運移的機理； 油氣在儲集層中所進行的二次運移過程，以及運移的時期、方向、規(guī)模等等。能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、油氣運移的基本方式三、油氣運移的基本方式 滲濾 滲濾是一種機械運動方式，液體在滲濾過程中遵守能量守恒定律，它總是由機械能高的地方向機械能低的地方流動； 滲濾是一種

4、整體流動方式，在流動中表現(xiàn)出一定的相態(tài)，在達到吸附平衡以后各種組分的濃度基本不改變。 滲濾可以用達西定律來描述 ：Q=KS(p2p1)/(Lu) 即：單位時間內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。 滲濾與擴散滲濾與擴散 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、油氣運移的基本方式三、油氣運移的基本方式 滲濾與擴散滲濾與擴散 擴散：擴散：是分子布朗運動產生的傳遞過程：這種運動可引起流體(氣體、液體)的分子不斷進行再分配，擴散的結果是使?jié)舛忍荻冗_到

5、均衡。 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、與油氣運移有關的幾個問題 1、巖石的潤濕性、巖石的潤濕性 當巖石孔隙中存在兩種不混溶的流體時，由于巖石對不同流體的吸附力不同，結果產生某一種流體優(yōu)先吸附而優(yōu)先潤濕巖石表面，稱為選擇性潤濕。潤濕流體：易附著在巖石上的流體(又稱潤濕相)非潤濕流體：不易附著在巖石上的流體(又稱非潤濕相)。 潤濕性：潤濕性：是一種吸附作用，是指流體在表面分子力的作用下，在固體表面流散的現(xiàn)象 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、與油氣運移有關的幾個問題 1、巖石的潤濕性、巖石的潤濕性 例如，在油水

6、兩相共存于巖石孔隙中時，如果水易附著在巖石上，這例如，在油水兩相共存于巖石孔隙中時，如果水易附著在巖石上，這時我們稱水為潤濕相，油為非潤濕相，巖石則具親水性時我們稱水為潤濕相，油為非潤濕相，巖石則具親水性(或憎油性或憎油性)；反之，如果油易附著在巖石上，這時我們稱油為潤濕相，水為非濕潤反之，如果油易附著在巖石上，這時我們稱油為潤濕相，水為非濕潤相，巖石具親油性相，巖石具親油性(或憎水性或憎水性)?？紫队H水介質 孔隙親油介質 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、與油氣運移有關的幾個問題 2、油氣運移臨界飽和度、油氣運移臨界飽和度 油(氣)運移的臨界飽和度：

7、把油(氣)水同時存在時，油(氣)相運移所需的最小飽和度。 對于一定的巖石，當巖石中存在多相流體時，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，它們的有效滲透率為0，即不發(fā)生流動。 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、與油氣運移有關的幾個問題 3、壓力、壓力 1）靜巖壓力及靜巖壓力梯度 靜壓力：靜壓力：是指由上覆沉積物或上覆巖層的重量所引起的壓力，也稱上覆巖層壓力；壓力是隨上覆沉積物或巖層厚度的增加而增大。 式中： Pr靜巖壓力，Pa或MPa； H上覆沉積物或巖層的厚度，m； r上程

8、沉積物或巖層的密度! g重力加速度，9.8ms2。Pr = Hr g 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、與油氣運移有關的幾個問題 3、壓力、壓力 1）靜巖壓力及靜巖壓力梯度 靜巖壓力梯度：靜巖壓力梯度：是指當上覆是指當上覆沉積物每增加單位厚度時所沉積物每增加單位厚度時所增加的壓力。通常指每增加增加的壓力。通常指每增加1m沉積物厚度所增加的壓力，沉積物厚度所增加的壓力，用用Pam表示表示能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、與油氣運移有關的幾個問題 3、壓力、壓力 2）地層壓力、靜水壓力、靜水壓力梯度）地層壓力、靜水

9、壓力、靜水壓力梯度 地層壓力地層壓力地下滲透性地層中所含流體承受的壓力稱為地層壓力或孔隙流體壓力。地層孔隙流體壓力可以由靜水壓力、動水壓力、浮力、毛管壓力、膨脹壓力、滲透壓力等地下多種壓力組成。實測的地層壓力往往是上述各種壓力的綜合體現(xiàn)。能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、與油氣運移有關的幾個問題 3、壓力、壓力 2）地層壓力、靜水壓力、靜水壓力梯度）地層壓力、靜水壓力、靜水壓力梯度 地層壓力地層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 gphw/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能源地質學課

10、件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、與油氣運移有關的幾個問題 3、壓力、壓力 2）地層壓力、靜水壓力、靜水壓力梯度）地層壓力、靜水壓力、靜水壓力梯度 靜水壓力靜水壓力 靜水壓力：是指由靜水重量所造成的壓力。靜水壓力隨上覆水柱的增高而增大，在開放的地層體系中流體壓力主要反映靜水壓力。在石油地質學中，靜水壓力通常的含義是由地層孔隙中連通水柱所產生的壓力 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、與油氣運移有關的幾個問題 3、壓力、壓力 2）地層壓力、靜水壓力、靜水壓力梯度）地層壓力、靜水壓力、靜水壓力梯度 靜水壓力靜水壓力 pw = H

11、 w g式中 pw靜水壓力，Pa或MPa： H上覆水柱的高度，m； w水的密度，tm3； g重力加速度，9.8ms2 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、與油氣運移有關的幾個問題 3、壓力、壓力 2）地層壓力、靜水壓力、靜水壓力梯度）地層壓力、靜水壓力、靜水壓力梯度 靜水壓力梯度靜水壓力梯度 靜水壓力梯度：靜水壓力梯度：是指當水柱增加單位高度時所增加的壓力。通常指每增加1m水柱高度所增加的壓力，用Pam表示。如果我們取水的密度為1tm3則靜水壓力梯度約為0.1105Pam 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、與油氣

12、運移有關的幾個問題 3、壓力、壓力 2）地層壓力、靜水壓力、靜水壓力梯度）地層壓力、靜水壓力、靜水壓力梯度 靜水壓力梯度靜水壓力梯度 能源地質學課件第一節(jié)第一節(jié) 油氣運移概念和研究內容油氣運移概念和研究內容三、與油氣運移有關的幾個問題 3、壓力、壓力 3）異常壓力）異常壓力 異常壓力：異常壓力：是高于或低于靜水壓力值的地層壓力。是高于或低于靜水壓力值的地層壓力。當?shù)貙訅毫Φ扔陟o水壓力時，為正常壓力，壓力系數(shù)當?shù)貙訅毫Φ扔陟o水壓力時，為正常壓力，壓力系數(shù)(實測壓力靜實測壓力靜水壓力水壓力)為為1；高于靜水壓力值的地層壓力叫異常高壓，壓力系數(shù)大于高于靜水壓力值的地層壓力叫異常高壓，壓力系數(shù)大于1；

13、低于靜水壓力值的地層壓力叫異常低壓，壓力系數(shù)小于低于靜水壓力值的地層壓力叫異常低壓，壓力系數(shù)小于1。正常壓力與異常壓力之間的壓力遞變帶，稱為壓力過渡帶。正常壓力與異常壓力之間的壓力遞變帶，稱為壓力過渡帶。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移一、油氣初次運移的相態(tài)與相態(tài)演化一、油氣初次運移的相態(tài)與相態(tài)演化1、水溶相運移：、水溶相運移： 油氣被水溶解成分子溶液，水作為油氣運移的載體進行運移。油氣被水溶解成分子溶液，水作為油氣運移的載體進行運移。 2、游離相運移（油相）：、游離相運移（油相）：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

14、狀和連續(xù)狀油(氣氣)相。相。 3、油溶氣相、氣溶油相運移、油溶氣相、氣溶油相運移 ：石油與烴類氣體有互溶性，天然氣可溶解于石油中，呈油相形式運移（油溶氣相油溶氣相），石油也可溶于天然氣中呈氣相方式運移（氣溶油相氣溶油相）。 相相態(tài)態(tài)能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移相相態(tài)態(tài)演演化化 油氣在地下究竟呈什么相態(tài)進行初次運移，油氣在地下究竟呈什么相態(tài)進行初次運移，取決于取決于烴源層的巖石類型和組構特點、地層溫度和壓力、埋烴源層的巖石類型和組構特點、地層溫度和壓力、埋藏深度、孔隙度大小及孔隙水多少、有機質類型及其藏深度、孔隙度大小及孔隙水多少、有機質類型及其生烴量

15、和生烴性質等多種因素。生烴量和生烴性質等多種因素。因此，不同地區(qū)、不因此，不同地區(qū)、不同巖性、不同深度情況下油氣運移的相態(tài)是不同的。同巖性、不同深度情況下油氣運移的相態(tài)是不同的。 一、油氣初次運移的相態(tài)與相態(tài)演化一、油氣初次運移的相態(tài)與相態(tài)演化能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移一、油氣初次運移的相態(tài)與相態(tài)演化一、油氣初次運移的相態(tài)與相態(tài)演化 對于對于泥質烴源巖泥質烴源巖來講，在來講，在低成熟階段低成熟階段，埋深較淺，孔隙度較大，地，埋深較淺，孔隙度較大，地層水較多，生烴量較少且膠質、瀝青質含量高，這時油氣的層水較多，生烴量較少且膠質、瀝青質含量高，這時油氣

16、的初次運移初次運移以水溶相運移最有可能，水作為載體。以水溶相運移最有可能，水作為載體。在某些適合大量形成生物化學在某些適合大量形成生物化學氣的環(huán)境中，所生成的生物甲烷氣除呈水溶相運移外，也可以游離相氣的環(huán)境中，所生成的生物甲烷氣除呈水溶相運移外，也可以游離相運移。運移。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移一、油氣初次運移的相態(tài)與相態(tài)演化一、油氣初次運移的相態(tài)與相態(tài)演化 隨著埋深的增加，進入隨著埋深的增加，進入生油高峰階段，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，這時油氣主要呈不足以溶解掉所生成的油氣，這時油

17、氣主要呈游離相運移游離相運移，其中所生成，其中所生成的氣體多溶于油中，呈油溶氣相運移；的氣體多溶于油中，呈油溶氣相運移； 在在生凝析氣階段則主要以氣溶油相運移，氣作為石油的載體生凝析氣階段則主要以氣溶油相運移，氣作為石油的載體； 在在過成熟階段過成熟階段，烴源巖大量生氣，這時，天然氣則呈，烴源巖大量生氣，這時，天然氣則呈游離氣相運移游離氣相運移。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移一、油氣初次運移的相態(tài)與相態(tài)演化一、油氣初次運移的相態(tài)與相態(tài)演化 對于碳酸鹽巖生油層，由于碳酸鹽巖其易固結的成巖特點，對于碳酸鹽巖生油層，由于碳酸鹽巖其易固結的成巖特點，巖石中缺少

18、水來源，壓實作用很弱，因此，其所生油氣多是在巖石中缺少水來源，壓實作用很弱，因此，其所生油氣多是在具備排烴動力后以具備排烴動力后以游離相排出游離相排出。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移一、油氣初次運移的相態(tài)與相態(tài)演化一、油氣初次運移的相態(tài)與相態(tài)演化能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向 油氣要從烴源巖中運移出來，必須存在驅動力。油氣要從烴源巖中運移出來，必須存在驅動力。目前一般認為：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為：烴類從其烴源

19、巖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：是指巖層的實際壓力超過對應的靜水柱壓力的部分。是指巖層的實際壓力超過對應的靜水柱壓力的部分。 由于不同點的剩余壓力不同，從而驅動孔隙流體由于不同點的剩余壓力不同，從而驅動孔隙流體(包括油、氣、包括油、氣、水水)沿沿剩余壓力變小的方向運移剩余壓力變小的方向運移。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移 驅使油氣從烴源巖向驅使油氣從烴源巖向運載層（輸導、儲集）運載層（輸導、儲集）運移的動力主要有正常運移的動力主要有正常壓實作用產生的壓實作用產生的剩余流體壓力作用、欠壓實作用、蒙脫石脫水作用、剩余

20、流體壓力作用、欠壓實作用、蒙脫石脫水作用、流體熱增壓作用、有機質的生烴作用、滲析作用等。流體熱增壓作用、有機質的生烴作用、滲析作用等。二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向1、壓實作用產生的剩余流體壓力、壓實作用產生的剩余流體壓力 當上覆沉積負荷增加時，巖石遭受壓實，孔隙體積變小，同時排出當上覆沉積負荷增加時，巖石遭受壓實，孔隙體積變小，同時排出相應體積的孔隙流體；當達到壓實平衡時，巖石骨架顆粒相互支撐，相應體積的孔隙

21、流體；當達到壓實平衡時，巖石骨架顆粒相互支撐，孔隙流體所受到的壓力等于其上覆靜水柱形成的靜水壓力，這個過程孔隙流體所受到的壓力等于其上覆靜水柱形成的靜水壓力，這個過程稱為稱為正常壓實作用過程正常壓實作用過程。 當上覆覆蓋新的沉積物時，其重力促使下伏巖層顆粒重新緊縮排列，當上覆覆蓋新的沉積物時，其重力促使下伏巖層顆粒重新緊縮排列，孔隙體積縮小，在這一變化瞬間，孔隙流體就要承受部分上覆負荷壓孔隙體積縮小，在這一變化瞬間，孔隙流體就要承受部分上覆負荷壓力，使流體承受了超過靜水壓力的剩余壓力，稱之為力，使流體承受了超過靜水壓力的剩余壓力，稱之為剩余流體壓力剩余流體壓力。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油

22、和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向1、壓實作用產生的剩余流體壓力、壓實作用產生的剩余流體壓力 在剩余壓力作用下，孔隙流體得以排出，當排出一定量后，孔隙流在剩余壓力作用下，孔隙流體得以排出，當排出一定量后，孔隙流體壓力又恢復為靜水壓力。體壓力又恢復為靜水壓力。 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。減小。能源地質學課件

23、第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向1、壓實作用產生的剩余流體壓力、壓實作用產生的剩余流體壓力 當新沉積層橫向厚度有變化時，則剩余壓力橫向上也有變化 ，例如楔狀沉積物，壓實流體不僅在垂向上由深部向淺部運移，同時在橫向上也發(fā)生由比較厚點向比較薄的點運移。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，壓實流體常常是從盆地中心向盆地邊緣運移。在楔狀沉積物負荷下壓實流體的排出方向 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣

24、初次運移的主要動力和運移方向1、壓實作用產生的剩余流體壓力、壓實作用產生的剩余流體壓力 在砂、泥巖互層剖面中，由于壓實使泥巖孔隙度減小得比砂巖快，即在相同負荷下泥巖比砂巖排出流體多，這樣泥巖孔隙流體所產生的瞬間剩余壓力比砂巖的大，因此，流體的運移方向是由泥巖到砂巖。砂、泥巖互層剖面中壓實流體運移的方向 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向1、壓實作用產生的剩余流體壓力、壓實作用產生的剩余流體壓力 總之，對于總之，對于個碎屑巖沉積盆地，從微觀上看，在剩余流體壓力作個碎屑巖沉積盆地，從微觀上

25、看，在剩余流體壓力作用下，總是由泥巖向砂巖運移；如果泥巖存在厚度差異，壓實流體在用下，總是由泥巖向砂巖運移；如果泥巖存在厚度差異，壓實流體在泥巖內部也可存在一定范圍的橫向運移；從宏觀上看，總是由深部向泥巖內部也可存在一定范圍的橫向運移；從宏觀上看，總是由深部向淺部、由盆地中心向盆地邊緣運移。淺部、由盆地中心向盆地邊緣運移。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向2、欠壓實作用：、欠壓實作用： 但泥質巖類在壓實過程中，由于壓實流體排出受阻或來不及排出，孔隙體積不能隨上覆負荷增加而減小，導致孔隙

26、流體承受了部分上覆沉積負荷，出現(xiàn)孔隙流體壓力高于其相應的靜水壓力的現(xiàn)象，稱為欠壓實欠壓實作用。作用。在上覆沉積物不斷增加的情況下，下伏沉積物的負荷壓力是由巖石顆在上覆沉積物不斷增加的情況下，下伏沉積物的負荷壓力是由巖石顆粒支撐和孔隙流體共同承擔的。粒支撐和孔隙流體共同承擔的。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向2、欠壓實作用：、欠壓實作用： 由烴源巖欠壓實形成的異常高壓可以促使流體的運移。其機理是；在封閉的烴源巖中，當孔隙流體壓力超過巖石破裂強度，巖石便產生微裂隙，使流體得以排出；隨著流

27、體排出，超壓被釋放，微裂隙重新閉合。 此后流體壓力再次積蓄升高，使巖石再次破裂而排液，這樣周而復始直到欠壓實和異常壓力消失為止。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向2、欠壓實作用：、欠壓實作用： 欠壓實帶中異常高壓驅動油氣水的徘出方向是從欠壓實中心向上、下排出的。 由于烴源巖內部比邊部及鄰近的運載層更易于產生欠壓實，因此在欠壓實作用下，流體的運移方向是由高剩余流體壓力區(qū)向低剩余流體壓力區(qū)運移、由烴源巖內部向邊部運移、由烴源巖向鄰近的儲集層或運載層運移。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天

28、然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向3、蒙脫石脫水作用、蒙脫石脫水作用 在壓實和熱力作用下粘土巖中的蒙脫石向伊利石轉化，在轉化過程中釋放結合水，并進入粒間孔隙成為自由水。結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，促進流體運動，成為烴類初次運移的動力。 蒙脫石隨深度向伊利石轉化增加能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向4、流體熱增壓作用、流體熱增壓作用 當泥巖埋藏比較深，其可壓實的比例逐漸減小，壓實流體的

29、運動也隨之減弱。但是，此時地層溫度增加，流體發(fā)生膨脹，這種膨脹使泥巖層內壓力增加，從而促進流體運動。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，導致流體熱膨脹，促使熱液流體的運動。流體熱增壓作用：是指地下流體由于溫度升高引起體積膨脹，增加封閉地層系統(tǒng)的孔隙流體壓力的作用。 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向4、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發(fā)生熱增壓效應，但是由于砂巖滲透性好，本身是一個相對開放的子系統(tǒng)，因此砂巖內往往不會導致壓力的異常

30、升高，而泥巖不同，流體往往排泄不暢，容易產生異常高壓，因此，泥巖中的流體總是向砂巖運移。 從宏觀上看，水熱增壓作用促使流體運動的方向，是從地溫高的地區(qū)從宏觀上看，水熱增壓作用促使流體運動的方向，是從地溫高的地區(qū)向地溫低的地區(qū)運動，從深處向淺處，從沉積盆地的中心向邊緣運移。向地溫低的地區(qū)運動，從深處向淺處，從沉積盆地的中心向邊緣運移。這個運移方向與由于沉積物壓實作用引起的流體運移方向是一致的。這個運移方向與由于沉積物壓實作用引起的流體運移方向是一致的。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向5

31、、有機質的生烴作用、有機質的生烴作用 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人孔隙中，必然不斷排擠孔隙已存在的流體，驅替原有流體向外排出。當流體不能及時排出時，則會導致孔隙流體壓力增大，出現(xiàn)異常壓力排烴作用。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向6、擴散作用、擴散作用擴散作用：是指由于濃度差而產生的分子擴散。 烴源巖中烴類的擴散作用是在巖石微孔的水介質中進行的，而且烴源巖中的含烴濃度高于周圍巖石，所以烴類的擴散作用方向

32、是由烴源巖指向圍巖能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向7、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通過半透膜從鹽度低向鹽度高方向運移，直到濃度消失為止。含鹽量差別越大，產生的滲透壓差也越大。在滲透壓力的作用下，滲透流體發(fā)生運動，促使油氣的初次運移。滲析作用示意圖 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向7、滲透壓力的作用（滲析作用）、滲

33、透壓力的作用（滲析作用） 溶液的鹽度越高蒸汽壓力越低，水的活動性也就越低；反之，水的活動性越高。因此水體由低鹽度、高活動性的地方流向高鹽度、低活動性的地方，形成滲透流。這種作用的大小一般用滲透壓力來衡量。我們也可以說鹽度低滲透壓力高，鹽度高滲透壓力低，滲透作用正是在滲透壓力差的作用下促使流體流動，直到鹽度差消失為止。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向7、滲透壓力的作用（滲析作用）、滲透壓力的作用（滲析作用） 在砂泥巖互層刻面中，在壓實作用下流體總是從泥巖排向相鄰砂巖，這樣在砂巖中就會積

34、留下更多的鹽分，造成泥巖孔隙水的鹽度比相鄰砂巖低得多；在泥巖內部，由于邊部較中部壓實得快，孔隙迅速減小，在邊部會過濾下更多的鹽分，造成泥巖邊部的鹽度高于中部；在欠壓實泥巖中含有更多的流體，鹽度更低。因此在滲透作用下，流體由泥質巖向鄰近的砂巖運移、由泥巖內部向邊部運移。 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向7、滲透壓力的作用（滲析作用）、滲透壓力的作用（滲析作用） 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的

35、主要動力和運移方向8、膠結和重結晶作用、膠結和重結晶作用 在成巖過程中，膠結和重結晶作用同樣能使孔隙度降低，堵塞排液通道，形成成巖封閉，其結果和壓實作用一樣。隨著孔隙度減小流體得以排出，當孔隙流體徘出不暢時也產生異常壓力，最終導致巖石破裂而排烴。特別是對以化學成巖為主的碳酸鹽巖烴源巖來說，這種作用更為重要，被認為是碳酸鹽巖烴源巖初次運移的有效動力。 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移二、油氣初次運移的主要動力和運移方向二、油氣初次運移的主要動力和運移方向9、毛細管力的作用、毛細管力的作用 毛細管中液體上升的現(xiàn)象是毛細管力作用的結果。當一種液體與一種固體呈相

36、態(tài)接觸時，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，當油水接觸時，界面向水突出，因此就形成由烴源巖指向運載層的毛管壓力差，驅使烴類由烴源巖向運載層中運移。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移三、油氣初次運移的動力演變三、油氣初次運移的動力演變 促使油氣初次運移的動力多種多樣，但是在烴源巖有機質熱演化生烴過程的不同階段，其主要排烴動力也是有差異的，即上述諸作用力的作用時間及作用大小是不同的。 總體來講，在中一淺

37、層，壓實作用為主要動力，在中一深層，異常壓力為主要動力。由于油氣大量生成主要發(fā)生在中一深層，因此，異常壓力更顯得重要。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移三、油氣初次運移的動力演變三、油氣初次運移的動力演變 在烴源層成巖作用階段，主要形成生物化學氣及少量低熟一未熟石油，烴源巖以壓實作用為主，因此所生成的油氣在壓實作用下被排擠出烴源層。 在成熟作用的初期，有機質開始生烴，蒙脫石大量脫水，因此這一階段欠壓實作用、有機質生烴作用、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，迫使油水排出烴源層。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然

38、氣的初次運移三、油氣初次運移的動力演變三、油氣初次運移的動力演變 成熟作用中期，有機質進入生油高峰時期，同時也是粘土礦物脫水的第二個階段，大量新生流體(油、氣、水)不斷進入孔隙，導致孔隙壓力不斷增加形成孔隙異常壓力，當其壓力超過烴源巖骨架強度時，就會產生微裂縫，在內部異常高壓推動下油氣水不斷涌出烴源巖。 在高成熟期，有機質進入生氣高峰期，這一時期烴源巖相對致密，油氣的排出主要是由于氣體的生成，以及熱膨脹作用導致的異常壓力的結果。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移四、油氣初次運移的通道四、油氣初次運移的通道油氣初次運移的主要通道包括較大孔隙、或干酪根網絡。1

39、較大的孔隙與微層理面較大的孔隙與微層理面 孔隙和微層理面是有機質末成熟一低成熟階段的主要運移途徑 。 孔隙是指烴源巖中孔徑大于100nm以上的孔隙，包括微毛細管中的大微孔和少量的毛細管孔隙(D2m)，它不僅能順利地讓擴散流通過，而且還能發(fā)生體積流(達西流)，因此是最重要的排烴通道。游離相油氣運移主要通過這類通道排出烴源巖。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移四、油氣初次運移的通道四、油氣初次運移的通道1較大的孔隙與微層理面較大的孔隙與微層理面 孔隙和微層理面是有機質末成熟一低成熟階段的主要運移途徑 。微層理面是層內沉積物垂向變化的界面，具有較好的滲透性，是烴

40、類在泥質烴源巖內橫向運移與調整的重要途徑，在有機質成熟一過成熟階段它可以與微裂縫和干酪根網絡構成良好的三維運移通道系統(tǒng)。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移四、油氣初次運移的通道四、油氣初次運移的通道2. 構造裂縫和斷層構造裂縫和斷層構造裂縫主要是在地應力差作用下烴源巖中產生的裂縫。 對一個斷陷盆地來說，一般認為淺于2000m以水平應力為主，而深于2000m則以垂直應力為主，此時可產生近于垂宣層面的張裂縫或剪切裂縫； 對于以水平應力為主的擠壓盆地來說，則可產生平行于層面的張裂縫或剪切裂縫。張裂縫的寬度一般大于100m，屬毛細管孔徑，烴類只要克服毛管阻力就能順

41、利通過。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移四、油氣初次運移的通道四、油氣初次運移的通道2. 構造裂縫和斷層構造裂縫和斷層斷層可以由構造裂縫連接發(fā)展面成，同時斷層的活動又可以在其鄰近區(qū)形成寬度不等的裂縫帶。斷層還可以造成烴源巖與其他地層對接并置，使烴類流體橫穿斷層面進入運載層。此外，地震泵效應進一步增強了斷層的通道作用，即在斷層張開和閉合的過程中，由于體積的擴張和壓縮，流體壓力也隨之降低和升高，致使斷層兩盤的流體流入和排出，斷層的活動就像是插入烴源巖中的吸管，將烴類和流體吸人和排出。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移四、

42、油氣初次運移的通道四、油氣初次運移的通道3. 微裂縫微裂縫 微裂縫一般是指寬度小于100m的裂隙，實際測量的寬度大多為1025m，最小的寬度可為310m，是成熟一過成熟階段的主要運移途徑。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移四、油氣初次運移的通道四、油氣初次運移的通道3. 微裂縫微裂縫 Snarsky(1962)認為當流體壓力超過靜水壓力的1.422.4倍時，巖石就會產生裂隙；李明誠(2004)認為當流體壓力超過上覆靜巖壓力的0.70.9倍(相當于靜水壓力的1.62倍)時，烴源巖即可產生張性微裂縫。這種微裂縫具有周期性開啟與閉合特點。當裂隙周圍介質的孔隙壓力

43、等于裂隙中的孔隙壓力時，裂隙可長時期保持開啟，當周圍介質孔隙流體壓力低于裂隙中的初始壓力時，這類裂隙會由于其流體滲流到周圍的孔隙中而迅速閉合。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移四、油氣初次運移的通道四、油氣初次運移的通道3. 微裂縫微裂縫 Ungerer等(1983)的研究結果也表明，在微裂縫張開之后，原先封閉的流體就沿裂縫排出，隨后在上覆地層負荷作用下裂縫閉合；此后又可建立新的高壓，繼而形成新的微裂縫與排烴。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移四、油氣初次運移的通道四、油氣初次運移的通道3. 微裂縫微裂縫 能源地質學課

44、件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移四、油氣初次運移的通道四、油氣初次運移的通道4有機質或干酪根網絡有機質或干酪根網絡McAuliffe(1979)進一步證實，生油巖中還存在有三維的干酪根網絡。相對富集的有機質又可使微層理面具有親油性，有利于烴類運移；若在微層理面之間再有干酪根相連，那么在大量生油階段，不但像層理面本身可以作為運移通道，而且還可以在三維空間上形成相互聯(lián)通的、不受毛管阻力的親油網絡，從而成為初次遠移的良好通道。 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移四、油氣初次運移的通道四、油氣初次運移的通道總之，由于烴源巖本身的非均質性

45、，決定了在埋藏過程中必然要形成大小不一、縱橫交錯的孔隙和裂縫系統(tǒng)，再加上后期形成的次生孔隙、微裂隙、干酪根網絡等，從而形成了烴源巖多種多樣的排烴通道。其中以微孔和微裂隙為主，也存在有較大的孔隙和裂縫，實際上它們各有不同的作用。較大的孔隙和裂縫雖然較少但可以發(fā)生效率較高的體積流，而在微小孔隙和裂隙中則可以發(fā)生擴散流，兩者在時空上可以相互轉換、相互補足。因此細粒的烴源巖中總是有運移通道存在，只要有驅動力也總是可以排烴的。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移五、初次運移中的異常高壓、流體壓裂與幕式排烴五、初次運移中的異常高壓、流體壓裂與幕式排烴 在初次運移多種動力

46、條件中，很多因素都能造成烴源巖產生異常高壓，如欠壓實作用、粘土礦物脫水作用、流體熱增壓作用、烴類生成作用等。異常壓力既是重要的運移動力，又能形成壓裂通道，使超壓體系異常壓力既是重要的運移動力，又能形成壓裂通道，使超壓體系內流體不斷排出。內流體不斷排出。 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移五、初次運移中的異常高壓、流體壓裂與幕式排烴五、初次運移中的異常高壓、流體壓裂與幕式排烴 在異常壓力作用下，流體排出有兩個過程：油氣相運移過程和幕式不連續(xù)混相運移過程，兩者可以相互轉化，周期性發(fā)生。1）當生油巖孔隙網絡內部建立起的壓力增高還不足以引起巖石產生微裂縫時，如果孔

47、隙喉道不太窄，或因為存在著連續(xù)的有機相和干酪根三維網絡，而使得毛細管阻力并不太大的話，油氣就可以沿上述通道從生油巖中慢慢驅出，不需要裂縫存在。在這種情況下油氣在異常壓力驅動下的運移是個連續(xù)的過程。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移五、初次運移中的異常高壓、流體壓裂與幕式排烴五、初次運移中的異常高壓、流體壓裂與幕式排烴 在異常壓力作用下，流體排出有兩個過程：油氣相運移過程和幕式不連續(xù)混相運移過程，兩者可以相互轉化，周期性發(fā)生。2）當孔隙流體壓力很高導致烴源巖產生微裂縫時，這些微裂縫與孔隙連接，形成微裂縫孔隙系統(tǒng)，在異常高壓驅動下，流體通過微裂縫一孔隙系統(tǒng)向烴

48、源巖外涌出。當排出部分流體后壓力下降，微裂縫閉合，待壓力恢復升高和微裂縫重新開啟后，又發(fā)生新的涌流。顯然，這一過程油氣水是呈間歇式、幕式的混相涌流方式排出的。 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移五、初次運移中的異常高壓、流體壓裂與幕式排烴五、初次運移中的異常高壓、流體壓裂與幕式排烴 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移五、初次運移中的異常高壓、流體壓裂與幕式排烴五、初次運移中的異常高壓、流體壓裂與幕式排烴 總之，異常高壓的形成與發(fā)展將導致流體壓裂，伴隨壓裂通道的形成，流體呈涌流狀排出。由于流體壓裂是幕式的，因此壓裂通道的

49、形成及排烴也是幕式的。幕式排烴理論使人們對油氣初次運移的認識由傳統(tǒng)的平穩(wěn)滲流模式發(fā)展到幕式涌流模式，繼而產生對油氣二次運移和聚集也具幕式特征的新認識。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移六、初次運移主要時期和烴源巖有效排烴厚度六、初次運移主要時期和烴源巖有效排烴厚度 1、初次運移的主要時期、初次運移的主要時期 初次運移的時期：初次運移的時期：是指烴源巖從開始排烴到終止排烴的整個時期。是指烴源巖從開始排烴到終止排烴的整個時期。 分析初次運移主要時期還要考慮油氣運移相態(tài)問題，因為相態(tài)決定運移效率，決定運移量。對于石油來說，由于水溶相、氣溶相和擴散相都不能構成石油

50、的大量運移，只有油相運移才最有意義。因此，具備能發(fā)生油相運移條件的時期就應當是石油初次運移的主要時期。顯然油相運移主要發(fā)生在大量生油的階段，因為一般在此時才能達到較高含油飽和度以滿足形成油相運移的需要 。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移六、初次運移主要時期和烴源巖有效排烴厚度六、初次運移主要時期和烴源巖有效排烴厚度 1、初次運移的主要時期、初次運移的主要時期 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移六、初次運移主要時期和烴源巖有效排烴厚度六、初次運移主要時期和烴源巖有效排烴厚度 1、初次運移的主要時期、初次運移的主要時期

51、初次運移的時期：初次運移的時期：是指烴源巖從開始排烴到終止排烴的整個時期。是指烴源巖從開始排烴到終止排烴的整個時期。 從烴源巖提供的動力條件看，在有機質成熟階段，壓實作用、欠壓實作用、粘土礦物脫水作用、有機質生烴作用、水熱增壓作用等成為重要運移動力，是幕式壓裂和幕式排烴的主要時期。因此，油氣初次運移的主要時期就是有機質熱演化成熟階段。 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移六、初次運移主要時期和烴源巖有效排烴厚度六、初次運移主要時期和烴源巖有效排烴厚度 1、烴源巖有效排烴厚度、烴源巖有效排烴厚度 由于受到滲透率、排烴動力、烴源巖均一性及厚度等因素的影響，烴源巖

52、中排烴是不均勻的，只有在一定厚度范圍內才能有效地排烴。在烴源巖與儲集層(或輸導層)相鄰的部位排烴效率高，而越向烴源巖中心部位排烴效率越低，有的甚至根本不能排出而成為死烴。我們把在烴源巖中能夠有效排出烴類的厚度稱為有效排烴厚度。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移六、初次運移主要時期和烴源巖有效排烴厚度六、初次運移主要時期和烴源巖有效排烴厚度 1、烴源巖有效排烴厚度、烴源巖有效排烴厚度阿爾及利亞地區(qū)的儲集層上覆泥盆系頁巖烴源巖中烴類、膠質、瀝青質的含量隨遠離儲集層而逐漸增加，越靠近儲集層，含量越少。說明與儲集層相接觸的一定距離內烴源巖中的烴類有效地排出了，而遠

53、離儲集層的生油層中的烴不能有效排出。這段厚度距離就是烴源巖排烴的有效厚度，在該實例中烴源巖有效排烴厚度約為28m(上、下距儲集層各14m)。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移六、初次運移主要時期和烴源巖有效排烴厚度六、初次運移主要時期和烴源巖有效排烴厚度 1、烴源巖有效排烴厚度、烴源巖有效排烴厚度 烴源巖的有效排烴厚度與烴源巖和相鄰輸導層的組合方式、輸導層的孔滲性有關。烴源巖與相鄰輸導層的接觸面積大、輸導層孔滲性越好，則有效排烴厚度越大。因此，烴源巖并不是越厚越好，只有那些烴源巖單層厚度小、與儲集層(或輸導層)呈頻繁互層的生油巖系，才具有高的排烴效率；那些

54、過厚的塊狀泥質烴源巖并不是最有利的其中會有相當一部分厚度不能有效排烴。一般認為烴源巖有效排烴厚度為1030m(Tissot，1978；Magara，1978)。 能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移七、油氣初次運移模式七、油氣初次運移模式 油氣初次運移模式 未熟一低熟階段正常壓實排烴模式成熟一過成熟階段異常壓力排烴模式 輕烴擴散輔助運移模式能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移七、油氣初次運移模式七、油氣初次運移模式 1、未熟一低熟階段正常壓實排烴模式、未熟一低熟階段正常壓實排烴模式 在未熟一低熟階段，烴源層埋深不大，生成油

55、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，在壓實作用下，隨壓實水流，通過烴源巖孔隙運移到儲集層中。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移七、油氣初次運移模式七、油氣初次運移模式 2、成熟一過成熟階段異常壓力排烴模式、成熟一過成熟階段異常壓力排烴模式 在成熟一過成熟階段，烴源巖層已被壓實，孔隙水較少，滲透率較低，烴源巖排液不暢，有機質大量生成油氣，孔隙水不足以完全溶解所有油氣，大量油氣呈游離狀態(tài)；同時，欠壓實作用、蒙脫石脫水作用、有機質生烴作用以及熱增壓作用等各種因素導致孔隙流體壓力不斷增加形成流體

56、異常高壓，成為排烴的主要動力。能源地質學課件第二節(jié)第二節(jié) 石油和天然氣的初次運移石油和天然氣的初次運移七、油氣初次運移模式七、油氣初次運移模式 3、輕烴擴散輔助運移模式、輕烴擴散輔助運移模式 輕烴，特別是氣態(tài)烴，通過短距離的擴散進入最近的輸導層面、裂縫系統(tǒng)、斷層和所夾的粉砂巖透鏡體中后，即轉變?yōu)槠渌绞竭M一步運移到儲集層中。因此，輕烴的擴散可以作為一種輔助運移模式。 但是，對于非常致密的深層儲集層，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行，這時，天然氣的擴散作用則顯得更為重要。能源地質學課件第三節(jié)第三節(jié) 石油與天然氣的二次運移石油與天然氣的二次運移 二次運移：石油和天然氣進入儲

57、集層以后的一切運移。 它包括油氣在儲集層內部的運移，以及油氣沿斷層或不整合面等通道所進行的運移，也包括已經形成的油氣藏由于圈閉條件的改變，引起油氣再運移而導致油氣藏的調整和破壞過程。 能源地質學課件第三節(jié)第三節(jié) 石油與天然氣的二次運移石油與天然氣的二次運移石油在二次運移中主要呈游離相，也可以有水溶相、氣溶相。天然氣可呈游離相和水溶相。一、油氣二次運移的相態(tài)、流動類型一、油氣二次運移的相態(tài)、流動類型 油氣二次運移在地層條件下的流動類型主要有油氣二次運移在地層條件下的流動類型主要有滲流、浮力流和擴散相滲流、浮力流和擴散相。 能源地質學課件第三節(jié)第三節(jié) 石油與天然氣的二次運移石油與天然氣的二次運移二

58、、油氣二次運移的阻力和主要動力二、油氣二次運移的阻力和主要動力毛管壓力毛管壓力吸附力吸附力浮力浮力水壓力水壓力 構造運動力構造運動力 分子擴散力分子擴散力分子滲透力等分子滲透力等 阻力阻力 動力動力能源地質學課件第三節(jié)第三節(jié) 石油與天然氣的二次運移石油與天然氣的二次運移二、油氣二次運移的阻力和主要動力二、油氣二次運移的阻力和主要動力1、二次運移的阻力、二次運移的阻力 油氣以不同相態(tài)進行二次運移將具有不同的阻力。游離相運移時，阻力主要是毛管壓力和與巖石顆粒間的吸附力；以水溶相運移時，阻力主要來自水與孔隙內壁的摩擦力，以分子擴散運移時，阻力主要來源于分子間以及分子與孔隙內壁間的碰撞；在一定的地層條

59、件下浮力也可表現(xiàn)為阻力。 能源地質學課件第三節(jié)第三節(jié) 石油與天然氣的二次運移石油與天然氣的二次運移二、油氣二次運移的阻力和主要動力二、油氣二次運移的阻力和主要動力1、二次運移的阻力、二次運移的阻力 地下巖石孔隙系統(tǒng)多為水潤濕的，游離相油氣在其中運移必然要受到毛細管力的作用。由于巖石的孔隙和喉道半徑不同，油氣受到的毛管壓力大小也就不同。1）毛細管壓力）毛細管壓力 能源地質學課件第三節(jié)第三節(jié) 石油與天然氣的二次運移石油與天然氣的二次運移二、油氣二次運移的阻力和主要動力二、油氣二次運移的阻力和主要動力1、二次運移的阻力、二次運移的阻力 (a)處浮力不足以使油珠表面變形而進入喉道；(b)處當浮力或其他

60、外力增大時，油珠變形，其上端進入喉道，由于油珠上、下端半徑不同(Rc喉道半徑和Rr孔隙半徑)，兩端毛管壓力也不相同，上端毛管壓力大于下端，毛管壓力差方向指向下端孔隙，此時相對于上浮油珠來說毛管壓力差就是阻力；1）毛細管壓力）毛細管壓力 能源地質學課件第三節(jié)第三節(jié) 石油與天然氣的二次運移石油與天然氣的二次運移二、油氣二次運移的阻力和主要動力二、油氣二次運移的阻力和主要動力1、二次運移的阻力、二次運移的阻力 (c)處油珠上、下端曲率半徑相同，兩端毛管壓力也相等，毛管壓力差為零，無毛管阻力；(d)處油珠下端(喉道處)毛細管力大于上端(孔隙處)，毛管壓力差指向上端孔隙，此時毛細管力對于上浮油珠非但不是