石油天然气地质44二次运移相态、动力和通道

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1、第一节油气运移概述第二节油气初次运移第三节　油气二次运移第四节油气运移研究方法第四章石油和天然气的运移二次运移:油气进入储层之后的一切运移。包括在储集层内部、沿断层或不整合面、油气藏调整和破坏的再运移。与初次运移相比，二次运移环境：运移通道粗，毛细管阻力小，流体压力较低，含盐度较高，油气以游离相为主，气可呈水溶相,浮力为主要运移动力。主要内容：相态、动力和阻力、通道、时期、方向和距离第三节油气二次运移一、油气二次运移的相态目前普遍认为：石油在二次运移中主要呈游离相，天然气可呈游离相和水溶相。二次运移的不同时期游离相石油的相态有所差异。在初期，油粒较小

2、，显微的和亚显微的油粒比较多。随着运移过程发展，这些分散的小油粒逐渐相连，最终形成连续的油珠或油条进行运移。油气在二次运移过程中由于温压条件的改变，也会发生相态变化：溶解在石油或水中的天然气，从深层运移至浅层，或地层抬升后，由于温压的降低会从石油或水中释出，成为独立的气相；深层以气溶相运移的石油，运移至浅层也会发生凝析作用而转变为油相。一、油气二次运移的相态和流动类型1、二次运移的相态主要：连续油相，连续气相。石油主要呈游离相，少量气溶相和水溶相天然气主要呈游离相，少量水溶相和扩散相运移过程中因温压条件改变，会发生相态变化2、二次运移的流动类型渗流—

3、—地层孔隙中流体在压差或势差作用所发生的流动，浮力流——指油气在密度差作用下，在地层孔隙水中的上浮扩散流——流体在浓度差作用下所产生的分子扩散渗流：单相渗流和多相渗流，呈连续状流动，要求烃饱和度和相渗透率，可用流体势和达西公式来研究和定量计算。典型储集岩油—水两相的相对渗透率曲线浮力流：自由上浮与限制性上浮，呈断续状流动，不要求含烃饱和度和相渗透率，不能用达西公式表述和计算。扩散散失扩散成藏动力：浮力、构造应力、水动力、扩散力阻力：毛细管力、吸附力、水动力二、油气二次运移的动力和阻力1、浮力油、气的密度比水小，在水中存在浮力浮力的大小与油气密度和体积

4、有关：F浮力＝V（ρw－ρo)gV：油相体积；ρw、ρo：水、油的密度；g：重力加速度（一）二次运移的动力浮力大于毛细管阻力，油气才能运移：V（ρw－ρo)g>2σ(1/rt－1/rp)σ为油水界面张力；rt为孔隙的喉道半径；rp为孔隙的半径把石油体积V换成单位面积的高度，则石油运移的临界高度：Zo=[2σ(1/rt－1/rp)]/[(ρw－ρo)g]石油在储层中开始运移的条件：油柱高度大于临界高度临界气柱高度：Zg=[2σ(1/rt－1/rp)]/[(ρw－ρg)g]图:一滴油珠在水润湿的地下环境中通过孔隙喉道运移毛细管阻力与浮力相对抗，直到变形的

5、油珠的曲率半径在上端与下端相等，才能在浮力作用下向上运移。图:一滴油珠在水润湿的地下环境中通过孔隙喉道运移图:奇尔曼.A.希尔的一个试验的三个连续阶段，说明浮力的作用与油滴数量的关系盒子长1.83m，厚约10cm，宽约30cm，内装满浸水的砂子a：将三堆油注入水浸砂中，每堆油大小约10cm，互不连结，浮力不足，油滴停滞不动b：加入一些油，使三堆油互相连接汇合，其上部有指状油流开始向上浮起，油堆体积增大，浮力随之增大，足以克服阻力，而上浮运移c：几小时后，整个油堆都上浮运移到盒子的顶部聚集，在下部只残留了很少很小的油滴图:奇尔曼.A.希尔的一个试验的三

6、个连续阶段，说明浮力的作用与油滴数量的关系图:在相同球形颗粒呈菱形堆积的储集层中，油柱的临界高度与储集层参数之间的关系纵：油柱临界高度横：颗粒直径大小Δρ：油水密度差如当Δρ为0.2，储层颗粒直径0.2mm时，油柱的临界高度为1.524m(5ft)，即油柱高度超过1.524m时，石油将在储集层内向上运移；若储集层颗粒变细，石油向上运移需要的油柱高度增大。图:在相同球形颗粒呈菱形堆积的储集层中，油柱的临界高度与储集层参数之间的关系静水条件下，砂岩上浮的临界高度为0.3-3m石油从生油层排出进入储集层时，由于岩石的非均质性在储层底部形成高低不平的油水界面

7、。当最高油体超过临界高度Z0时，会脱离界面而上浮。油气进入储集层的可能分布状态运载层中油气在静水条件下的二次运移静水条件下，砂岩上浮的临界高度为0.3-3m石油从生油层排出进入储集层时，由于岩石的非均质性在储层底部形成高低不平的油水界面。当最高油体超过临界高度Z0时，会脱离界面而上浮。静水条件下，油气到达水平运载层顶部后，在盖层的封闭下油体沿顶界面分散，将不再运移；如果岩层是倾斜的，油气在聚集到临界高度时，将在浮力作用下继续向上倾方向运移，直至到达圈闭聚集起来。沿上倾方向浮力（F1）的大小与地层倾角有关。倾角越大，浮力也越大：F1＝Fsinα=Zo(

8、ρw－ρo)gsinα运载层中油气在静水条件下的二次运移2、水动力压实水动力：水流从盆地中心向边缘重力水动力