石油地质学第4章石油与天然气的运移改

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1、第四章石油和天然气的运移（Petroleummigration)油气运移一一地壳中石油和天然气在各种自然因素作用下发生的位置移动。第四章石油和天然气的运移第一节：与油气运移有关的几个基本概念一、基本概念二、油气运移的基本方式渗滤和扩散第四章石油和天然气的运移１、渗滤是油气以不同的物理相态在浮力或其它动力作用下，由高势区向低势区流动的一种机械运动方式，可用达西渗滤定律来描述。Q=[K·S·(p2-p1)]/(L·µ)Q-流量,K-渗透率,S-截面积,p2-p1压差L-岩石长度µ-粘度2、扩散是分子布朗运动的传递过程，扩散速度与浓度梯度有关，服从费克（Fi

2、ck）第一定律：J＝－DgradCJ——扩散速率；D——扩散系数；C——物质浓度扩散方向是从高浓度向低浓度扩散。一般分子越小，越易扩散。所以天然气的扩散损失要比石油大的多。三.油气运移期次初次运移和二次运移１.初次运移(Primarymigration）是指烃源岩中生成的分散状态的油气向烃源岩外排出的过程。这一过程也称排烃。第四章石油和天然气的运移２、二次运移(secondarymigration)油气脱离烃源岩后，在孔渗条件较好的多孔或者多裂缝系统内的运移。包括：油气在储集层中运移，及沿断裂、裂隙、不整合面等通道的运移。第四章石油和天然气的运移油气初次运

3、移和二次运移示意图第四章石油和天然气的运移四、油气运移结果：a.油气聚集：导致石油和天然气在储集层的适当部位（圈闭〕的富集，形成油气藏。b.油气藏破坏或改造：导致油气的分散，使油气藏破坏油气重分配或消失。油气运移示意图（据Tissot等,1978）1.初次运移2.二次运移3.油气苗第四章石油和天然气的运移五、主要研究内容动力条件和运动过程是油气运移的主要研究内容，其目的在于了解油气运移机制和途径，直接为油气勘探服务。具体研究内容包括：介质条件、相态、动力、阻力、通道、距离、时期、以及在运移过程中的物理化学变化等。相态途径储集层动力文本第二节　石油和天然气

4、的初次运移烃源岩第四章石油和天然气的运移第四章石油和天然气的运移一、烃源岩的物性特征油气初次运移是发生在烃源岩内部的，烃源岩是初次运移的介质。因此，烃源岩的性质及其物理化学条件，是影响初次运移的重要外因。烃源岩特别是泥质烃源岩可塑性受压实作用影响，岩石比较致密、孔隙度比较低，孔隙中的水和新生成的烃类流体要在上覆负荷作用下通过孔隙系统排出来，通常是比较困难的。1.压实作用下物性变化成熟烃源岩的孔隙度一般都在15%-20%以下，可见烃源岩的孔隙直径是极细小的。页岩孔隙度与孔隙直径的关系(据Welte,1972修改)沉积物比表面是指单位质量的沉积物中颗粒所具有的

5、表面积总和，通常以m2/kg表示。在相同质量或同等体积的岩石中，组成的颗粒越细小则比表面越大，对孔隙流体的吸附作用越强。Hinch（1978）曾对美国湾岸地区第三系的同体积砂岩与页岩进和地内表面的近似计算表明：页岩颗粒的内表面约为砂岩的8000倍。说明泥质岩较砂质岩有大得多的比表面。成熟烃源岩孔隙度小，孔隙极细微，比表面又大，使得孔隙流体的排出非常困难，甚至不可能。这也是人们认为油气初次运移十分困难的根本原因之一。2、沉积物比表面第四章石油和天然气的运移3、岩石的润湿性润湿性是指流体附着在固体上的性质，是一种吸附作用。易附着在岩石上的流体称为润湿流体（相）

6、，反之为非润湿流体（相）。如在油水两相共存的孔隙中，如果水易附着在岩石上，则水为润湿相，油为非润湿相，岩石具亲水性；反之，则油为润湿相，水为非润湿相，岩石具亲油性。岩石的润湿性影响着油气在其中的运移难易程度，不同的润湿性造成油水两相在孔隙中的流动方式、残留形式和数量的不同。第四章石油和天然气的运移在亲水岩石中，水会在颗粒表面形成一层薄膜，油被挤到孔隙中心部位形成孤立的油珠。这种油珠可以堵塞孔隙喉道，阻碍流体运移，这种现象称“贾敏效应”。而在亲油岩石中，油以薄膜形式附着在孔壁上，成为不能移动的残余油。亲水介质中残留油的数量要比亲油介质中少，但油相在亲水介质中

7、的流动却比在亲油介质中难。孔隙介质中油水的分布形式岩石的润湿性取决于矿物组成及流体性质。一般认为沉积岩的大多数为亲水的。但对于烃源岩而言，由于本身含有许多亲油的有机质颗粒，又能在一定条件下生成烃类，因此认为是部分亲水，部分亲油的中间润湿。第四章石油和天然气的运移二、油气初次运移的相态两种主要观点：——水溶相——游离相（油相、气相）1、水溶相运移——指石油、天然气溶解于水中，随水一起排出烃源岩。第四章石油和天然气的运移——是初次运移机理中的又一核心内容分子溶液和胶体溶液分子溶液——石油或天然气分子完全溶解于孔隙水中成为溶液状态进行初次运移。主要代表Admas

8、(1903)、Lewis(1924)、Baker(1960)、Mc