石油天然气地质 4-3初次运移动力、通道及模式

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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1第二节油气初次运移1.水溶相运移（1）油气溶解在水中呈分子溶液，水作为油气运移的载体进行运移。一、油气初次运移的相态原油在水中的溶解度随温度的变化（2）胶束溶液22.游离相——石油初次运移最重要的相态。游离油相和游离气相，呈分散状或连续状油相、气相。油溶气相：气溶解于石油中，以油相形式运移；气溶油相：油溶于天然气中，以气相方式运移。证据：１）游离相石油存在于烃源岩孔隙或裂隙中；２）厚烃源岩剖面可测定出对初次运移的色层效应。3油气初次运移过程中的可能相态

2、低成熟阶段，水溶相运移最有可能生油高峰阶段，主要以游离油相运移生凝析气阶段，以气溶油相运移过成熟干气阶段，以游离气相运移3、初次运移相态演化41.压实作用压实导致孔隙水排出，孔隙度减少，岩石体密度增加。对于一套地层，当其中的流体压力为静水压力时，称之为压实平衡。若在压实平衡的层序之上新沉积了一个密度为ρb0、厚度为l0的沉积层，下伏地层进一步压实，颗粒重新紧缩排列，孔隙体积缩小。新沉积层作用于压实平衡地层的瞬间，孔隙流体承受部分上覆负荷压力，产生剩余压力。二、油气初次运移的主要动力5在剩余压力作用下，孔隙流体排出，流体压力又恢复为静水压力。上覆沉积层不断

3、增加——瞬间剩余压力与正常压力交替变化，孔隙流体排出，孔隙体积减小。剩余流体压力的大小等于上覆新沉积物的负荷与孔隙水的静水压力之差：dPL=(ρbo-ρw)g·L0式中：dPL—剩余流体压力；ρbo—新沉积的L0沉积层的密度；ρw—地层水的密度；L0—新沉积的沉积层的厚度；g—重力加速度。6新沉积物横向厚度不变时，横向剩余压力相等：dPl=(ρb0-ρw)gl0只存在垂向剩余压力梯度：dPl／dH=［(ρb0-ρw)gl0]／l0=(ρb0-ρw)g压实流体垂直向上流动。7当新沉积层横向厚度有变化时，两点间存在横向压力梯度：dP/dX=[dPl-dPh]

4、/x=[(ρb0-ρw)·g·l0-(ρb0-ρw)·g·h0]/x=（ρb0-ρw)·g·（l0-h0）/x压实流体垂向上由深部向浅部运移，横向上由厚层区向薄层区运移。8砂泥岩互层剖面中压实流体的运移方向压实流体的运移方向：由泥岩向砂岩，由深部向浅部、由盆地中心向盆地边缘9欠压实：泥质沉积物在压实过程中因流体排出受阻或来不及排出，孔隙体积不能随上覆负荷增加而有效减小，导致孔隙流体承受了部分上覆沉积负荷，流体压力高于静水压力。特征：高孔隙度、超压出现的条件：快速沉积、细粒沉积比率高10欠压实带中流体的排出方向11当欠压实及其它作用产生的孔隙压力超过泥岩的

5、承受强度时，泥岩产生微裂缝，超压流体通过泥岩微裂缝涌出，油气发生初次运移；随着流体排出，超压被释放，泥岩回到正常压实状态。欠压实泥岩存在剩余压力，具有驱动流体向剩余压力减小的方向运移的趋势。12蒙脱石：膨胀性粘土，结构水多。随埋深增加，结构水脱出，由蒙脱石转变为伊利石；蒙脱石脱出的水排挤孔隙原有的流体，产生异常高压，有利于排烃。2.蒙脱石脱水作用133.有机质的生烃作用当流体不能及时排出时，导致孔隙流体压力增大，出现异常压力排烃作用。。干酪根所形成的油气的体积大大超过原干酪根本身的体积。14温度增加时，油气水的体积膨胀，即具有热增容效应。随埋深增加，地温

6、增大，水的密度降低，比容增大，这种膨胀作用促使流体运移，有助于排烃。若处在封闭或半封闭系统，可形成异常高压。4.流体热增压作用15水的压力—温度—密度（比容）的关系曲线16图：正常压力带的三个地温梯度情况下，水的比容与深度关系17水由盐度低的一侧通过半透膜向盐度高的一侧运移的作用在渗透压差作用下流体通过半透膜从低盐度区向高盐度区运移，直到浓度差消失为止。含盐量差别越大，渗透压差也越大。5.渗析作用18美国湾岸地区某井砂岩和页岩孔隙水含盐量随深度变化曲线（据Schmidt，1971）19泥岩和砂岩的盐度均随埋深增加而增加.渗透流体从含盐量低的部分流向含盐量

7、高的部分。流体从泥岩到砂岩运移。20构造应力作用产生微裂缝，吸附烃解吸，构造挤压应力传递到孔隙流体，流体运移6.其它作用最大主应力为水平应力时，主要排烃方向沿最小主应力方向21毛细管压力源岩层与储集层界面处，源岩孔喉较小，储集层孔喉较大，两者间存在毛细管压力差，合力方向指向储集层方向。6.其它作用22扩散作用岩性致密和高压地层中对天然气运移有重要作用胶结和重结晶作用使孔隙度降低，堵塞排液通道，形成成岩封闭，促使已存在于孔隙中的油气压力增加，导致岩石破裂而排烃。碳酸盐岩。23初次运移的动力多种多样，在源岩有机质热演化生烃过程的不同阶段，其主要排烃动力有差异

8、。中－浅层深度，压实作用为主；中－深层以异常压力为主。7.烃源岩排烃动力演变24