第十一次课：第四章油气运移(1)
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第4章 油气运移
小 结
1、概念：油气初次运移、二次运移 2、了解油气初次运移的物理状态
3、掌握油气初次运移的主要动力特征
4、掌握油气初次运移的通道特征 5、掌握油气二次运移的阻力和主要动力 6、油气二次运移的通道 7、油气二次运移的主要时期
第四章
第一节
油气运移及油气藏的形成
油气初次运移
第二节
第三节 第四节
油气二次运移
过成熟干气阶段：以游离气相运移
二、油气初次运移的动力***
1.压实作用
2.流体热增压作用 3.粘土矿物脱水作用 4.有机质的生烃作用 5.渗析作用
1、压实作用
——生成油气的沉积物质在上覆沉 积负荷作用下，孔隙缩小，流体不 断被排出的过程。 上覆岩层压力(地静压力)
由上覆岩层重量所引起压力。“S”
第四章 油气运移及油气藏的形成
石油或天然气在自然动力作用下，在地 壳内的任何流动——油气运移。
油气运移的证据：
①地表：油气苗、油沥青；
②油气是在烃源岩中生成的，却在储集层中储集；
③烃源层中：分散状态油气分子——富油气集区：聚集状态油气
第四章
第一节
油气运移及油气藏的形成
油气初次运移
第二节
第三节 第四节
提供动力和通道：异常 高压 产生微裂缝； 促使烃类增溶，与水一 起运移出生油层 提供载体：
烃源岩生烃过程也孕育了排烃的动力，由此推断油气的 生成与运移是一个必然的连续过程。
5、渗析作用
渗析作用是在渗透压差作用下流体会通过半透膜从盐度
低方向向盐度高方向运移，直到浓度差消失为止的过程。
•静态要素：烃源岩、储集层、盖层、圈闭 •动态作用：油气生成、运移、聚集、保存，圈闭形成 油气藏形成的基本条件： 1、充足的油气源条件 2、有利的生储盖组合 3、有效的圈闭 4、必要的保存
油气运移
一般正构烷烃分子越小，越易运移或运移距离越远。因此，发生
运移的深度段这些比值降低。 ③利用热解色谱S1，S1/（S1+S2）指示运移
一般热解色谱蒸发烃量（ S1 ）与总烃含量相当，在未发生运移的
部位保持稳定。在运移的深度段上其含量或比值下降，可视为运移。
二 、初次运移的地球化学示踪特征
需注意的原则： 上述研究思路建立在一定研究基础之上： ①必须是烃源岩层已进入成熟阶段； ②指示有机质丰度的残余有机碳和镜检显示的干酪根类型应基本类
N2含量：一般随运移距离而增大；
2、成熟度梯度变化 一般随运移距离而降低。
3、同位素组成变化
一般随运移距离而降低。
三 、二次运移的地球化学示踪特征
三 、二次运移的地球化学示踪特征
的。 石油天然气在运移中随物化条件的变化，必然引起自身在成分上、 性质上的变化，与实验室的色层分析极为相似。
三 、二次运移的地球化学示踪特征
（一）石油二次运移的地球化学示踪特征
1、根据原油组分和性质变化确定油气运移方向
随运移距离增大： 非烃化合物含量相对减少；
高分子烃类化合物含量及芳烃含量相对减少；
二 、初次运移的地球化学示踪特征
（3）Ⅲ型与Ⅱ型正烷烃相对排烃率差别
研究发现Ⅲ型正烷烃排出率随碳数的增加而迅速递减，分异效应
明显。 Ⅱ型变化不大，说明不同类型烃源岩，排烃机理和运移不同。 Ⅲ 型以产气为主，少量的油溶于气中运移，因此溶解度大的低碳 数烷烃优先排出，分异现象明显。 Ⅱ型以生油为主，少量气溶于油中整体运移，几乎无分异效应。
影响因素：吸付扩散溶解。
一 、运移过程中石油组分的分馏作用
1．族组成 ⑴泥（页）岩烃/非烃低，砂岩烃/非烃高； ⑵泥页岩非烃较多，砂岩 非烃较少（ 运移强） ⑶运移方向上，距离增加，烃/非烃逐渐增大； ⑷砂岩层内上、下界面附近，烃/非烃较高（与页岩排烃有关）。
油田开发地质学第4章油气运移
1、圈闭的概念
一、圈闭 2、圈闭的度量 3、圈闭的类型
1、油气藏的概念
二、油气藏 三、油气聚集原理
2、油气藏的度量
一、圈闭
1、圈闭的概念
圈闭：指阻止油气运移，适合于油气聚集、形成 油气藏的地质场所。 圈闭：储集层中油、气物质自身势最小而其动能
为零的地方。
圈闭的组成—包括三部分： ▲储集层：适合于储存油气的储集层； ▲盖层：紧盖着储集层，阻止油气逸散的非渗透性岩层； ▲遮挡物：从各个方向阻止油气继续运移。
向上倾方向 物性变差
透镜体
储集层 盖 圈闭的组成 层
储集油气 阻止油气向上逸散 盖层本身弯曲变形
封闭的断层
遮挡物
非渗透的不整合面 岩性（物性）变化 水动力
封 闭 条 件
2、圈闭的度量
度量圈闭的大小规模←最大有效容积→决定油气藏的储量大小
圈闭能容纳油气的最大体积┄评价圈闭的重要参数之一
⑴ 溢出点 ⑵闭合高度 ⑶闭合面积
地下水（ρw）：1-1.2
F=V(ρw-ρo)· g
F—浮力 V—连续油块的体积；
若地层倾斜，倾角为α ，则浮力沿上倾方向的分力为：
F=V(ρw-ρo)· g ·sinα
2．水动力
（1）压实水流：
盆地处于持续下沉、大量接受沉积时期，由不 均一的沉积负荷和差异压实作用所产生的水流。 方向：离心状，盆地中心→盆地边缘，深→浅
4．吸附力
流体与固体分子之间作用的一种界面现象，它由界面上 的分子具有不饱和力场和不稳定电场而产生。
与岩石的岩性、矿物组成、结构、粒度、烃类性质有关
吸附力始终是油气二次运移的阻力。
5．构造应力 6．分子扩散力
油气二次运移的动力：毛细管力、浮力、水动力、构造应力、 分子扩散力 油气二次运移的阻力：毛细管力、浮力、水动力、吸附力 油气二次运移是多种力综合作用的结果
一、圈闭 2、圈闭的度量 3、圈闭的类型
1、油气藏的概念
二、油气藏 三、油气聚集原理
2、油气藏的度量
一、圈闭
1、圈闭的概念
圈闭：指阻止油气运移，适合于油气聚集、形成 油气藏的地质场所。 圈闭：储集层中油、气物质自身势最小而其动能
为零的地方。
圈闭的组成—包括三部分： ▲储集层：适合于储存油气的储集层； ▲盖层：紧盖着储集层，阻止油气逸散的非渗透性岩层； ▲遮挡物：从各个方向阻止油气继续运移。
向上倾方向 物性变差
透镜体
储集层 盖 圈闭的组成 层
储集油气 阻止油气向上逸散 盖层本身弯曲变形
封闭的断层
遮挡物
非渗透的不整合面 岩性（物性）变化 水动力
封 闭 条 件
2、圈闭的度量
度量圈闭的大小规模←最大有效容积→决定油气藏的储量大小
圈闭能容纳油气的最大体积┄评价圈闭的重要参数之一
⑴ 溢出点 ⑵闭合高度 ⑶闭合面积
地下水（ρw）：1-1.2
F=V(ρw-ρo)· g
F—浮力 V—连续油块的体积；
若地层倾斜，倾角为α ，则浮力沿上倾方向的分力为：
F=V(ρw-ρo)· g ·sinα
2．水动力
（1）压实水流：
盆地处于持续下沉、大量接受沉积时期，由不 均一的沉积负荷和差异压实作用所产生的水流。 方向：离心状，盆地中心→盆地边缘，深→浅
4．吸附力
流体与固体分子之间作用的一种界面现象，它由界面上 的分子具有不饱和力场和不稳定电场而产生。
与岩石的岩性、矿物组成、结构、粒度、烃类性质有关
吸附力始终是油气二次运移的阻力。
5．构造应力 6．分子扩散力
油气二次运移的动力：毛细管力、浮力、水动力、构造应力、 分子扩散力 油气二次运移的阻力：毛细管力、浮力、水动力、吸附力 油气二次运移是多种力综合作用的结果
石油地质学-第四讲油气运移
四、油气运移临界饱和度
油(气)运移的临界饱和度，油(气)水同时存在时， 油(气)相运移所需的最小饱和度，油相的饱和度低于10 ％时，油相不能流动。
不同流体会具有不同的相对渗透率。对于一 定的岩石，存在最低的含水饱和度、含油饱和度 或含气饱和度，各种流体饱和度低于最低界线值 时，它们的有效渗透率为0。
第二节 初次运移
一、 初次运移的相态和载体 目前根据有没有游离态的烃进行划分：
①水溶相，油气溶于水，随水一起排出源岩； ②游离相，油气呈独立油相、气相从源岩排出； ③气溶相，油溶于气中，再以气相从源岩排出，
§2油气初次运移 （Primary Migration）
一、初次运移的相态和载体
1、水溶相：包括分子溶液和胶束溶液运移。
§2油气初次运移 （Primary Migration）
一、初次运移的相态和载体
２、游离相：指游离油相和游离气相，包括分散状和连续状油气相。
油相运移是油气呈游离的油相从烃源岩中渗流排出，当孔 隙中含油饱和度很低时就呈分散状油相运移，饱和度高时就呈 连续油相运移。烃源岩进入压实的晚期，随着烃类不断生成， 烃的饱和度不断增加，相对渗透率也增大。加上成熟烃源岩内 表面还可能有部分是油润湿而不是水润湿的，所以，以连续油 相或气相运移会受较小的毛细管阻力，需要的临界含油饱和度 也会降低。再者，生油期间产生的CO2溶解于油中还可以降低 石油的粘度，增强其流动性。Dickey认为在压实时石油将呈一 种极细但连续的油丝运移。
分子溶液指油气被水溶解，水作为运移的载体，从动力学角度看， 水溶相是最理想的相态，水溶液沿细小的孔喉道运移，亲水生油层中 呈单相流动的水只存在水分子之间的内摩擦阻力，基本上不存在毛细 管压力的阻力。
液态烃类大量溶解于水中比较困难，虽然其在水中溶解度随温度 升高而增加，但在石油主生成温度范围60-150℃内 ,石油的溶解度不 过几百万分之一。
第四章 油气运移
力基本保持静水压力，称为正常压实或压实平衡状态。 在正常压实过程中，当烃源岩生成的油、气溶解在 孔隙水中，就能够随着孔隙水一起被压实排出，实现油气 的初次运移。
2.剩余压力的大小 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 ·Lo
dpL: 剩余流体压力；ρ bo：新沉积物层的密度； ρ w：地层水的密度； g：重力加速度； Lo： 新沉积物层的厚度；
尽管整个天然气的溶解度随压力的增长没有这样大，但呈 水溶相运移无疑是天然气初次运移的一种重要方式。
（二）游离相态运移
包括游离油相游离气相 •油相运移：
泥质烃源岩随压实的进行，孔隙水不断的排出， 含水量逐渐减少，且残留的孔隙水中，很大一部 分是以氢键固着在粘土颗粒表面的结构水。
随着压实的继续进行核液态烃的不断生成，空隙 内的含油饱和度逐渐增高，而含水饱和度则相应 降低，当含油饱和度达到某个临界值后，石油即 可呈连续油相进行运移。 油相运移的高峰是在中等压实阶段。在早期压实 阶段油的相对渗透率低，不利于油相运移；而晚 期压实阶段烃源岩的绝对渗透率低，也不利于油 相运移。
三、油气初次运移的通道、时期、距离
（途径）
（一）通道—孔隙、微层里面、微裂缝 未熟—低熟阶段，通道主要为孔隙、微层理面；
成熟—过成熟阶段，通道主要为微裂缝；
1. 埋深增加，温度升高，流体热膨胀，内压力超过岩石机械强 度，产生垂直微裂缝。 2. Kerogen热演化生成大量液态烃、CH4等，使生油岩内压力不 断增大，产生微裂缝。
向储层，从而推动油气向储层排出。 碳酸盐岩的固结和重结晶成岩作用使其孔隙变小，促使孔隙中 的油气压力增大，最终导致岩石破裂，油气排出。 扩散作用（分子运动）也是油气运移的动力之一。
2.剩余压力的大小 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 ·Lo
dpL: 剩余流体压力；ρ bo：新沉积物层的密度； ρ w：地层水的密度； g：重力加速度； Lo： 新沉积物层的厚度；
尽管整个天然气的溶解度随压力的增长没有这样大，但呈 水溶相运移无疑是天然气初次运移的一种重要方式。
（二）游离相态运移
包括游离油相游离气相 •油相运移：
泥质烃源岩随压实的进行，孔隙水不断的排出， 含水量逐渐减少，且残留的孔隙水中，很大一部 分是以氢键固着在粘土颗粒表面的结构水。
随着压实的继续进行核液态烃的不断生成，空隙 内的含油饱和度逐渐增高，而含水饱和度则相应 降低，当含油饱和度达到某个临界值后，石油即 可呈连续油相进行运移。 油相运移的高峰是在中等压实阶段。在早期压实 阶段油的相对渗透率低，不利于油相运移；而晚 期压实阶段烃源岩的绝对渗透率低，也不利于油 相运移。
三、油气初次运移的通道、时期、距离
（途径）
（一）通道—孔隙、微层里面、微裂缝 未熟—低熟阶段，通道主要为孔隙、微层理面；
成熟—过成熟阶段，通道主要为微裂缝；
1. 埋深增加，温度升高，流体热膨胀，内压力超过岩石机械强 度，产生垂直微裂缝。 2. Kerogen热演化生成大量液态烃、CH4等，使生油岩内压力不 断增大，产生微裂缝。
向储层，从而推动油气向储层排出。 碳酸盐岩的固结和重结晶成岩作用使其孔隙变小，促使孔隙中 的油气压力增大，最终导致岩石破裂，油气排出。 扩散作用（分子运动）也是油气运移的动力之一。
第四章 油气运移
油气二次运移的主要动力 1、浮力
石油和天然气密度 比水小，因此游离相的 油气在水中存在浮力， 浮力的大小与油气密度 和体积有关。
油气二次运移的主要动力 2、水动力
浮力与水动力 方向相反 浮力由 水动力 而增强
浮力由 水动力 而增强
油气运移方 向取决于浮 力与水动力 合力的方向
油气二次运移的主要动力 3、毛细管力
水源：
主要是粘土矿物蒙 脱石脱水作用
蒙脱石： 结构水较多，按体积计算 可占整个矿物的５０％。这些结构水在 压实和热力作用下会成为孔隙水，这些 新增的流体必然要排挤孔隙原有的流 体，从而起到排烃作用。 在蒙脱石脱水过程中，蒙脱石最终 转变为伊利石。
第四章
油气运移及油气藏形成
第一节 油气初次运移
一、-------二、油气初次运移的动力 压实作用 2、水热增压作用 3、粘土矿物脱水作用 4、甲烷气的作用
第四章 油气运移及油气藏形成
（一）单一圈闭中的油气水分布
含油气边界：外含油边界、内含油边界、油气边界 含油气面积：油藏面积、含气面积 油气藏高度：油藏高度、气藏高度
此等高线 圈定的面 积：含气 面积
此等高线 圈定的面 积：含油 气面积
含 油 边 界
含 水 边 界
气 顶 边 界
内 含 气 边 界
气藏高度 油气藏高度 油藏高度
压实作用：
砾石
沉积物致密程度增大的地质 现象;导致孔隙减少;地层水排出.
砾岩
砾岩
孔隙度
10% 30%
φ0 −φ V = V0 −V1 = V1 1−φ0
Φ Φ
0--
V--
V0---
V1---
1000
深 度
3000
油气运移规律
油气运移是指油气由生油（气）层进入运载层及其以后的一切运移，它发生在烃源岩、储集层内，或者从一个储集层到另一个储集层的过程中、运载层出了渗透性地层外，还可以是不整合、微裂缝、断层或断裂体系、古老的风化带和刺穿的底辟构造带。
油气运移机理还包括油气运移相态、动力、运移通道、运移方向、运移距离、运移时期、运聚效率和散失量等，它是油气成藏的核心问题，也是石油地质学研究的重要内容。
初次运移的动力大量的研究实践表明, 由于泥岩的异常压实等原因所导致的异常过剩地层压力是陆相生油岩系油气初次运移的主要动力。
鄂尔多斯中生界及古生界的油气初次运移研究相对较少，其中中生界延长组发育有广泛的泥岩欠压实现象。
欠压实起始层位主要分布于延长组上部油层组，层位分布存在着由西向东逐渐变老的趋势，由于延长组沉积后,盆地经受了数次大的构造运动，上覆地层遭到了不同程度的剥蚀。
同时，异常压实起始深度的差异性对各地区油气初次运移的时间将产生一定影响。
初次运移的通道以微裂隙作为油气运移主要通道的观点越来越得到人们的承认，当孔隙流体压力增大到超过岩石的机械强度时，泥岩中便可产生极微裂隙。
微裂隙对油气运移的作用：①增大了通道，降低了阻力；②增大了生油岩和储集岩的接触面积。
流体释放后，压力减低到一定限度时，极微裂隙又会封闭，开始再一个循环。
因此，油气的排出是一种循环往复的过程，运移是断续、脉冲、幕式进行的。
地下油气总是按照沿阻力最小的途径由相对高过剩压力区向相对低过剩压力区运移的总规律进行。
因储集层或输导层具有较好的渗透能力，烃源岩中侧向过剩压力差总是小于烃源岩与相邻储集层或输导层之间的过剩压力差。
同时，沿烃源岩本身进行侧向运移的阻力又比从烃源岩进入相邻储集层或输导层的垂向运移阻力大得多。
因而，下部地层具有更高的过剩压力，本区初次运移的方向应以垂向向上运移为主。
已生成的油气在过剩压力的驱动下将首先进入邻近的储集层或输导层，其方向既可向上也可向下。
石油地质-第四章-石油运移
第四章 石油的运移
第一节 油气运移的概念及其证据 第一节 油气的初次运移 第三节 油气的二次运移
第一节 油气运移的概念及其证据
油气的运移是指石油、天然气在地下因自然因素所引起的位置 转移。一般按油气运移的时间顺序将油气的运移分为初次运移和 二次运移。 初次运移：指石油从细粒的生油岩中向外排出过程。通常指油 气由生油岩向储 集岩的运移过程， 运移的主要通道是 岩石的微孔隙和微 裂缝，也可以是不 整合面和断层面。
4.毛细管力 两种不同的液体或者液体与固体相接触时，在界面上都有表面 张力产生。在充满油、气、水的岩层中，由于流体对岩石的表面张 力不同，润湿程度也不同，在相界面上，毛细管力指向润湿性小的 流体。
2 cos F＝
概括说引起砂岩初次运移的因素很多，在上述提到的三种因素 中，压实作用最为重要，另外，还有泥岩的胶结沉淀作用可使孔隙 减少，迫使油气排出。扩散作用只要有浓度差就可发生，但只对气 体有一定的意义。
第二节 油气的初次运移
油气的初次运移研究与有机成因学说密不可分，研究的内容主 要涉及初次运移的因素、油气运移的相态、时间和距离等。 一．引起油气初次运移的因素 油气本身的特性是流体，具有流动性，但在自然地质环境中， 要有促使它们运移的外界动力条件，才能使它们沿着各种通道进行 运移，促使油气发生初次运移的外界动力主要包括以下几方面： 1．压实作用 压实作用是引起油气流体从母岩向储集岩运移的主要原因。主 要是静岩压力和静水压力两部分。砂岩由于坚硬，其中的流体接近 于静水压力；泥质岩在压实的作用下，颗粒要重新排列和被压变形， 所以压缩性大，其中的流体压力通常大于静水压力。在同一压力下， 砂岩和页岩的孔隙度存在很大的差异。一般1000m以内是主排水期， 但油气生成的门限深度一般>1000~1500m，显然，主生油期超过 了主排水期，靠均衡压实只能排除少许早期生成的少量烃。随着埋 藏深度的不断增加，泥岩中产生异常高压，此时的孔隙度可达到25 ％，如果异常高压中的流体排出正好推迟到主要生油时期，则将对 压 当泥岩埋藏较深时，温度升高，水体发生膨胀，促使流体在地 下深处运移。水热增压作用产生的流体运动方向由地温高区到地温 低区，从深处到浅处，由盆地中心到边缘，这与沉积物压实作用引 起的流体运移方向是相一致的。 3．粘土脱水作用 泥岩中常见的粘土矿物为蒙脱石、伊利石和高岭土。粘土沉积 物含大量的孔隙水和层间水，在成岩压实作用下，孔隙水较易脱出， 而结合水的脱出则需要一定的温度，该温度一般大致在 80～120º C， 由此看来，脱水与成烃高峰温度是相对应的，这些层间水的排出有 几点好处： （1）这些水的矿化度极低，对烃的溶解能力强； （2 ）层间水脱出后颗粒体积减小，改善了孔、渗性能，便于流 体排出； （3）蒙脱石转化为伊利石后，减少了对有机质的吸附能力； （4 ）粘土矿物转化过程中释放的大量结合水转化成自由水，使 微孔隙中流体的体积膨胀，结果形成异常高压，促进油气的初次运 移。
第一节 油气运移的概念及其证据 第一节 油气的初次运移 第三节 油气的二次运移
第一节 油气运移的概念及其证据
油气的运移是指石油、天然气在地下因自然因素所引起的位置 转移。一般按油气运移的时间顺序将油气的运移分为初次运移和 二次运移。 初次运移：指石油从细粒的生油岩中向外排出过程。通常指油 气由生油岩向储 集岩的运移过程， 运移的主要通道是 岩石的微孔隙和微 裂缝，也可以是不 整合面和断层面。
4.毛细管力 两种不同的液体或者液体与固体相接触时，在界面上都有表面 张力产生。在充满油、气、水的岩层中，由于流体对岩石的表面张 力不同，润湿程度也不同，在相界面上，毛细管力指向润湿性小的 流体。
2 cos F＝
概括说引起砂岩初次运移的因素很多，在上述提到的三种因素 中，压实作用最为重要，另外，还有泥岩的胶结沉淀作用可使孔隙 减少，迫使油气排出。扩散作用只要有浓度差就可发生，但只对气 体有一定的意义。
第二节 油气的初次运移
油气的初次运移研究与有机成因学说密不可分，研究的内容主 要涉及初次运移的因素、油气运移的相态、时间和距离等。 一．引起油气初次运移的因素 油气本身的特性是流体，具有流动性，但在自然地质环境中， 要有促使它们运移的外界动力条件，才能使它们沿着各种通道进行 运移，促使油气发生初次运移的外界动力主要包括以下几方面： 1．压实作用 压实作用是引起油气流体从母岩向储集岩运移的主要原因。主 要是静岩压力和静水压力两部分。砂岩由于坚硬，其中的流体接近 于静水压力；泥质岩在压实的作用下，颗粒要重新排列和被压变形， 所以压缩性大，其中的流体压力通常大于静水压力。在同一压力下， 砂岩和页岩的孔隙度存在很大的差异。一般1000m以内是主排水期， 但油气生成的门限深度一般>1000~1500m，显然，主生油期超过 了主排水期，靠均衡压实只能排除少许早期生成的少量烃。随着埋 藏深度的不断增加，泥岩中产生异常高压，此时的孔隙度可达到25 ％，如果异常高压中的流体排出正好推迟到主要生油时期，则将对 压 当泥岩埋藏较深时，温度升高，水体发生膨胀，促使流体在地 下深处运移。水热增压作用产生的流体运动方向由地温高区到地温 低区，从深处到浅处，由盆地中心到边缘，这与沉积物压实作用引 起的流体运移方向是相一致的。 3．粘土脱水作用 泥岩中常见的粘土矿物为蒙脱石、伊利石和高岭土。粘土沉积 物含大量的孔隙水和层间水，在成岩压实作用下，孔隙水较易脱出， 而结合水的脱出则需要一定的温度，该温度一般大致在 80～120º C， 由此看来，脱水与成烃高峰温度是相对应的，这些层间水的排出有 几点好处： （1）这些水的矿化度极低，对烃的溶解能力强； （2 ）层间水脱出后颗粒体积减小，改善了孔、渗性能，便于流 体排出； （3）蒙脱石转化为伊利石后，减少了对有机质的吸附能力； （4 ）粘土矿物转化过程中释放的大量结合水转化成自由水，使 微孔隙中流体的体积膨胀，结果形成异常高压，促进油气的初次运 移。
石油地质学(2010)-第四章油气的运移
（七）烃源岩排烃动力的演变
总结: 中-浅层，压实作用为主要动力； 中-深层，异常高压为主要动力。
泥质烃源岩不同阶段的排烃动力
埋藏深度， m 温度，℃ 有机质演化阶段 油气初次运移动力
0~1500
10~50
未 熟
正常压实
渗析
扩散
1500~4000
50~150
成 熟
正常压实—欠压实 蒙脱石脱水 有机质生烃 流体热增压 渗析 扩散 有机质生气 气体热增压 扩散
成这样的运移网络。 生这种流动。
继而推测：当烃/有机质为
2.5～10%±时，即可发生这种 流动。
孔隙中心烃网络的形成 (据Barker，1979)
24
￭ 第二节
• 气相运移:
油气初次运移
- 油溶于气,以“气溶”方式运移
要求的条件: 游离气烃的数量远大于液烃的数量; 一定的
温压条件故只可望出现在成熟阶段的晚期(高成熟期)或以生
水
4
￭ 第二节
一、问题的提出 石油成因理论—晚成说
油气初次运移
必须回答以下问题：
1、成岩晚期，生油岩已经固结成岩，油气从生油层运 移出来靠什么动力？ 2、油气从细粒生油岩（泥岩、页岩、生物灰岩、泥灰 岩）运移出来，如何克服巨大的毛细管阻力？
3、油气从生油岩向储集层运移过程中，以何种相态，
通过什么运载将油气输送出来？
3
￭ 第一节
三、引起油气运移的因素
油气运移概述
1、内在原因：油气是流体，具有流动性。 2、外界条件：地下具有促使油气运移的动力。 四、油气运移的证据
1、地面出露的油气苗、沥青；
2、背斜圈闭中油气水的分布； 3、开采油气，井间干扰现象。
《石油天然气地质与勘探》第4章 石油和天然气的运移(1)
16
•油气二次运移的阻力和动力
动力：浮力、构造作用力、水动力 阻力：毛细管力、水动力
油气二次运移的过程就是这些动力和阻力相互作 用的结果。
17
•水流方向的确定——折算压力：
测点相对于某一基准面的压力，相当于由测压 面到折算基准面的水柱高度所产生的压力。
★水流方向: 从折算压力高向折算压力低的方向。
★油气运移: 地壳中石油和天然气在各种天然因素作用
下发生的流动。
初 次 运 移 :油 气 自 烃 源 岩 层 向 储 集 层 或 运 载 层 (输 导 层 )的 运 移
二 次 运 移 :油 气 进 入 储 集 层 或 运 载 层 以 后 的 一 切运移
1
➢油气初次运移的主要动力
剩余压力：孔隙流体实际压力与静水力之差。 •流体沿剩余压力变小的方向运移。
生油期后第一次大规模构造运动时期 或主要生排烃期后构造相对活动时期 •多期构造运动形成多期运移成藏期
•方向
取决于：运移通道连通性、类型；驱动力大小、方向
油气沿着形态不规则的立体线状输导系统运 移，沿阻力最小路径（运移高速公路）运移。 总方向：盆地中心→边缘，深层→浅层 主要指向：生油凹陷中或邻近地区长期继承性 发育的正向构造带。
2 欠压实
泥质岩类在压实过程中，由于压实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减小，导致孔隙流 体承受了部分上覆沉积负荷，出现孔隙流体压力高于其相应 的静水压力的现象称欠压实现象。
欠压实泥岩流体总体运移特征：
•剩 余 压 力 差 驱 动 孔 隙 流 体 向 低 剩 余 压 力 的 方 向运移； •孔 隙 压 力 超 过 泥 岩 的 承 受 强 度 — — 产 生 微 裂 缝——微裂缝排烃——释放超压，恢复正常压力。
•油气二次运移的阻力和动力
动力：浮力、构造作用力、水动力 阻力：毛细管力、水动力
油气二次运移的过程就是这些动力和阻力相互作 用的结果。
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•水流方向的确定——折算压力：
测点相对于某一基准面的压力，相当于由测压 面到折算基准面的水柱高度所产生的压力。
★水流方向: 从折算压力高向折算压力低的方向。
★油气运移: 地壳中石油和天然气在各种天然因素作用
下发生的流动。
初 次 运 移 :油 气 自 烃 源 岩 层 向 储 集 层 或 运 载 层 (输 导 层 )的 运 移
二 次 运 移 :油 气 进 入 储 集 层 或 运 载 层 以 后 的 一 切运移
1
➢油气初次运移的主要动力
剩余压力：孔隙流体实际压力与静水力之差。 •流体沿剩余压力变小的方向运移。
生油期后第一次大规模构造运动时期 或主要生排烃期后构造相对活动时期 •多期构造运动形成多期运移成藏期
•方向
取决于：运移通道连通性、类型；驱动力大小、方向
油气沿着形态不规则的立体线状输导系统运 移，沿阻力最小路径（运移高速公路）运移。 总方向：盆地中心→边缘，深层→浅层 主要指向：生油凹陷中或邻近地区长期继承性 发育的正向构造带。
2 欠压实
泥质岩类在压实过程中，由于压实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减小，导致孔隙流 体承受了部分上覆沉积负荷，出现孔隙流体压力高于其相应 的静水压力的现象称欠压实现象。
欠压实泥岩流体总体运移特征：
•剩 余 压 力 差 驱 动 孔 隙 流 体 向 低 剩 余 压 力 的 方 向运移； •孔 隙 压 力 超 过 泥 岩 的 承 受 强 度 — — 产 生 微 裂 缝——微裂缝排烃——释放超压，恢复正常压力。
油气运移
油气运移石油和天然气在地壳中的移动。
油、气在生油层中生成时，呈分散状态分布，经运移后才在储集层中聚集形成油气藏。
油气藏遭破坏后，也可能由于油气的运移而形成次生油气藏，或由于油气沿裂缝、孔隙渗出或随地下水流至地表(见油气显示)。
油气运移研究的主要内容包括运移的相态、动力、方向和时期等问题【1】，油气运移是连接油气生成和聚集成藏的重要环节，是石油地质学的重要内容之一，是贯穿整个生、运、聚过程的纽带【2】。
研究油气运移规律对于油气勘探具有重要意义。
通常根据油气运移的方式、动力等将整个油气运移过程分为初次运移和二次运移两个阶段。
关键词一次运移；二次运移；储集层；优势通道证据油气运移的证据有很多:①地表发现的油气苗，显然是地下石油和天然气通过一定的通道(断裂、不整合面等)向上运移的结果;②油气是在烃源岩中生成的，却在储集层中储集。
油气所在位置发生了变动;③烃源层中生成的是分散状态的油气分子，而到了油气富集区，油气却呈聚集状态;④油气藏中油、气、水按比重分异现象，也是油气运移的结果;⑤另外，从油源区到成藏区，化合物分布有规律渐变，显然也与油气运移有关。
基本方式油气运移的基本方式有两种:渗滤、扩散。
在孔渗性差的致密岩层中主要是扩散流，在孔渗性较好的岩层中主要是达西流。
渗滤作用是一种机械运动，整体流动，遵守能量守恒定律，由机械能高的地方向机械能低的地方流动。
扩散作用为分子运动，从高浓度向低浓度，使浓度梯度达到均衡;扩散系数与分子大小有关，分子越小，扩散能力越强，轻烃具有明显的扩散作用。
成藏后的扩散流主要表现为油气的散失。
初次运移石油和天然气在生油层中向邻近储集层的运移，为运移的第一阶段，称初次运移。
生油层中的有机质处于分散状态，呈微粒状分布在岩石颗粒之间，或为薄膜状吸附在颗粒表面。
所以刚形成的油和气也是分散于原始母质之中。
通常认为，油气初次运移的主要动力是地层静压力、地层被深埋所产生的热力以及粘土矿物的脱水作用。
石油天然气地质4-1油气运移的概念和研究内容
σ 和Pf各司其职：σ 促使岩石发生压实作用，Pf则促使 在压实中流体排出。
第四章 石油和天然气的运移
2、地层压力：
地下渗透性地层中所含流体承受的压力，又称地层 流体压力或孔隙流体压力。
P ＝ρwg h
单位：大气压(atm)或帕斯卡(Pa)。1atm＝101kPa。
• 水压头：地层压力所能促使地层水上升的高度（上 覆水柱的高度）： h＝P/(ρwg)
2 rc cos 2 cos Pc 2 rc rc
毛细管压力的方向由润湿相指向非 润湿相（如由水指向油）。
其它力
构造应力：根据现今地震活动反映的构造应力场分布，地 下水位的变化呈现如下规律：①震前应力能量积累阶段（水位 趋势性下降），②震时能量释放阶段（水位急剧上升），③震 后应力调整阶段（水位缓慢回升，后恢复正常）。
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。
水 岩石 水
油
水
水
(A)亲水孔隙介质
()亲油孔隙介质
孔隙介质中油水的分布形式
第四章 石油和天然气的运移
利于分子运动和石油运移。 …………
第四章 石油和天然气的运移 五、岩石的润湿性 ——流体附着固体的性质，吸附作用。 润湿相：易附着在岩石上的流体 非润湿相：不易附着在岩石上的流体。
岩石的润湿性与矿物组成及流体性质有关。 岩石颗粒多数为水润湿。
第四章 石油和天然气的运移 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。
第四章 石油和天然气的运移
2、地层压力：
地下渗透性地层中所含流体承受的压力，又称地层 流体压力或孔隙流体压力。
P ＝ρwg h
单位：大气压(atm)或帕斯卡(Pa)。1atm＝101kPa。
• 水压头：地层压力所能促使地层水上升的高度（上 覆水柱的高度）： h＝P/(ρwg)
2 rc cos 2 cos Pc 2 rc rc
毛细管压力的方向由润湿相指向非 润湿相（如由水指向油）。
其它力
构造应力：根据现今地震活动反映的构造应力场分布，地 下水位的变化呈现如下规律：①震前应力能量积累阶段（水位 趋势性下降），②震时能量释放阶段（水位急剧上升），③震 后应力调整阶段（水位缓慢回升，后恢复正常）。
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。
水 岩石 水
油
水
水
(A)亲水孔隙介质
()亲油孔隙介质
孔隙介质中油水的分布形式
第四章 石油和天然气的运移
利于分子运动和石油运移。 …………
第四章 石油和天然气的运移 五、岩石的润湿性 ——流体附着固体的性质，吸附作用。 润湿相：易附着在岩石上的流体 非润湿相：不易附着在岩石上的流体。
岩石的润湿性与矿物组成及流体性质有关。 岩石颗粒多数为水润湿。
第四章 石油和天然气的运移 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。
第四章 石油和天然气运移
能源地质学课件
第四章、石油和天然气的运移
第一节 油气运移概念和研究内容
三、与油气运移有关的几个问题 3、压力 1）静岩压力及静岩压力梯度 静岩压力梯度：是指当上覆 沉积物每增加单位厚度时所 增加的压力。通常指每增加 1m沉积物厚度所增加的压力， 用Pa／m表示
能源地质学课件
第四章、石油和天然气的运移
g——重力加速度。m／S2
能源地质学课件
第四章、石油和天然气的运移
第一节 油气运移概念和研究内容
三、与油气运移有关的几个问题 3、压力 2）地层压力、静水压力、静水压力梯度 ② 静水压力 静水压力：是指由静水重量所造成的压力。 静水压力随上覆水柱的增高而增大，在开放的地层体系中流体压力
主要反映静水压力。
石油和天然气地质学
主讲人：杜振川
能源地质学课件
第四章、石油和天然气的运移
第一节 油气运移概念和研究内容
一、油气运移的概念 油气的运移：石油和天然气是流体矿产，具有可流动性，当受到某 种驱动力作用时就会在地壳中发生流动。我们把油气在地壳中的移 动称为油气的运移。
能源地质学课件
第四章、石油和天然气的运移
能源地质学课件
第四章、石油和天然气的运移
第一节 油气运移概念和研究内容
三、与油气运移有关的几个问题 3、压力 2）地层压力、静水压力、静水压力梯度 ① 地层压力 为直观反映地层压力的大小，工程上常使用水压头的概念
h p / w g
式中 h——水压头，m p——地层压力，Pa pw——水的密度，kg／m3
油气重新运移；并可能在新的圈闭中再聚集，造成一个新油气藏的 再形成；或者是流失地表，遭到完全破坏。总之，油气运移是和油
气藏的形成、破坏、再形成连系在—起的。
第四章、石油和天然气的运移
第一节 油气运移概念和研究内容
三、与油气运移有关的几个问题 3、压力 1）静岩压力及静岩压力梯度 静岩压力梯度：是指当上覆 沉积物每增加单位厚度时所 增加的压力。通常指每增加 1m沉积物厚度所增加的压力， 用Pa／m表示
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第四章、石油和天然气的运移
g——重力加速度。m／S2
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第四章、石油和天然气的运移
第一节 油气运移概念和研究内容
三、与油气运移有关的几个问题 3、压力 2）地层压力、静水压力、静水压力梯度 ② 静水压力 静水压力：是指由静水重量所造成的压力。 静水压力随上覆水柱的增高而增大，在开放的地层体系中流体压力
主要反映静水压力。
石油和天然气地质学
主讲人：杜振川
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第四章、石油和天然气的运移
第一节 油气运移概念和研究内容
一、油气运移的概念 油气的运移：石油和天然气是流体矿产，具有可流动性，当受到某 种驱动力作用时就会在地壳中发生流动。我们把油气在地壳中的移 动称为油气的运移。
能源地质学课件
第四章、石油和天然气的运移
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第四章、石油和天然气的运移
第一节 油气运移概念和研究内容
三、与油气运移有关的几个问题 3、压力 2）地层压力、静水压力、静水压力梯度 ① 地层压力 为直观反映地层压力的大小，工程上常使用水压头的概念
h p / w g
式中 h——水压头，m p——地层压力，Pa pw——水的密度，kg／m3
油气重新运移；并可能在新的圈闭中再聚集，造成一个新油气藏的 再形成；或者是流失地表，遭到完全破坏。总之，油气运移是和油
气藏的形成、破坏、再形成连系在—起的。
第04章 油气运移与油气藏的形成(01)
泥质烃源岩不同阶段的排烃动力（据张厚福1999）
埋深/m 0～1500 1500～ 4000 4000～ 7000 温度/℃ 10～60 有机质热 演化阶段 未 熟 油气运移动力 正常压实、渗析、扩散 正常压实－欠压实、蒙脱 石脱水、有机质生烃、流 体热增压、渗析、扩散
60～150
成 熟
150～250
不同地区，地温梯度不同， 水的膨胀情况也不同。例如， 在20000ft(6096m)深度：
3.6℃/100m
地温梯度 1.8℃/100m 2.5℃/100m 3.6℃/100m
水体积膨胀 约 3% 约 7% 约 15%
2.5℃/100m
1.8℃/100m
正常压力带的三个地温梯度 情况下，水的比容与深度关系
体中进行的速率非常低，结果使浓度梯度达到均衡。流体
中的扩散传递速率与浓度梯度有关。(分子相互撞击作永不停止、无规则的运动) 分子相互撞击作永不停止、无规则的运动)
与油气运移有关的基本概念
三、岩石的润湿性 --指流体附着固体的性质，是一种吸附作用。 不同流体与不同岩石会表现出不同的润湿性。 1、润湿性流体与非润湿性流体
2、欠压实作用产生的异常高压
泥质岩类在压实过程中由于压实流体排出受阻或来不 及排出，导致孔隙流体压力＞相应静水压力。 孔隙压力超过泥岩的承受强度时，则泥岩出现破裂， 从而使超压流体通过微裂缝涌出。
正常压实及欠压实带中流体的排出方向（据Magara）
3、蒙脱石脱水作用
蒙脱石是一种膨胀性粘 土，结构水较多，这些水份 按体积计算可占整个矿物的 50%，按重量计可占22%。 这些结构水在压实和热力 作用下会有部分甚至全部成 为孔隙水，这些新增的流体 必然排挤孔隙内原有流体， 从而起到排烃作用。
【精品】第十一次课：第四章油气运移(1)精品课件
a.沉积物等厚，垂向运移(向上) b.楔状沉积物，从厚处向薄处运移，
从盆地中心向盆地边缘运移 c.砂泥互层：从泥岩→砂岩
d.碎屑岩盆地压实流体运移规律： 从泥岩向砂岩， 从深部向浅部， 从盆地中心向盆地边缘。
(2)烃源岩内部的异常高压
0
a.沉积盆地异常高压十分普遍 0
1000
2000
3000
4000
50
75
100
125
0
1000
泥岩 砂岩 一次排放 二次排放
深 度/m
2000
3000
4000
5000
静水压力
静岩压力
破裂压力
6000
超压引起的地层破裂和超压流体的幕式排放
压力/应力
开启
排放
补给积累
封闭
幕次1
幕次2 时间
幕次3
幕次4
莺歌海盆地泥岩岩芯中的水力破裂
压力
(A)
破
裂
压
静
力
水
压
力
盖层破裂
❖ 扩散对轻烃（天然气）的运移具有重要意义， 但对于液态烃意义不大。
3、油气初次运移的通道
孔隙和微裂缝 ①孔隙
烃源岩正常压实阶段， 静水压力，孔隙暢通 ②微裂缝 Snarsky(1962):
孔隙压力达到静水压力的1.42-2.4倍 岩石就会产生微裂缝
Momper(1978)：
孔隙压力达到上覆静岩压力的80%， 就能形成垂直裂缝。
颗粒＋流体
b.压实欠平衡状态
新沉积物的沉积增加了上覆压力 岩石骨架颗粒进一步重新排列 孔隙压力超过静水压力，
形成瞬时剩余压力 孔隙流体排出
c.沉积物恢复压实平衡状态
从盆地中心向盆地边缘运移 c.砂泥互层：从泥岩→砂岩
d.碎屑岩盆地压实流体运移规律： 从泥岩向砂岩， 从深部向浅部， 从盆地中心向盆地边缘。
(2)烃源岩内部的异常高压
0
a.沉积盆地异常高压十分普遍 0
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泥岩 砂岩 一次排放 二次排放
深 度/m
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静水压力
静岩压力
破裂压力
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超压引起的地层破裂和超压流体的幕式排放
压力/应力
开启
排放
补给积累
封闭
幕次1
幕次2 时间
幕次3
幕次4
莺歌海盆地泥岩岩芯中的水力破裂
压力
(A)
破
裂
压
静
力
水
压
力
盖层破裂
❖ 扩散对轻烃（天然气）的运移具有重要意义， 但对于液态烃意义不大。
3、油气初次运移的通道
孔隙和微裂缝 ①孔隙
烃源岩正常压实阶段， 静水压力，孔隙暢通 ②微裂缝 Snarsky(1962):
孔隙压力达到静水压力的1.42-2.4倍 岩石就会产生微裂缝
Momper(1978)：
孔隙压力达到上覆静岩压力的80%， 就能形成垂直裂缝。
颗粒＋流体
b.压实欠平衡状态
新沉积物的沉积增加了上覆压力 岩石骨架颗粒进一步重新排列 孔隙压力超过静水压力，
形成瞬时剩余压力 孔隙流体排出
c.沉积物恢复压实平衡状态
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典型稳态流体流动： 典型稳态流体流动：地下水的渗滤
A 褶皱和逆冲带 抬升的前陆
D 快速沉降的大陆边缘 最大流速：1—10m/a
最大流速：0.1—1m/a
2 200 km 0
km
4
强超压
Km 200
km
0
B 克拉通内坳陷或裂谷
最大流速：0.1—1m/a
E 地震抽汲
最大流速：>10m/a
4 200 km 0 正断层
（3）岩石的润湿性对油气运移的影响
孔隙中的油水分布、流动方式、 孔隙中的油水分布、流动方式、残留形式和数量 ①亲水岩石中：水附着在孔隙壁上，油在孔 亲水岩石中：水附着在孔隙壁上， 隙中心，油的运动必须克服毛细管力； 隙中心，油的运动必须克服毛细管力；
②亲油岩石中：油附着在孔隙壁上，水在孔 亲油岩石中：油附着在孔隙壁上，
②油气初次运移相态的演变 a.未成熟阶段： a.未成熟阶段： 未成熟阶段 烃源岩：埋藏浅、 烃源岩：埋藏浅、 孔渗性好 含水多 烃类型：生物气、 烃类型：生物气、 少量未熟油 相态：水溶相（ 相态：水溶相（气）
b.成熟阶段 b.成熟阶段
烃源岩：埋藏较深、 烃源岩：埋藏较深、 孔渗性差、 孔渗性差、 含水少 烃类型： 烃类型：Ⅰ型：油为主 Ⅲ型：气为主 相态： 相态：Ⅰ型：油溶气 油相 Ⅲ型：独立气 气溶油
破裂压力
4000 静水压力 5000
6000
超压引起的地层破裂和超压流体的幕式排放
开启 压力 压力/应力
排放 封闭 幕次1
补给积累
幕次2 时 间
幕次3
幕次4
莺歌海盆地泥岩岩芯中的水力破裂
压 力 (A) 破 裂 压 力
静 水 压 力
深 度
盖层破裂
B
准噶尔盆地中部地区超压流体天然水力破裂通道
4.0 40 压力/ MPa 60 80 100 120
1、油气初次运移的相态 、 (1)石油初次运移相态 (1)石油初次运移相态 ①游离相(油相） 游离相(油相）
水溶相运移存在的问题 a.石油在水中的溶解度很低 ； a.石油在水中的溶解度很低 b.生油期烃源岩含水很少; b.生油期烃源岩含水很少; 生油期烃源岩含水很少 c.无法形成商业性石油聚集； c.无法形成商业性石油聚集； 无法形成商业性石油聚集 d.无法解释碳酸盐岩油气初次运移问题 d.无法解释碳酸盐岩油气初次运移问题
②油润湿的（oil-wet）： 油润湿的（oil-wet）： 油水两相共存孔隙系统中， 油水两相共存孔隙系统中，如果油附着在岩石 的孔隙表面，则油为润湿相，水为非润湿相， 的孔隙表面，则油为润湿相，水为非润湿相， 这时称岩石为油润湿的或亲油的 这时称岩石为油润湿的或亲油的
③中间润湿的（mixed-wet）： 中间润湿的（mixed-wet）： 部分亲油， 部分亲油，部分亲水的岩石
天然气 石油 水
典型的背斜油气藏
固体矿产－ 固体矿产－煤： 从沉积→成岩 从沉积 成岩 →成矿其位置 成矿其位置 基本保持不变
P1
排2油藏
?
N
0 0 4 8 12km
N2d
1000
N1t
2000
J+T
3000
N1s
4000
排2
Ro: 0.5%
Ro: 0.8%
பைடு நூலகம்
E
5000
K2 K1
6000
深度 （m）
2、地层压力与异常地层压力
Terzaghi（1923）在士力学实验中确立如下关系式： （ ）在士力学实验中确立如下关系式： S=σ+P 上覆沉积的负荷压力； 式中 S—上覆沉积的负荷压力； 上覆沉积的负荷压力 σ—作用在下伏岩石基质上的有效应力； 作用在下伏岩石基质上的有效应力； 作用在下伏岩石基质上的有效应力 P—下伏岩石中的孔隙流体压力。 下伏岩石中的孔隙流体压力。 下伏岩石中的孔隙流体压力 Hubbert和Rubey（1959）将该关系用于固结的岩石中，证 和 （ ）将该关系用于固结的岩石中， 明即使在孔隙度为1%的基岩中，该关系式也是有效的。说明上 的基岩中， 明即使在孔隙度为 的基岩中 该关系式也是有效的。 覆沉积负荷压力总是为下伏基质骨架和孔隙流体共同支撑。 覆沉积负荷压力总是为下伏基质骨架和孔隙流体共同支撑。
隙中心，油的运动不受毛细管力的阻碍； 隙中心，油的运动不受毛细管力的阻碍；
5、油气运移临界饱和度 、 水同时存在时， 油（气）水同时存在时，油（气）相运移所需的 最小饱和度称为油（气）运移的临界饱和度。 最小饱和度称为油（ 运移的临界饱和度。
例如， 油水两相吸排水实验结果表明，亲水的砂岩中， 例如，Levorsen(1954) 油水两相吸排水实验结果表明，亲水的砂岩中， 油相的饱和度低于10％ 油相不能流动。 油相的饱和度低于 ％时，油相不能流动。 Dickey(1975)认为，在源岩中由于本身含有许多亲油的有机质颗粒， 认为， 认为 在源岩中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，因此大部分颗粒的内表面已为油所润湿， 又能在一定条件下生成烃类，因此大部分颗粒的内表面已为油所润湿，油 相运移的临界饱和度可小于10％，甚至可降到1％。 ％，甚至可降到 相运移的临界饱和度可小于 ％，甚至可降到 ％。
深度 深度/km
TRACE1390
4.4 J1s
气 烟 筒
气 烟 筒
破 裂 压 力
4.8
J1b
（3）扩散 ）
扩散是分子布朗运动产生的传递过程。 扩散是分子布朗运动产生的传递过程。当物质存在 浓度差时，扩散方向总是从高浓度向低浓度进行。 浓度差时，扩散方向总是从高浓度向低浓度进行。 流体中的扩散速率与浓度梯度有关， 流体中的扩散速率与浓度梯度有关，服从费克第一 定律： ＝ 定律：J＝-DgradC 式中，J为扩散速率，D为扩散系数，gradC为浓度 为扩散速率， 为扩散系数 为扩散系数， 式中， 为扩散速率 为浓度 梯度。扩散系数与分子大小有关， 梯度。扩散系数与分子大小有关，也与扩散介质条 件有关。 件有关。 分子越小，扩散能力越强， 分子越小，扩散能力越强，轻烃具有明显的扩散作 用。
①石油主要是以游离相态运移的； 石油主要是以游离相态运移的； ②水溶相态和游离相态对天然气的初次运移都是 重要的，天然气还可以呈扩散状态运移 重要的， ③油气可以以互溶（油溶气、气溶油）相态运移 油气可以以互溶（油溶气、气溶油） ④烃源岩演化过程中相态是演变的
4、岩石的润湿性 （1）润湿性： 润湿性：
润湿作用是指固体表面的一种流体被另一种液体取 代的一种作用。 代的一种作用。 （流体附着固体的性质）
润湿角：
θ<90： θ＝0：称完全润湿 θ<90：称润湿 θ>90： θ>90：称非润湿
润湿流体：易附着在固体上的流体，又称为润湿相 润湿流体：易附着在固体上的流体， 非润湿流体：不易附着在固体的流体， 非润湿流体：不易附着在固体的流体，又称非润湿相
P = ρ w gh
地下岩石的重量 （3）静岩压力： 静岩压力： 产生的压力， 产生的压力，又称为地静压力
（4）正常地层压力： 正常地层压力： 如果地下某一深度的地层压力 等于(或接近） 等于(或接近）该深度的静水压 力，则称该地层具有正常地层 压力
（5）异常地层压力： 异常地层压力： 如果某一深度地层的压力明显高于或低于静水压力， 如果某一深度地层的压力明显高于或低于静水压力， 则称该地层具有异常地层压力。 则称该地层具有异常地层压力。 （6）压力系数：某一深度的地层 压力系数： 压力与该深度静水压力的比值。 压力与该深度静水压力的比值。 压力系数>1：异常高压 压力系数>1： >1 压力系数<1：异常低压 压力系数<1： <1 （7）破裂压力：导致岩层发生破 破裂压力：
km km km km
5 km km 0
震源
5 km
不同类型盆地中连续稳态流体流动的驱动机制和样式 (据Garven, 1995) 据
（2）非稳态幕式：超压流体流动 ）非稳态幕式：
0 0 泥 砂 1000 岩 岩 25 压 力/MPa 50 75 100 125
一次排放 二次排放
2000 静岩压力 度/m /m 深 3000
（1）地层压力（formation pressure) ：地下多孔介 1 地层压力（ 质中流体所承受的压力，亦称孔隙压力 孔隙压力或 质中流体所承受的压力，亦称孔隙压力或流体压力 单位：帕斯卡(Pa) 单位：帕斯卡(Pa) 或常用兆帕 或常用兆帕(MPa) （2）静水压力： 静止水柱产 静水压力： 生的压力（重量） 生的压力（重量）称为静水压 力
怀俄明州 法姆尔原 油 阿拉 斯加 原油 里迪 河原 油尼恩 尤 尤尼恩 文奈原 油 易斯安 那州阿 姆瑟湖 原油
支持游离相运移的证据 显微观察的证据： 显微观察的证据： a. 石油以游离相存在于 烃源岩孔隙系统
煤的孔隙和裂缝中的油滴
支持游离相运移的证据
Tissot,1978
b.烃源岩中存在的色层效应 b.烃源岩中存在的色层效应
J2
Ro: 1.0%
J1
第四章 石油和天然气的运移
石油和天然气都是流体，它们具有流动的趋势。 石油和天然气都是流体，它们具有流动的趋势。油气可以 从源岩运移到储集层（输导层）， ），从储集层运移到圈闭中形 从源岩运移到储集层（输导层），从储集层运移到圈闭中形 成油气藏， 成油气藏，油气也可以由于地质条件的改变而从圈闭沿输导 层运移到别的储层中，再运移再聚集形成次生油气藏， 层运移到别的储层中，再运移再聚集形成次生油气藏，或者 通过断层或封闭性差的盖层向上运移到达地表形成油气苗。 通过断层或封闭性差的盖层向上运移到达地表形成油气苗。
一、油气运移有关的几个基本概念 1、初次运移和二次运移的概念 、 油气从源岩层向储集层的运移，称为初次运移 油气从源岩层向储集层的运移，称为初次运移(primary migration) 。 油气进入储层以后的一切运移都称为二次运移(secondary 油气进入储层以后的一切运移都称为二次运移 migration) 。