油气运移
地球化学中的油气运移及环境效应
地球化学中的油气运移及环境效应地球是人类赖以生存的家园，而油气是我们生活中不可或缺的能源，其产生与运移对地球化学环境产生了极大影响。
本文将从油气的运移机制、环境效应两方面探讨地球化学中的油气运移及其环境效应。
一、油气运移机制油气运移是指油气从地下岩层中向上运移的过程。
其主要机制有两种，一种是依靠岩石孔隙、裂隙来运移，另一种是通过岩石固体与流体之间的相互作用而进行运移。
1、岩石孔隙、裂隙运移这是油气运移的一种常见机制，岩石中存在着不同大小的孔隙与裂隙，油气通过这些空隙向上运移。
对于孔隙较大的岩石，如砂岩、泥岩等，油气可以直接在孔隙中储存；而对于孔隙较小的岩石，如页岩、板岩等，油气无法直接运移，必须通过压裂等方式才能释放出来。
2、相互作用运移这是油气运移的另一种机制，通过岩石固体与流体之间的相互作用，油气分子可以跨越石英烷基等的界面向上运移。
这种机制主要发生在页岩、泥岩等非常规油气储层中。
二、油气运移的环境效应油气运移不仅对经济、社会发展有着巨大意义，也对环境产生了一定的影响。
这些环境效应主要有以下几点。
1、地下水质污染油气的开采、运输与储存等过程中，往往会产生一些有毒有害物质，如挥发性有机化合物、重金属等，这些物质会直接污染地下水，并可能造成地下水的非可恢复性污染。
2、温室气体排放随着人们对油气的需求不断增长，油气采集与运输所产生的温室气体排放量也在不断上升，这会直接加剧全球气候变暖的程度。
3、地表水体污染油气开采和运输会产生大量的水、污染物等废水，如果不合理排放或处理，就会对地表水体造成直接或间接的污染，这种污染将直接危及人类饮用水的安全和生态环境的健康。
4、土壤污染油气开采和运输过程中，经常与机械、设备等有机化合物直接接触，这些物质可能经过雨水等途径被带到地表，对土壤产生污染，对植物和生态环境的破坏也非常严重。
综上所述，油气在地球化学中的运移以及其环境效应是一个复杂而又深刻的问题，我们需要共同探讨并找到解决方案，让油气的开发利用在满足人类需求的同时也不对环境造成过大影响。
油气初次运移和二次运移机理的差异
油气初次运移和二次运移机理的差异
油气初次运移和二次运移是油气形成后从母质中向储集层或采集层移动的过程。
它们的差异主要体现在以下几个方面：
1. 渗流机制：初次运移是指油气在岩石母质中的原位生成后，沿着孔隙或裂隙流动到储集层的过程。
初次运移主要依靠孔隙连通性和岩石的渗透性来实现。
相比之下，二次运移是指油气在储集层内发生相态变化或因受到外部力的作用重新分布的过程。
它主要依靠岩石孔隙中的静态毛细力和动态流体驱动力来实现。
2. 运移速度：初次运移速度相对较慢，通常为几百米到数千米的数百万年时间尺度。
而二次运移速度通常更快，可以是千分之一毫米至数十厘米的几十万年时间尺度。
3. 作用力驱动：初次运移主要受天然地层压力驱动，油气由高压区向低压区流动。
而二次运移则由于外部力的作用，如构造活动、地质应力变化、重力等因素的影响。
4. 温度和压力影响：初次运移过程中，油气往往处于高温高压的条件下，导致原始油气的组分和性质相对稳定。
而二次运移过程中由于温度和压力条件的变化，油气会发生相态变化，例如油气的溶解和挥发。
综上所述，油气初次运移和二次运移机理存在较大差异。
初次运移主要是母质中的油气流动至储集层的过程，依靠孔隙和渗
透性；而二次运移则发生在储集层内部，依靠渗流机制和外部力驱动。
欢迎追问！。
油气的运移与聚集
• 油气运移概述 • 油气聚集概述 • 油气运移与聚集的关系 • 油气运移与聚集的实例分析 • 结论与展望
01
油气运移概述
油气运移的定义
定义
油气运移是指油气从源岩向圈闭构造的迁移过程， 包括初次运移和二次运移。
初次运移
指油气在生成后从源岩向储层或运移通道的迁移 过程。
二次运移
指油气在储层中通过水动力或浮力作用向圈闭构 造的迁移过程。
总结油气运移与聚集的研究成果
成果一：油气运移与聚集的机理研究
油气运移与聚集的机理是油气地质学 的重要研究内容，通过对油气运移与 聚集机理的研究，可以深入了解油气 的形成过程和分布规律，为油气勘探 和开发提供理论支持。
总结油气运移与聚集的研究成果
成果二：油气运移与聚集的模拟方法研究
随着计算机技术的发展，油气运移与聚集的模拟方法得到了广泛的应用。通过建立数学模型和数值模拟方法，可以预测油气 的分布和运移规律，为油气勘探和开发提供决策依据。
该盆地的油气聚集模式呈现出多种聚集模式的复合特征。 在盆地的不同地区和不同层位上，油气聚集的模式有所不 同。通过对盆地内各聚集模式的形成机制和演化过程的研 究，揭示了盆地内油气的分布规律和主控因素。
总结词
烃源岩对油气聚集的影响
详细描述
该盆地的烃源岩对油气的聚集具有重要的影响。不同类型 的烃源岩生成的油气具有不同的物理化学性质，对油气的 运移和聚集也有所不同。通过对烃源岩的分布、演化及生 烃过程的研究，揭示了烃源岩对油气聚集的控制作用。
04
油气运移与聚集的实例分析
实例一：某油田的油气运移路径
总结词
复杂的地质条件
详细描述
该油田位于一个复杂的地质环境中，经历了多期构造运动和多条油气运移路径。 通过分析地层和构造特征，确定了油气的主要运移方向和路径，为油田的开发 提供了重要依据。
4.4.3 物理模拟方法研究油气运移
第四章石油和天然气的运移4.4.3 物理模拟方法研究油气运移（1）初次运移物理模拟●主要模拟油气从烃源岩排出的条件、方式、相态、临界排烃饱和度、排烃数量和排烃效率等方面的情况。
●早期的初次运移模拟大多数从属于生烃模拟实验，即利用生烃模拟所获得的气相和液相产物，通过换算可以得到某一温度下各相的数量或最终排烃量和排烃效率。
●20世纪90年代，我国胜利油田地质科学研究院研制出油气生成运移物理模拟系统装置，该系统可模拟地下5～6km深处油气生成和运移情况。
●排烃饱和度模拟研究成果：许多学者认为临界排油饱和度为0.1%～10%之间（Levorsen ，1967；Dickey ，1975等）。
5%~10%1%~10% 0.1%0.35% 0.3% 0.9% 根据成熟母岩抽提的烃含量推测排烃饱和度： 0.1%～0.35%（Hunt ，1961；Philip ，1965；Tissot ，1971；Momper ，1971）。
Welte （1987）认为油要占据页岩孔隙中有效空间的25%才能排出。
李明诚，汪本善（1991）认为一般泥质生油岩临界排油饱和度在5%左右，并取决于泥岩中较大孔隙所占的比例。
●研究内容：（2）二次运移物理模拟孔隙介质中油气运移和聚集的物理模拟流动水对石油二次运移和聚集的影响利用高温高压岩心驱替装置研究油气运移不同输导层的油运移模拟：均质和非均质砂层、碳酸盐岩地层、断层、不整合●油气二次运移模拟实验内容：孔隙介质中油气运移模拟：Lenormand（1989）等利用微观模型，研究了孔隙介质中非混溶驱替过程，并利用毛细管数和黏性比值系数将毛细管力对油气运移的影响概括为三种形式。
油驱水的过程所呈现的三种形式：黏性指进毛细指进稳定驱替有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）优势式路径指进式路径活塞式路径3种运移模式在不同运移时刻的路径特征（侯平，2010）运移时间（min）模型:装满玻璃珠或河沙的玻璃管，强亲水模型。
油气的初次运移名词解释
油气的初次运移名词解释油气的初次运移是指油气从地质储层向地表运移的过程。
在油气勘探和生产领域中，初次运移是一个重要的概念，在理解油气的形成和分布以及勘探开发工作中起着关键的作用。
下面将对与油气初次运移相关的几个重要名词进行解释和说明。
1. 油气源岩油气源岩是指具有一定有机质含量和热成熟度的沉积岩，其中的有机质经过长期埋藏和高温高压作用，发生热解反应，产生大量的油和气。
常见的油气源岩包括页岩、煤系地层等。
这些岩石中的有机质一般富含藻类、藻类残体、植物碎屑等，是油气形成的主要来源。
2. 贮集层贮集层是指油气在地下形成具有一定规模的储集体，主要由多孔介质和裂缝所组成。
这些储集体可以是沉积层的孔隙中积聚起来的，也可以是构造变形过程中形成的裂隙和节理中积聚起来的。
常见的贮集层包括沙岩、碳酸盐岩等。
3. 渗流渗流是指油气在储集层孔隙或裂缝中的流动过程。
在初次运移过程中，油气通过渗流的作用从高渗透区向低渗透区运移，直至最终聚集形成油气藏。
渗流的速度受到多种因素的影响，包括温度、孔隙度、渗透率、黏度等。
4. 主控因素主控因素是指影响油气初次运移过程的主要因素，包括构造、岩性、层序地层、岩石物性、断裂等。
构造是油气运移的基本条件，它决定了油气在地下的分布形式。
岩性决定了岩石的渗透性和孔隙度，直接影响油气的渗流能力。
层序地层描述了沉积相变化的规律，在勘探中起到重要的指导作用。
5. 地层圈闭地层圈闭是指使油气局限在储集层内无法向外扩散的地下构造或岩石性质。
常见的地层圈闭包括构造圈闭、岩性圈闭、斜坡圈闭等。
地层圈闭是油气初次运移的关键，只有存在有效的圈闭才能形成油气藏。
6. 迁移路径迁移路径是油气从油气源岩向贮集层运移的路径。
它通常是由含油气源岩、层内滞留、上盖层、储集层等组成。
迁移路径的分布对油气资源的分布和勘探开发起着重要的指导作用。
7. 聚集机制聚集机制是指油气在贮集层中逐渐聚集形成油气藏的过程和机制。
常见的聚集机制包括构造聚集、岩性聚集、断层聚集等。
第五章油气运移
烃源岩与储集层之间存在浓度差：
扩散作用 运移动力：浓度梯度
低浓度 低浓度
高浓度
运移方向：烃源岩
储集层
三、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)：
烷烃
C5 C6 C7 C10
D(cm2/s) 1.57 ×10-7 8.20 ×10-8 4.31 ×10-8 6.08 ×10-9
J为扩散速率， D为扩散系数， gradC为浓度梯度
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。
三、岩石的润湿性 （1）润湿性：
润湿作用是指固体表面的一种流体被另一种流体取 代的一种作用。 （流体附着固体的性质）
润湿角：
θ＝0：称完全润湿 θ>90：称不润湿
θ<90：称润湿
润湿流体：易附着在固体上的流体，又称为润湿相
非润湿流体：不易附着在固体的流体，又称非润湿相
（2）岩石的润湿性 ①水润湿的（water-wet）：
油水两相共存的孔隙系统中，如果水附着在岩 石孔隙表面，称水为润湿相，油为非润湿相， 这时称岩石为水润湿的或亲水的
r
（2）毛细管力的方向：从喉道向孔隙，从小孔隙向大孔隙
2. 浮力和重力
（1） 浮力的大小
浮力:物体（油）排开水的重量
Fb V w g
重力:物体(油）本身的重量
Fg V o g
油的上浮力:浮力和重力的合力
F V ( w o ) g
(2) 在浮力作用下油的运移方向
油气的运移与聚集
油气田的盖层或圈闭遭到破坏，油气逸散到地表。有
的则保存至今，成为能源生产基地。
1
3.2 油气的运移与聚集
盖层 储油层
圈闭
四大要素 生油层
保存
油气田的形成 三个过程 运移
聚集
2
3.2 油气的运移与聚集
一、 生油气层
• 通常把能够生成油气的岩石，称为烃源岩（或 称为生油气母岩），由烃源岩组成的地层为生 油气层。
15
3.2 油气的运移与聚集
三、 油气的盖层
图 生储盖层纵向分布示意图 因为生油层一般都是暗色的泥岩，经地层压力压实后 是很致密、不渗透的岩层，大多数是实际油藏中的好盖层。
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3.2 油气的运移与聚集
三、 油气的盖层
• 良好盖层具备的条件： • ①盖层要有一定的厚度，能承受地层巨
大的压力； • ②盖层的分布要稳定，防止储集层上方
下来的，它们可能是沙丘、海滩或沙漠，可能是珊瑚礁，也
可能是泥沙淤积的河流。这些沙子被掩埋后，受力被压缩，
沙粒结合在一起，最终被掩埋到地层深处，直到今天成为我
们发现石油的地方。
• 储集层出现在岩石中，在你我看来这种岩石似乎是实心的，
而事实上它具有非常微小的孔隙空间，这些微细孔隙正是石
油或气体郁积的地方。我们就是从这样的岩石中取出每天都
27
五、 油气运移 7. 构造运动力
28
五、 油气运移
3.2 油气的运移与聚集
促使油气运移的动力
• 8. 浮力
• 当油气进入饱含水的储集 层之后，由于油、气、水 的密度不同而发生重力分 异作用，即气轻上浮，水 重下沉，油居中间。这种 促使油、气、水发生分异 作用并使油气上浮的力， 即为浮力。
石油地质学-8. 油气的运移
Clq 2019/7/7
一、油气初次运移的温压条件和岩石介质孔渗性
• 油气初次运移的温度： 应与生成油气时温度相近，可能在50－250℃±。对应的深
度取决于地温梯度。 • 油气初次运移的动力：压力，主要受控于深度。 • 油气初次运移时岩石介质的孔渗性：
烃源岩，孔渗条件很差；需克服巨大的Pc。
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但是普遍认为，石油呈单独液相从生油岩中进行 初次运移是不大可能的。石油的初次运移应以高分散 烃相为主。只有在石油进行二次运移方以分相单独运 移为主。
关于石油以高分散游离相态从生油岩中向 外运移的理论已为实践所证实，而且可能是初 次运移的主要形式。
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第三节 油气的二次运移
在岩石学上，我们已知道，泥岩的压缩率很大，而 砂岩却较小，从而造成了泥岩中流体所处的压力较大， 而砂岩中流体的压力较小（理解时可先假设两岩层的流 体相互未流动运移）由此造成了二岩层之间的流体压力 差，从而使得生油岩中流体向储集层中运移。
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对于较薄的生油岩层，在上覆沉积物的均衡压实作 用下，油气运移的载体水在1000m左右时即被很快排出。
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第一节 概 述
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。 油气运移可以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，这叫做 油气聚集。也可以导致油气的分散，使油气藏消 失，此即油气藏被破坏。
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油气运移的证据
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流体运移方向为其受力减弱方向。 此外，构造运动造成地层倾斜，产生裂缝，沟通 岩石中各种孔隙，形成不整合风化带，为油气二次运 移创造了有利条件。
油气藏的形成过程石油生成-运移
油气藏特征
油气藏的储层特征
包括储层的岩性、物性、含油性、含气性等特征，以及储层的非均质 性和空间展布规律。
油气藏的流体特征
包括油、气、水的性质、组分、含量以及分布规律，以及油气的相态 特征。
油气藏的温度、压力特征
包括油气的温度、压力、压力梯度、温度梯度以及压力系统等特征。
油气藏的驱动类型与能量
根据油气的驱动类型和能量，可以将油气藏分为弹性驱动、水压驱动、 气压驱动和溶解气驱动等类型。
02 油气运移
初次运移
初次运移是指油气从源岩中排驱出来 后，在地下未成熟的沉积岩层中的运 移。
初次运移的油气量较小，但为后续的 再次运移和聚集成藏提供了物质基础。
初次运移过程中，油气会受到地层压 力、温度和孔渗性的影响，通过扩散、 渗滤和毛细管作用进行长距离的运移。
再次运移
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再次运移是指油气在经过初次运移后，在地下成 熟沉积岩层中的运移过程。
油气藏评价
油气藏的资源量评估
根据地质资料和地球物理勘探 资料，评估油气藏的资源量， 包括地质储量和可采储量。
油气藏的技术可采性评估
根据油气的开采难度和经济效 益等因素，评估油气藏的技术 可采性和经济可采性。
油气藏的开发方案设计与 优化
根据油气藏的特征和评估结果 ，设计开发方案，包括开发层 系选择、开发方式确定、井网 部署等，并进行优化。
油气藏形成过程的影响因素
地质因素
地壳运动、构造运动、岩浆活动等地质因素都会对油气藏的形成产 生影响。
气候因素
气候变化会影响植物的生长和腐烂，从而影响烃源岩的生成和油气 的形成。
时间因素
油气藏的形成是一个长期的过程，需要足够的时间来完成油气的生成、 运移和聚集。
油气运移的基本过程
油气运移的基本过程
石油和天然气是我们日常生活中不可或缺的能源资源，而它们从地下深处走向消费者手中的过程，涉及到复杂的生产、加工、运输等环节。
下面我们来探讨一下油气的基本运移过程。
首先，石油和天然气的开采是整个过程的第一步。
油气田一般分为陆上和海上两种，开采方式也有所不同。
在陆上油气田，通常通过钻探井直接开采；而海上油气田则需要借助平台设备进行开采。
开采后的油气会被送往生产加工厂进行初步处理。
接下来是加工环节，炼油厂和天然气处理厂负责将原油和天然气进行分离、净化和提纯。
其中，炼油厂通过精炼技术将原油中的各种组分分离出来，生产出汽油、柴油、煤油等不同产品；而天然气处理厂则主要用于去除天然气中的硫化氢、二氧化碳等有害成分，提高气体的纯度。
随后是运输环节，油气在加工后需要被运送到各地消费者手中。
目前，油气运输主要有管道运输、铁路运输和海上运输等方式。
其中，管道运输是最常见的方式，它具有输送量大、成本低、安全性高等优势。
而铁路运输和海上运输则适用于远距离运输和海外出口。
最后是分销和消费环节，经过运输后的油气产品将被分销到各个加油站、燃气公司等销售点，供消费者购买和使用。
在这个过程中，需要涉及到储存、分装、销售等环节，确保产品能够按时到达消费者手中，并得到合理利用。
总的来说，油气的运移过程是一个复杂而又精密的系统工程，需要各个环节之间的紧密配合和协调。
只有确保每个环节都能够顺畅运行，才能够保证油气资源的充分利用和有效输送。
希望通过对油气运移过程的了解，让大家对这一领域有更深入的认识和了解。
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。
油气运移
油气运移，是指油气在地下因自然因素所引起的位置迁移。
油气必须经过运移才能聚集成为油气藏，如今看来好象是一个勿需证明的简单道理。
但油气在地下是否存在运移也曾经有过争论。
比如，二十世纪四十年代，卡里茨基就积极主张石油原地生成说，即发现石油的地方就是石油生成的地方。
他认为砂岩中的石油是其所含的藻类所生成的；甚至认为正是因为砂岩中生成的石油起润滑作用，才导致背斜的形成。
油气运移是不能回避和否认的客观存在。
首先，油气是流体，可以流动是其自然属性；这是油气运移的客观基础和先决条件。
再说，有限的油（气）田范围内拥有巨大的油气储量，如科威特的布尔干油田的石油储量为107×108t；前苏联乌廉戈依气田的天然气储量为4.5×1012m3。
如此大量的油气聚集显然是分散的油气经过运移的结果。
其次，油气藏中油气水按比重分异，反映了地下油气运移的客观存在；地表渗出的油气苗则是地下油气经过运移的直观表现；还有，象墨西哥黄金巷油田的最高产油井初产日产量达37,140t；美国和加拿大的超巨型气井日喷气数千万立方米，最高纪录达77×108m3；这必是井筒周围产层中的油气向井中运移汇集的结果。
这是快速、急剧的油气运移，也是最现实的油气运移。
总之，油气运移的客观存在是不容置疑的。
油气运移是与油气成因紧密联系的。
无论是有机学派还是无机学派，都存在油气运移问题。
只是不同的油气成因理论对油气运移的方式、动力、途径等主张各异。
无机成因学派一般认为深大断裂是油气运移的主渠道；而有机学派则将连通的孔隙、裂缝、断层、不整合面视为油气运移的路径。
在有机学派中，早期成油说对晚期成油说的责难也主要在油气运移问题上。
按早期成油说的观点，油气形成时沉积物还尚未固结成岩石，仅靠随后上覆沉积物的压实作用即可实现油气运移。
而对晚期成油说来说，油气运移问题就不是那么简单。
本章主要讨论与油气成因的现代概念（晚期成油说）相联系油气运移机理。
4-4油气运移研究方法
馆上段
馆下段
油的运移路径
连续充注：
①首先油进入主断层（F1），并向上运移，充注其两侧的砂体A1、C1或C2； ②油在馆下段（B和D）的顶部发生侧向运移； ③侧向运移的油进入次级断层（F2），并向上运移，充注次级断层两侧的 砂体A2、A3或A4。
幕式充注：
①首先油充注主断层（F1）的下部和馆下段的（B、D）砂层。 ②沿主断层上升，并在馆下段（B和D）砂层侧向运移。 ③进入次级断层（F2），同时充注主断层和次级断层两侧砂体。
馆上段
馆下段
（5）石油密度、粘度降低。
从鸭儿峡向老君庙、 石油沟方向，原油 正烷烃主峰值逐渐 降低，C22以上与C23 以下的比值逐渐增 加，原油比重、粘 度、含蜡量逐渐变 低
酒泉盆地老君庙背斜带油气运移方向
天然气13C同位素的含量从隆起上向凹陷 方向(天然气来源的方向)变大，而在隆 起顶部(运移的前方)，其含量逐渐减小
双 喜 岭 高 垒 带 高 曙 升 光
三、四区
二、地球物理方法--利用压实曲线研究油气运移
分析泥质烃源岩的排烃深度（时期）、排烃方向，估算 排液量和地层压力
三、实验模拟方法
模拟排烃：砂泥岩层 模拟二次运移：连续充注、幕式充注， 运移通道
压实排液物理模拟
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验中人工泥岩的构成
为30%石英砂与70%粘土矿
四川泸州古隆起阳新统，嘉陵江组天然气13C含量分布图
运移过程中氧化作用占主导时， 沿运移方向：原油由轻变重，由稀变稠， 其它参数也呈有规律性的变化
表 4－5 辽河西部凹陷各油田原油性质数据(据石油工业部石油勘探开发研究院，1977) 粘度 部位 凹 陷 内 部 凹 陷 中 部 凹 陷 外 缘 油田 双台子 兴 隆 台 马圈子地区 兴隆台北部 曙 二 光 区 相对密度，d420 0.829 0.8420 0.8873 0.8597 0.8621 0.9461 0.9489 （50℃） ×10-3Pa·s 2.79 4.5 14.87 18.54 20.44 1598 258.7 （100℃） 凝固点 ℃ 24 15 -12 30 35 4 34 含蜡 % 6.7 4.197 5.54 10.23 13.33 3.96 6.58 7.25 19.92 3.85 （沥青质） 37.5 46.6 0.127 0.154 0.097 0.53 0.3449 胶质+沥青质 % 6.22 含硫 % 0.078 备注 双7井 马 50 井 兴 58 井 2-6-6 井 双 12 井 高3井 曙 13 井
油气运移
因此，油气运移贯 穿于油气藏的形成、 调整和破坏的整个 过程。研究油气运 移不仅具有理论意 义，而且具有重要 实际意义，搞清油 气运移的特点，对 油气勘探、开发都 有重要的指导意义。 1/56
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二、油气运移的基本方式 渗滤与扩散是油气运移的两种基本方式。但两者 的条件和效率不同。 1、渗滤
流体在孔隙介质中的流动称为渗滤，是一种机械 运动方式，流体在渗滤过程中遵守能量守恒定律，它 总是由机械能高的地方向机械能低的地方流动。油气 渗滤可以用达西定律来描述，即单位时间内液体通过 岩石的流量(Q)与通过岩石的截面积(S)、岩石的渗透 率(K)及液体压力差(P2-P1)成正比，而与液体的粘度 (μ)和液体通过岩石的长度(L)成反比：
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2、欠压实作用
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。 （1）由于欠压实泥岩孔隙中存在剩余压力， 它具有驱动孔隙流体向低剩余压力的方向运移的 潜势。 （2）特别是当欠压实程度进一步强化，孔隙 压力超过泥岩的承受强度，泥岩则会出现破裂， 形成微裂缝，结果超压流体会通过泥岩微裂缝涌 出，达到排液目的，随着流体排出，孔隙超压被 释放，泥岩回到正常压实状态。 21/56
Q＝[K· (P2-P1)]/(L·μ) S·
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2、扩散
石油地质-第四章-石油运移
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5章油气运移与聚集
(3)气溶油相
整体看，水溶相不重要！ 在烃源岩埋藏早期，生成少量低成熟油阶段，可 能起到一定作用。
水溶相运移存在的问题：
①石油在水中的溶解度很低 ； ②生油期烃源岩含水很少; ③无法形成商业性石油聚集； ④无法解释碳酸盐岩油气初次运移问题。
2.天然气初次运移相态
——两相界面张力，N/m；
r ——毛细管半径，m。
第一项：克服重力所做的功 第二项：克服膨胀力(压力)所做的功 第三项：克服毛细管力所做的功
gz
P
0
dp
p
2
cos
r
水势： w w gz p
油势：
o
＝ o gz
p
2
w / o cos
r
气势：
成熟-高 成熟阶段
动力
相态
压实作用 瞬时剩余压力
水溶相 游离相
异常高压
游离相 混相
通道
排烃 模式
孔隙
压实排 烃模式
微裂缝 微孔隙
异常高压微 裂缝幕式排 烃模式
过成熟阶段
扩散作用 异常高压
分子
微裂缝 扩散排 微孔隙 烃模式
五、烃源岩的有效排烃厚度
• 受排烃动力、运移通道的 渗透能力等地质条件的限 制，厚层烃源岩只有一定 厚度范围内才能发生完全 有效的排烃。
基准面1
gz p dp v2
o 2
水势：
w
gz
p
w
油势：
o
gz
p
o
气势：
g
p
gz
第5章 油气运移的动力学
dhw
hw x
dx
hw z
dz
设则油o 为等E势o面偏坡离度铅(垂dz线/dx的)=倾ta斜n角o ，：tano
dz dx
hw x
( w o hw ) w z
用油水界面的临界倾斜角 c， 判定油的运移是上倾或下倾：
tanc w dhw w o dx
o＞c 上倾 o＜c 下倾
放大系数≈1/(1-0.9)=10
水势面坡度
§5-3 毛细管势能及其对油气运聚的影响
一、油、气毛细管势及力场
石油的势：分散在微细岩石孔隙中的石油，其运移受毛细
管力（pc）的作用。任意点上液态石油的势为：
o
gZ
p
o
pc
o
天然气的势：假定密度仅是压力的函数，其势为：
二、油气流动方向及油（气）水界面坡度
1、油气运移的分异作用——以单斜地层（倾角θ）为例：
水流指向地层下倾方向→油、气力场Eo、Eg都偏离铅垂线依
次在Ew上方，Ew、Eo、Eg不共线
当Ew取某个数值范围时→Eo与 Eg可以分别在地层法线的两侧 油气上移至不渗透地层边界→
油折向下倾方向、气折向上倾方向 当Ew超出某数值范围时→油气可在同一方向向上或向下运移
o
gZ
p
o
Eo grado
g
1
o
w grad p
pr
g Z w Ew gradw
①Φo可由该点Z和Φw表示 ② Eo可由该点 g和 Ew表达
用水势Φw及其力场 Ew表示：
单位质量
o
w o
油气运移名词解释
油气运移名词解释
油气运输是指将石油和天然气从产地运送到加工厂、储存设施或终端用户的过程。
以下是一些与油气运输相关的名词解释：
1. 石油管道：一种用于油气运输的管道系统，将石油或天然气从产地输送到终端用户。
例如，中亚天然气管道将天然气从中亚地区输送到中国。
2. 液化天然气(LNG)：一种将天然气转化为液态形式以便于运输和储存的技术。
LNG通常通过船舶运输，然后在目的地重新气化供应给用户。
例如，卡塔尔是世界上最大的LNG出口国。
3. 邻近产区开发：在油气资源产区附近建立加工厂和储存设施，以减少长距离运输带来的成本和风险。
例如，阿联酋的阿布扎比、迪拜等地区是邻近产区开发的典型例子。
4. 输油船：一种专门用于运输原油或石油产品的船舶。
它们通常在海洋上运输石油，并通过码头或石油终端设施将其卸载。
例如，超大型原油船具有巨大的储油能力，可以一次性运输数百万桶原油。
这些解释提供了一些关于油气运输的基本概念以及相关术语。
如果您有特定的问题或需要更详细的解释，请告诉我。
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➢油气运移研究有望解决：油气怎样从源岩中排出；什 么时候排出；排出来多少；运移到什么地方；可能到 哪儿聚集以及可能聚集多少。——正是油气勘探和评 价中十分关键的问题。
四、油气发生运移的必要条件
有效应力σ和流体压力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。
Effective stress 有效应力 Fluid pressure 流体压力
二．异常流体压力
Abnormal fluid pressure 异常高压/地压/超压
Abnormal high pressure / Geopressure /Overpressure
石油与天然气地质学
第六章 石油与天然气的运移
Migration of Petroleum and Natural Gas
油气水：流体矿产
盖层： 阻止逸散
烃源岩： 生烃
储集岩： 储存和渗透
圈闭： 容留场所
聚集成藏
油气运移 （hydrocarbon migration）
本章内容
✓ 概述 ✓ 油气运移过程中的受力分析 ✓ 油气的初次运移 ✓ 油气的二次运移 ✓ 油气运移科研实例
1.068ຫໍສະໝຸດ 更为明显。1.035
•体系的开放/封闭：
1.012
•封隔性边界又往往是隔
热层。
3、黏土矿物的转化 •泥质岩中含有50%以上的黏土矿物，在成岩过程中，
黏土矿物将发生一系列变化，如蒙脱石S→伊利石I。 •S层间吸附水密度一般都高于自由孔隙水，故脱去单
位质量的水将引起体积膨胀，促进异常高压的形成。
§1 概述
一、概念
➢油气运移：油气在地下的流动，或在地下因自然因 素所引起的位置移动。
➢按油气运移所发生的场所可分为：初次运移和二次 运移。
➢初次运移：油气自生油层向储集层(运载层)中的运移。 ➢二次运移：油气进入储集层/运载层之后的一切运移。
初
初次运移与二次运移示意图 ——以古隆起背斜和地层尖灭油气藏为例
1、流体 2、动力条件 3、通道
§2 油气运移过程中的受力分析
一．地静压力 lithostatic pressure
某一深度地层在单位面积上所承 受的上覆岩石柱的压力(压强)：
地静压力随着上覆地层的增厚而 增大，它对下伏沉积物的作用主 要是促进了压实和固结作用。
泥岩的正常孔-深关系：
沉积物可分为两部分：颗粒骨架和孔隙中的水。
σ1
完全封闭→半封闭体系
σ1－δ
• 克拉2气田，在完全封闭条件下，构造挤压对超压的贡献不超过40～ 50%（王震亮等，2005）。
总 结： ① 各种成因机制对超压的形成所起的作用在不同的地 质条件下可以不同。如某种机制在某一个地方起主要作 用，在另一个地区则为次要因素；
② 在一个具体地区，对异常压力形成有贡献的因素也往 往不止一个。从整体上来看压实和排水不平衡机制意义 似乎更大些，是后四种机制所赖以形成的物质基础—— 封闭体系都可由它引起。
四．浮力 Buoyancy
因流体之间的密度差(ρw-ρo、ρw-ρg、ρo-ρg)所产生 的力。
单位面积上的水对石油的浮力为： F=(ρw-ρo)·g ·H
H－连续油相高度。连续油柱越高，浮力值就越大。
当地层倾斜时，油气上浮到储集层顶面时，将继续在 浮力作用下向上倾方向运移。
当有不溶于水的游离相油气 存在时，推动油气前进的水 动力应等于连片油气两端的 水压差。若油柱长度为L： P=L×dP/dl
含水层中水力对油柱的作用
(a)管子两端存在水头时，水可从另一端流出；静水状态。 (b)受隔水层围限的含水层，水势面为该含水层特定位置钻井内水可上升的水 位。
井内抽水引起的水位降低和“压降漏斗”
注水井与采油井分布 ——三角形开发井网
3.采出的石油中可以找到比储层时代老的孢粉 （由老的生油层→储层）；
4.生油岩多为细粒岩 石如泥岩、页岩， 而目前的产油层 多为粗粒的砂岩 等岩性（生→ 储）；
5.油藏中油气水按密 度分异，从上到 下分别为气、油、 水（层内运移结 果）。
三、油气运移研究的意义
➢K< Kmin，则排水不畅，形成欠压实。
欠压实（undercompaction）状态的特征
与正常压实段相比： • 孔隙度偏高，密度偏低； • 声波时差、中子孔隙度均偏高。 ——可作为超压的证据。
准噶尔盆地南缘独深1井泥岩综 合压实曲线
（王震亮等，2003）
2、水热增压
•石英的热膨胀率仅为水
的1/15，水的膨胀效应
南
里
海
盆
地
地
下
超
压
•三个地区
分 布
砂、泥岩压 力分布及差
异性明显
三．水力 Hydraulic pressure
含水层中的水在重力作用下由高势区流向低势区，水 从A侧进，从B侧出，其连线即为理论上的动水压面。
沿水流方向单位距离的压力降称压力梯度。当地层倾 角不大时，（P1-P2）/L≈（P1-P2）/l；故 dP/dL≈dP/dl。
异常低压 Subpressure /
Abnormal low pressure
异常高压的成因……
1、压实与排水的不平衡 ➢上覆负荷在孔隙流体和岩石骨架上作用力的分配
关系，决定着沉积物的压实状态。
➢对于每一具体岩石来说，都有一个维持其压实需求 与实际排水之间平衡的最小渗透率界限值Kmin，岩 石K与Kmin的大小关系，决定其压实状态。
primary migration 初次运移 secondary migration 二次运移 carrier rock 运载层
垂 向 运 移 与 侧 向 运 移
二、地下油气运移的证据
1.地表渗出的油气苗（说明从地下→地表运移）；
克拉玛依：黑油山 油泉
2.试（采）油时很小的井孔可以流出大量的油气 （说明至少在开采时是四面八方汇集的结果）；
蒙脱石脱水段（阴影区）与地下流体异常压力的关系（据Bruce,1984）
4．有机质的热解生烃 •天然气的大量生成，会给较为封闭的烃源岩系统产
生一个附加的气体压力。
•气态烃生成量越大，岩石体系越密闭，这一因素对 异常压力形成的贡献就越大。
5、构造挤压作用 •前陆盆地最为典型 •机理：“构造压实作用”