石油地质学 第六章 石油与天然气运移第1,2节

但如果为非生油层时，它只能成为最好的压力封闭盖层。
压实沉积物的孔隙度随深度加大而减小，一般情况下 孔隙度与深度之间呈指数关系，即：
Ф ＝Ф0e-CZ 式中：Ф 为深度Z处的岩石孔隙度； Ф0为沉积物在地 表的原始孔隙度；e为自然对数底；C为因次常数，代 表正常压实趋势的斜率。
（3）蒙脱石脱水
蒙脱石是一种膨胀性粘土，结构水较多，一般含有四 个或四个以上的水分子层，按体积计算，这些水可占 整个矿物的50%，按重量计可占22%。这些结构水在 压实作用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要排挤孔隙原有的流体，起到排 烃的作用。
蒙脱石在脱水过程中转变为伊利石再向绿泥石转化， 这一过程跟温度压力有关，其含量随深度加大而不断 减少，其转化率增加较快的深度大约是3200m。在泥 岩排液困难的情况下，蒙脱石的脱水作用可加大异常 孔隙流体超压。
（4）有机质的生烃作用
干酪根成熟后可生成大量油气（包括水）。这些油气 （包括水）的体积大大超过原干酪根本身的体积，这 些不断新生的流体进入孔隙后，必然不断排挤孔隙已 存在的流体，驱替原有流体向外排出。流体排出不畅 时，也会增加流体超压。
胶体溶液的分散粒子不是单分子，而是有机酸(R桟 OOH)分子聚合体，它们的分子一端有亲油的烃链，另 一端有亲水的极性键，极性端因亲水而向外，非极性 端因亲油而向内，在胶束中心的亲油部分就可以增溶 一部分烃类，以起到对烃增溶的作用，主要代表 Baker(1959)、Cordel(1973)。
（三）.初次运移的阻力
（1）分子间的吸着力 油气分子与烃源岩矿物表面分子间的吸着力包括吸收、 化学吸收和物理吸附三个层次上的分子作用力。 （2）毛细管阻力 除去吸着的烃类以外，进入孔隙空间中的烃类要以游 离相进行初次运移还必须克服巨大的毛细管阻力。 若以烃源岩微孔孔径为10～50nm计算，其毛细管阻力 为12～2.4MPa。 （3）油气的浮力
砂页岩互层的层序
由于泥质沉积物和砂质沉积物的原始结构不同， 其抗压性能也不同，在压实过程中泥岩孔隙度丧失得 快，说明在相同负荷下泥岩比砂岩排出流体多，所产 生的瞬时剩余流体压力比砂岩大，因此流体运移的方 向是由页岩到砂岩。在砂、泥岩互层的情况下，泥岩 中流体的运移方向既有向上的也有向下的，总是指向 砂岩，砂岩中的压实流体只能与所排入的压实流体一 起沿砂层做侧向运移。
（1）欠压实使孔隙流体的排出受到不同程度的延缓，如果流 体的排出正好被推迟到主要生油时期，则将对油气初次运移起到 积极作用。
（2）欠压实还使更多的水较长时期处于高压下，这有利于促 进有机质的热成熟，也有利于油气在水中的溶解。
（3）欠压实地层中流体的异常高压是驱使油气进行初次运移 的潜在动力，这种异常高压远远超过一般正常压实地层的剩余压 力，因此在多相流体运移过程中，它可以推动油气去克服毛细管 阻力，而且还有可能进一步使岩层产生微裂隙，给油气运移创造 更好的条件。
（六）渗析作用 渗析作用是指在渗透压差作用下流体会通过半透膜从 盐度低向盐度高方向运移，直到浓度差消失为止 。
渗析作用示意图
（七）其它作用
油气初次运移的动力还有构造应力、毛细管压力，扩 散作用、碳酸盐固结和重结晶作用等。
（二）、初次运移的途径
油气初次运移的主要途径有孔隙、微层理面和微裂 缝。在未熟—低熟阶段，运移的途径主要是孔隙和微 层理面但在成熟—过成熟阶段油气运移途径主要是微 裂缝。
（四）初次运移的相态及演变
初次运移的相态是指油气在地下发生运移时的物理相 态，是整个初次运移研究中的一个核心问题，也是一 个很有争论的问题。 石油初次运移的相态主要有：水溶相、连续油相、气 溶相和扩散相。 天然气初次运移的相态主要有：水溶液即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(1903)、 Lewis(1924)、Baker(1960)、McAuliffe(1963～1978)、 Price(1976～1989)等。
排液方向
均一泥岩的层序 剩余压力的大小:
El=（ρbo-ρw）glo 一般来讲，深部沉积物 的剩余流体压力大于浅 处的剩余流体压力，在 均一岩性的层序里流体 一般是向上运移排出的
如果新沉积物的厚度在横向上有变化，那么由上式不难看 出水平剩余流体压力梯度远远小于垂向上的剩余流体压力梯 度，往往只是1/200～1/20，因此，大部分流体沿垂直方向 向上运移，只有很少一部分流体沿水平方向运移。
(2)欠压实
查普曼（Chapman，1972）指出，泥岩正常压实排水的主要 时期和油气大量生成在时间上的矛盾，使通过正常压实水流载出 的油气可能是有限的，但可以通过欠压实作用得到调节。对于较 厚的泥岩，由于传导能力的限制，以致在负荷压力下内部的流体 不能及时排出，于是造成欠压实，产生异常高压，在油气生成、 运移过程中起到很好的作用：
第六章 石油与天然气运移
第二节 油气初次运移
初次运移：是指生油层中生成的石油和天然气，从生 油层向储集层(或输导层)中的运移。是油气脱离烃源 岩的过程，又称为排烃。
一、初次运移的介质条件
（一）油气初次运移的动力 1.烃源岩的压实 压实作用：随着上覆车技负荷的不断增加，下伏先期 沉积物逐渐被压实的现象。 欠压实作用：泥质岩类在压实过程中，由于压实流体 排出受阻或未及时排出，泥岩得不到正常压实，导致 孔隙流体承受了部分上覆地层的静压力（或沉积负 荷），出现孔隙压力高于其相应的静水柱压力的现象。
因此，烃源岩生烃过程也孕育了排烃的动力。由此也 可推断，石油的生成与运移是一个必然的连续过程。
（5）流体热增压
当泥岩埋藏比较深，地层温度增加，流体发生膨 胀，增大剩余压力，促进流体流动。水随温度增加， 体积也会发生膨胀，产生水热增压作用。
一般说随埋藏深度加大，地温梯度增大，水的比容 增大。水的这种膨胀作用促使地下流体的运移，当然 也助于烃类的运移。 此外，烃源岩在演化过程中有新流体的生成，如H2O、 油和烃类进入孔隙中必然会加大热增压现象。