石油地质学第4章油气运移
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《石油地质学》石油与天然气的初次运移
第四章 石油和天然气的运移
正常压实作用
正常压实导致孔隙水排出，孔隙度减少，密度增加。 正常压实导致孔隙水排出，孔隙度减少，密度增加。 不同岩性压实特征不同： 不同岩性压实特征不同：
碳酸盐岩易发生固结 作用,压实作用影响少. 泥砂岩变化大，泥岩 在2000米内孔隙度变 化快。砂岩较稳定。
泥岩与砂岩压实特征
第四章 石油和天然气的运移
3、相态演变方式 油气初次运移的相态，决定于源岩的温度、 油气初次运移的相态，决定于源岩的温度、 压力、生烃量、孔隙度、 压力、生烃量、孔隙度、溶解度以及岩石的组 构等条件，也可以说是地下各种物理、 构等条件，也可以说是地下各种物理、化学因 素综合作用的结果。 素综合作用的结果。因此说油气初次运移的相 态并非唯一的和万能的。它主要是随源岩的埋 态并非唯一的和万能的。 深和有机质类型的变化而变化。 深和有机质类型的变化而变化。Barker和 和 Tissot提出不同埋深以不同方式进行运移的相 提出不同埋深以不同方式进行运移的相 态演变方式。 态演变方式。
压实作用、 压实作用、欠压实作用 、蒙脱石脱水、流 体热增压、渗析作用和其它作用 。
第四章 石油和天然气的运移
（一）压实作用 １、正常压实 在上覆沉积负荷作用下， 在上覆沉积负荷作用下，沉积物通过不断 排出孔隙流体，如果流体能够畅通地排出， 排出孔隙流体，如果流体能够畅通地排出，孔 隙度能随上覆负荷增加而作相应减小， 隙度能随上覆负荷增加而作相应减小，孔隙流 体压力基本保持静水压力， 体压力基本保持静水压力，则称为正常压实或 压实平衡状态(流体压力==静水压力 静水压力) 压实平衡状态(流体压力==静水压力)。
第四章 石油和天然气的运移
二、油气初次运移的动力因素
一般认为： 一般认为：油气从烃源岩排出的原因是由于烃源 岩中存在着——剩余流体压力。 剩余流体压力。 岩中存在着 剩余流体压力
第04章 油气运移
3、 轻烃扩散辅助运移模式
气体：短距离的扩散→最近输导层→其它方式到储层 短距离的扩散 致密的深层储层和 深层储层 流体高压地层：天然气扩散作用更重要 流体高压地层
六、排烃方向和烃源岩有效排烃厚度
——取决于剩余流体压力减小的方向 1、排烃方向
2、有效排烃厚度
约为28m(上、下距
储集层各 14m左右)
过厚块状泥岩：
中部易滞烃
阿尔及利亚储集层上覆页岩生油层中 烃类、胶质、沥青质含量分布（据 B.P.Tissot,1978)
•
控制排烃的因素分析
A、通常优先排出饱和烃，依次为芳烃、非烃。 B、同一族分中“轻端优先排出”。 C、正烷烃比异构烷烃优先排出。 D、生储层接触面积越大，排烃效率越高。 E、烃源岩单层不可过厚。
•新沉积物横向厚度均等时，压实流 体垂直向上流动。 •新沉积层横向厚度有变化时，压实 流体在垂向上由深部向浅部运移，在 横向上由较厚处向较薄处运移。
砂泥岩互层剖面中压实流体的运移方向
正常压实流体总体运移特征：☆
砂泥岩互层剖面:流体的运移方向是由页岩到
砂岩。
砂岩压实流体不能进入泥岩，只能在砂岩层
润湿相：易附着在岩石上的流体 润湿相： 非润湿相：不易附着在岩石上的流体。 非润湿相：
——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。
五、油气运移临界饱和度
油或气、水同时存在时，油或气相运移所需的最 小饱和度。
某相流体饱和度低于一定数值时，相对渗透率为0，不流动。 烃源岩中油相运移临界饱和度可小于10％，甚至可降到1％。
•静水压力梯度：上覆水柱增加单位高度时所增加的压 力。单位用Pa/m单位表示。静水压力梯度约为0. 1×105Pa/m.
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
石油天然气地质-4-3初次运移动力、通道及模式
• 当欠压实及其他作用产生旳孔隙压力超 出泥岩旳承受强度时，泥岩产生微裂缝， 超压流体经过泥岩微裂缝涌出，油气发 生首次运移；伴随流体排出，超压被释 放，泥岩回到正常压实状态。
12
2. 蒙脱石脱水作用
• 蒙脱石：膨胀性粘土，构造水多。 • 随埋深增长，构造水脱出，由蒙脱石转变为伊
利石； • 蒙脱石脱出旳水排挤孔隙原有旳流体，产生异
10μm
100μm
28
1. 较大旳孔隙与微层理面
有机质未成熟～低成熟阶段旳主要运移途径。 •较大孔隙：孔径不小于100nm——最主要旳排烃通 道。 •微层理面：层内沉积物垂向变化旳界面，渗透性 很好——烃类横向运移旳主要途径。
31
临界排烃饱和度值（1%-10%）和泥质盖层旳突破压力值均与 几％大微孔有关
39
微裂隙证据
东营凹陷烃源岩顺层微裂隙的发育情况一览表
井名
深度
辛7 辛 10 辛 13 辛 128
2934~3065 3135~3200 3082~3115 3026~3050
郝科 1 3000-3242
营 74 营 80 通2
坨 153
3090~3130 2965~3000 3090~3166 3471.8~3472.8 3494.2~3494.6 3543.8~3544.0 3652.2~3654.0
• 上覆沉积层不断增长——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。
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：
12
2. 蒙脱石脱水作用
• 蒙脱石：膨胀性粘土，构造水多。 • 随埋深增长，构造水脱出，由蒙脱石转变为伊
利石； • 蒙脱石脱出旳水排挤孔隙原有旳流体，产生异
10μm
100μm
28
1. 较大旳孔隙与微层理面
有机质未成熟～低成熟阶段旳主要运移途径。 •较大孔隙：孔径不小于100nm——最主要旳排烃通 道。 •微层理面：层内沉积物垂向变化旳界面，渗透性 很好——烃类横向运移旳主要途径。
31
临界排烃饱和度值（1%-10%）和泥质盖层旳突破压力值均与 几％大微孔有关
39
微裂隙证据
东营凹陷烃源岩顺层微裂隙的发育情况一览表
井名
深度
辛7 辛 10 辛 13 辛 128
2934~3065 3135~3200 3082~3115 3026~3050
郝科 1 3000-3242
营 74 营 80 通2
坨 153
3090~3130 2965~3000 3090~3166 3471.8~3472.8 3494.2~3494.6 3543.8~3544.0 3652.2~3654.0
• 上覆沉积层不断增长——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。
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：
第04章 油气运移与油气藏的形成(01)
因此，不同地区、不同岩性、不同深度情况下，
油气运移的相态不同。
★★
对于泥质烃源岩而言
● 低成熟阶段--埋深较浅，孔隙度较大，地层水较多， 生烃量较少，油气的初次运移以水溶相运移最有可能。 ● 生油高峰阶段--油气大量生成，
油气主要以游离相运移， 气体多溶于油中--呈油溶相运移。
● 生凝析气阶段--主要以气溶油相运移，气为载体。
必然排挤孔隙内原有流体， 从而起到排烃作用。
膨胀型粘土(蒙脱石)向非膨胀型粘 土(伊利石)转化曲线(据Schmidt,1978)
蒙脱石脱水与流体异常压力的关系 (据Bruce,1984)
该两口井的地层压力突变带均位于蒙脱石转化带内。
静岩压力--地壳中某一深度岩石所承受的铅直压力(上覆岩柱/土柱的压力); 地静压力--由上覆沉积物重量造成的压力。
三、油气初次运移的通道/途径 四、初次运移的主要时期及烃源岩有效排烃厚度
1、正常压实产生的剩余流体压力
压实作用是沉积物最重要的成岩作用之一。压实导致 孔隙水排出，孔隙度减少，岩石体密度增加。
● 某一地层中流体压力为静水压力时，称压实平衡。
● 接受新沉积，新的沉积负荷使孔隙体积进一步缩小， 在变化的瞬间，孔隙流体要承受部分上覆负荷压力，使 孔隙流体产生了超过静水压力的剩余压力。在剩余压力 作用下，孔隙内流体排出；
一、初次运移与二次运移 二、油气运移的基本方式 三、岩石的润湿性 四、地层压力、折算压力和测压面
一、初次运移与二次运移
初次运移--指油气从烃源 岩层向储集层或运载层排 出的过程。 ★★
二次运移--油气由烃源岩 进入储集层或运载层之后 的一切运移。 ★★
还有人把油 气藏被破坏后 的油气运移称 三次运移。
第4章油气运移 油气田开发地质学 中国石油大学 华东
3.断层：油气二次运移的良好通道
4.地层不整合面：油气二维侧向运移的运载层，是油
气二次运移的重要通道。
三、二次运移的通道和方向★★
二次运移的方向：控制二次运移方向的因素： 1.运载层：控制二次运移方向的基本因素
2.运载层及相关地层的构造起伏：向运载层倾斜斜
率最大的方向运移，构造脊线聚敛的上倾方向
3.封盖层的形态与分布：盖层是油气横向运移的重要条件
实作用、水（流体）热增压作用、粘土矿物脱水作用、 甲烷气（有机质生烃）作用。
渗析作用（盐度差）、胶结和重结晶作用、 扩散作用(浓度差)、毛细管压力(孔吼半径差) 作
用、构造应力作用
三、初次运移的通道★★★
1.较大的孔隙(>100nm)与微层理面：有机质
未熟-低熟阶段
2.构造裂缝与断层
3.微裂缝 <100μm,10-25μm:成熟-过成熟阶
第四章 油气运移
第一节 油气初次运移★★★★ 第二节 油气二次运移★★★★
第三节 圈闭和油气藏的概念及度量★★★★★ 第四节 油气藏形成的基本地质条件★★★★★
油气运移
石油或天然气在自然动力作用 下，在地壳内的任何流动。
初次运移
油气从生油层向储集层（或运 载层、输导层）中的运移。
二次运移
指油气进入储集层（或运载层、 输导层）后发生的一切运移。
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
（2）重力水流：
当储集层出露地表且与大气水相通时，由供水 区流到泄水区的水流。 方向：盆地边缘露头区→盆地内部
4.地层不整合面：油气二维侧向运移的运载层，是油
气二次运移的重要通道。
三、二次运移的通道和方向★★
二次运移的方向：控制二次运移方向的因素： 1.运载层：控制二次运移方向的基本因素
2.运载层及相关地层的构造起伏：向运载层倾斜斜
率最大的方向运移，构造脊线聚敛的上倾方向
3.封盖层的形态与分布：盖层是油气横向运移的重要条件
实作用、水（流体）热增压作用、粘土矿物脱水作用、 甲烷气（有机质生烃）作用。
渗析作用（盐度差）、胶结和重结晶作用、 扩散作用(浓度差)、毛细管压力(孔吼半径差) 作
用、构造应力作用
三、初次运移的通道★★★
1.较大的孔隙(>100nm)与微层理面：有机质
未熟-低熟阶段
2.构造裂缝与断层
3.微裂缝 <100μm,10-25μm:成熟-过成熟阶
第四章 油气运移
第一节 油气初次运移★★★★ 第二节 油气二次运移★★★★
第三节 圈闭和油气藏的概念及度量★★★★★ 第四节 油气藏形成的基本地质条件★★★★★
油气运移
石油或天然气在自然动力作用 下，在地壳内的任何流动。
初次运移
油气从生油层向储集层（或运 载层、输导层）中的运移。
二次运移
指油气进入储集层（或运载层、 输导层）后发生的一切运移。
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
（2）重力水流：
当储集层出露地表且与大气水相通时，由供水 区流到泄水区的水流。 方向：盆地边缘露头区→盆地内部
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。
《油气成藏机理》第四章 油气运移-1.初次运移
一、油气初次运移(一) 连续稳态初次运移模式(二) 泥/页岩天然水力破裂与幕式流体初次运移二、油气二次运移(一) 输导体系(二) 优势运移路径与油气富集/贫化机理1.区域性储集体输导层优势运移路径与油气富集与贫化机理2.超压盆地流体流动机制、流动样式与油气分布3.前陆冲断带超压流体主排放通道与油气富集4.断陷型盆地断裂活动与油气运聚与保存一、油气初次运移（一）连续稳态初次运移模式 油润性网络排烃 水溶相排烃 气溶相排烃（二）泥/页岩天然水力破裂与幕式流体初次运移 天然水力破裂机理 源岩幕式排烃模式稳态流体流动：在地形差异、压实作用和构造挤压等动力驱动下，地下流体通过孔隙、裂隙等空间的持续、缓慢渗流过程。
连续稳态初次运移：烃源岩中的超压流体通过孔隙和先存裂缝，以连续、缓慢的渗流方式从泥页岩中排出过程。
2、泥质烃源岩有机质丰度、类型及其产物非均质性有机质丰度：TOC<0.1%～30－40％(如某些碳质泥岩)有机质类型:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型产物非均质性：Ⅰ、Ⅱ型：以液态烃为主Ⅲ型：以气态烃为主3、运移相态(一)连续稳态初次运移模式（1）油润性网络－连续油相：在成岩作用晚期和深成作用早期，生烃作用开始，沥青和烃类向周围的孔隙渗入，在干酪根周围形成油润性网络(oil-wet network)，随着越来越多的干酪根转化为烃类，烃类的饱和度增大，在干酪根较丰富的部位形成连续的油相，原油的相对渗透率超过地层水，以独立烃相从源岩中排出(Durand, 1988; Tissot和Ungerer, 1990)。
运移通道：有效孔隙与先存裂隙运移过程：多相流体渗流运移关键：排烃饱和度门限：14－24％(一)连续稳态初次运移模式（2）水溶相——水相运移即油气溶于水中从源岩中排出，是石油地质学家早期提出的用来解释初次运移的主要机制(McAuliffe, 1978, 1980)。
水溶相运移的局限性：z生排烃阶段的水源？z烃类在水中的溶解度？z溶于水中的烃类如何出溶？莺歌海盆地琼东南盆地13-1-113-1-213-1-413-1-313-1-60 1 2 3 4 5KmGASBennC 6iC 6cC 6YACHENGE 3L 30 1 2KmYA1921 YA1311 YA1312 YA1314YINGHUANGE 3L +N1S 2MEISHANWEN o.1 FA U L T(一)连续稳态初次运移模式水溶相运移研究实例1琼东南盆地崖13－1气田莺歌海盆地琼东南盆地13-1-113-1-213-1-413-1-313-1-60 1 2 3 4 5Km0 25 50 75 1001 崖13-1气田2 2234 4 46北部湾盆地MSYC 5050752510025 75苯cC 6nC 6莺歌海盆地1 来源于莺歌海盆地的天然气可能主要呈水溶相运移(张泉兴等，1993)甲烷含量（％）乙烷含量（％）(b)(c)灯3段灯4段灯4段灯3段灯3段灯3段灯3段灯4段灯4段灯3段灯3段灯2段灯1段灯1段灯2段灯3段灯4段灯2段序号序号灯2段灯4段高科1井威远地区资阳地区说明:资阳自左向右依次为1-7井 威远自左向右为2、27、28 30、86、100、106、117井安平1井氦气含量（％）氮气含量（％）-资阳天然气氦气-氮气含量远Log（H S％）(b)2Log（CO ％）2资阳地区有机包裹体威远地区天然气资阳地区天然气威远地区有机包裹体安平1井天然气资阳天然气二氧化碳-硫化氢含量柴达木盆地北缘侏罗系煤系轻质原油塔里木盆地轮南正常原油幕式瞬态流动：超压流体通过地层水力破裂和/或先存裂隙/断裂的间歇性排放过程。
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。
石油地质学课件——第四章 石油和天然气的运移
连续烃相运移，还包括气溶于油和油溶于 气的情况。
大量天然气溶于石油可使石油密度减小， 粘度降低，极大地增加石油的流动性和运移能 力。在特定的温度和压力条件下，液态烃可溶 于气体之中，气体溶液运移需要数十倍于液相 的气体，因此一般只能发生在深处。
油气初次运移以连续的游离烃相为主。 目前大多数学 者原则上同意连续烃相运移的观点并作 了进一步的完善和发展。由原来的通过压实作 用实现排烃发展为——连续烃相通过微裂缝排烃。 这种观点又被称为混相运移，即游离的油（气） 相与水相同时渗流。
２、欠压实作用
欠压实现象：泥质岩在 压实过程中由于压实流体 排出受阻或来不及排出， 导致了孔隙流体承受了部 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。
欠压实带中存着 异常高压，其中 流体排出方向是 由欠压实中心向 周围排出。
欠压实异常高压，在油气生成、运移过程中起到重要 作用：
Dickey认为在压实时石油将 呈一种极细但连续的油丝运 移。Magara(1981）认为压 实中期是最有利于油相运移 的阶段。
关键问题：毛细管阻力和临界饱和度
润湿相——油气大量生成时以油润湿或 混相润湿为主，毛细管阻力较对较小。
临界含油饱和度——大量油气生成会 其降低。Dickey认为可低到10%，甚至 1%以下。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（Momper，1978）。
油气初次运移和二次运移示意图
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）
第04章 油气运移与油气藏的形成(02)
层之间通过断层沟通
3、生储盖组合评价--最佳组合型式
● 有利的生、储、盖组合--指烃源岩层中生成的丰富 油气能及时地运移到良好储集层中，同时盖层的质量 和厚度又能保证运移至储集层中的油气不会逸散--是 形成大油气藏的必备条件。
不同的生储盖组合，具有不同的输送油气的通道和 不同的输导能力，油气富集的条件就不同。
油气 可采储量
108t或m3
油541
油60
油53.4
特大 油气 田数 28个
8个
1个
1个 1个
特大油气田：储量＞50亿桶；大型油气田：储量＞5亿桶；1桶=158.988升=42加 仑
需要特别指出：有些盆地面积虽然较小，
但沉积岩厚度大，圈闭的有效容积大， 生油层总厚度大，油源丰富， →也可形成丰富的油气聚集。
● 泥岩中的砂岩透镜体、裂缝或溶蚀发育段储油。
2、生储盖组合的类型
⑵ 根据生储盖之间的连续性及空间配置关系分类
连续沉积的 生-储-盖层在时间上连续沉积，生
生 生储盖组合 油层、储集层直接接触。 储
盖
不整合型--生油层和储
组 合
不连续沉积
生、储、 盖层非连
集层为不整合面分隔
生储盖组合 续沉积
断层型--生油层和储集
圈闭--适合于油气聚集、形成油气藏的地质场所。
圈闭的组成--包括三部分：
储集层：圈闭的主体，为油气储存提供了空间； 盖层：储集层之上，阻止油气逸散的非渗透性岩层； 遮挡物：阻止油气继续侧向运移，构成聚集的屏障。
储集层--储集油气
盖层--阻止油气向上逸散
圈闭的组成
盖层本身弯曲变形
封 闭
遮挡物
封闭的断层 岩性变化； 水动力
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。
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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。
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第二节 初次运移
物质平衡计算: 根据已知油田的烃源岩的累计压实排水量和石油聚集量算出, 假如这些石油是以水溶相态运移并聚集起来的话, 则要求石油 的溶解度至少应该达到 1000-10000ppm.
因此, (分子)水溶相态不是石油初次运移的主要相态.
* 胶束溶液运移 有机质在生油的过程中会生成一些表面活性 物质, 如有机酸等, 其分子的一端为亲油的烃 链,另一端为亲水的极性基. 当其在水中达到一 定浓度时, 会形成分子聚集体(即胶束), 油被包 裹在胶束中呈胶束溶液运移.
第二节 初次运移 三、油气初次运移的通道、时期、距离 （一）通道---孔隙、微层理面、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。
x
存在垂向剩余压力梯度：
深 度
流体排出方向
老
dpL / dL (b0 w )g
沉 积
dpH / dH (b0 w )g
物
此外，还有横向剩余压力梯度：
dp / dx dpL dpH / x
(b0 w )g(L0 H 0 ) / x
第二节 初次运移
在砂-泥岩剖面中, 砂岩和泥岩都会经历压实排水的过程. 但由于泥质 沉积抗压性差, 其压实效应相对较强. 因此在压实作用下, 泥质烃源岩 中的流体将排向相邻的砂岩层中.
8.20×10-8 4.31×10-8 6.08×10-9
第二节 初次运移
轻正烷烃有效扩散系数与烃分子碳原子数的关系曲线图
（据D.Leythaeuser,1982,实测数据来自1980）
第二节 初次运移
（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。
- 在过成熟阶段, 存在的烃类几乎全为甲烷, 加之烃源岩中的可动水已 极少, 因此气相运移可能是唯一的运移方式
第二节 初次运移 3、油气初次运移的相态演化
第二节 初次运移
二、油气初次运移的动力和运移方向 （一）压实作用
- 厚度均等的新沉积物层的加载
b0
泥岩孔隙度
L0 新沉积物
剩余压力： dpL (b0 w )gdL
（据Price，1976）
• 温度<100℃时, 石油的 溶解度很低
• 温度>100℃后,溶解度 开始有较明显增大,但一 般也仅为几至数十ppm
• 即使在180℃的高温下, 溶解度也只有数十至数 百ppm
• 在更高温度下可望石 油的溶解度会有较快的 增加,但这样的高温已超 过了石油能稳定存在的 临界温度值
烷烃 D值（cm2/s） 烷烃 D值（cm2/s） 烷烃 D值（cm2/s）
CH4* C2H6* C3H8*
2.12×10-6 1.11×10-6 5.77×10-7
iC4H10 nC4H10 nC5H12
3.75×10-7 3.01×10-7 1.57×10-7
nC6H14 nC7H16 nC10H22
第二节 初次运移
（四）流体热增压作用
随着埋深加大、地层温度增加高：
流体受热膨胀 → 体积增大 → 层 内压力增高→流体运动 石英的热膨胀率为水的1/15 水的膨胀超过因颗粒膨胀造成的孔 隙体积膨胀 欠压实段烃源岩层： 水热增压现象较正常压实段更明显。 (含有更多的水)
方向：地温高处→地温低处
在三种地温梯度下，正常压力带 水的比容-深度关系图
• 随着生成油的数量不断增多, 在烃 源岩的孔隙中心形成连续的油相网 络(孔隙中心烃网络).
• 后续生成的油沿着这一烃网络以 油相排出烃源岩.
孔隙中心烃网络的形成 (据Barker，1979)
第二节 初次运移
• 气相运移:
- 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)或以生气为主的烃源岩 中 (Waples, 1985)
埋藏深度， m
0~1500
泥质烃源岩不同阶段的排烃动力
温度，℃
有机质演化阶段
油气初次运移动力
10~50
未熟
正常压实 渗析 扩散
1500~4000 4000~7000
50~150 150~250
成熟 高成熟—过成熟
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
第二节 初次运移
润湿接触角:从密度较大的流体一侧测量
润湿性（wettability）： 在有其它不混相流体存在的情况下, 一种流体扩展或附着于某一固体表 面上的趋势. (Craig, 1971)
通常根据润湿接触角的大小来判 断岩石的润湿性.
油
水
岩石表面
水湿
油湿
根据润湿接触角确定的油藏储层润湿性的分布
第Ⅰ阶段属早期脱水，由于压实使 粘土脱出大部分孔隙水和多于二层 的层间水；
第Ⅱ阶段由于温度升高，蒙脱石发 生无序崩解（所生成的伊利石以无 序方式散布于互层中），伴有一次 脱水高潮；
第Ⅲ阶段为有序崩解，又有一次脱 水高潮；
第Ⅳ阶段为剩余蒙脱石的有序崩解， 直至全部成为伊利石，但其速度是 极其缓慢，实际上已接近于停滞。
（据真柄钦次，1974）
第二节 初次运移 （五） 渗析作用 在渗析压力作用下流体会通过半透膜从盐 度低向盐度高的方向运移，直到浓度差消 失为止。
• 盐度差越大, 渗析压力越大
第二节 初次运移 砂页岩互层中页岩的孔隙度、流体压力及孔隙水含盐度分布
第二节 初次运移
（六）其他作用 1 构造应力作用 • 构造应力导致岩石形成断裂, 造成烃源岩层内泄压 和流体排出（图） • 岩石受力变形时, 构造应力会传递给孔隙流体
横向剩余压力相等
深
度
流
体
排
出
老
沉
积
压实作用
物
只存在垂向剩余压力梯度：
dpL / dL (b0 w )gL0 / L0
(b0 w )g
压实流体的流动方向为垂直向上
第二节 初次运移 - 横向厚度变化的楔状新沉积物层的加载
L0
b0
H 0 新沉积物
剩余压力： dpL (b0 w )gL0 dpH (b0 w )gH0
第四章 油气运移 (Petroleum Migration)
第一节 油气运移概述 油气运移：地下的石油和天然气在自然条件下发生的位置转移
一、油气运移在油气藏形成中的作用
有机质 沉积物
埋藏
烃源岩 干酪根
（原生油） 储集层
油气运移
油气运移
次生油气藏 油气运移
油气藏
油气运移与油气生成及油气藏的形成、破坏、再形成过程紧密相联系
2 毛细管力作用
烃源岩与储集层界面处，表现为动力
R
Pc 2 cos ( 1 1 )
r
3 固结和重结晶作用
rR
R
是碳酸盐岩烃源岩排烃的重要动力
4 扩散作用 在岩性致密、高压地层中对天然气运移有重要作用
岩石发生断裂, 造成地层泄压, 地层内 的流体沿断裂带他作用 1 构造应力作用 • 构造应力导致岩石形成断裂, 造成烃源岩层内泄压 (图) • 岩石受力变形时, 构造应力会传递给孔隙流体
问题: 表面活性物质数量太少; 胶束直径 过大; 如何“破胶”将油释放出来?
第二节 初次运移
气态烃 - 地表条件下在水中的溶解度相对较大，一般为几十ppm。 - 增大压力可使其溶解度显著提高
温压条件 甲烷溶解度
标准状况 约25ppm
900米深处 2500米深处 6100米深处 增大50倍 约增大100倍 约增大300倍
2．蒙脱石脱水作用 蒙脱石: 膨润性粘土矿物, 含大量孔隙水和结 构水. 在压实和热力作用下, 将排出其孔隙水 和部分结构水.
在烃源岩排液顺畅时, 由脱出水产生的压 力将推动油气运移;当排液不畅或受阻时, 促进异常高压形成。
第二节 初次运移
黏土成岩脱水的阶段划分
(据Perry and Hower,1972)
宏观上，压实流体运移方向为: 深部→浅部，盆地中心→盆地边缘
第二节 初次运移
（二）欠压实作用（Undercompaction） 欠压实现象：泥质岩类在压实的过程中, 由于其渗透率难以满足排液 速度的要求，孔隙流体不能正常排出，导致其孔隙流体压力高于相应 深度的静水压力，形成异常高压。这种现象称为欠压实现象。与欠压 实伴生的异常高压可驱使烃源岩中的油气排向相邻的储集层.
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和液态烃的不断生成,孔 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.
接触角(度)
碎屑岩油藏
水湿
0 – 75
13
中间润湿
75 – 105
2
油湿
105 –180
15
合计
30
(据Treiber, 1972; 转引自Anderson, 1986)
碳酸盐岩油藏 2 1 22 25
所有油藏 15 3 37 55
第一节 油气运移概述
三、油气运移研究的主要内容
• 油气运移的机理 － 促使油气运移的动力 － 油气在运移中所处的相态 － 油气运移所循的通道 － 油气运移的方向 － 油气运移的时期 － 油气运移的距离
欠压实特征： 1 孔隙度异常高