油气初次运移(2)
第四章 石油和天然气的运移
（三）油气初次运移相态的演变
低成熟阶段，水游 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
随埋深增加初次运移可能模式 （据B.P.Tissot，Welte，1978）
二、油气初次运移的动力和方向
（一）油气初次运移的动力
瞬时剩余流体压力 欠压实作用 蒙脱石脱水作用 流体热增压作用 有机质的生烃作用 渗析作用 毛细管力作用 扩散作用 重结晶作用
1.瞬时剩余压力
（1）剩余流体压力及其形成机理
v0 l0 φ0
压实作用
v lφ
矿物
流体 排出
水
水 矿物
——达到压实平衡状态
压实前
压实后
压实前后岩石体积的变化与流体的排出
v0(1-φ0)=v(1-φ) l0 (1-φ0)＝l (1-φ)
v0 / v ——压实前/后体积，m3 φ0 /φ ——压实前/后孔隙度，% l0 / l ——压实前/后厚度，m
地层压力：地下岩层孔隙流体的压力，又称地层流体压力或 孔隙流体压力。
P =ρw gh
单位：大气压(atm)或帕斯卡(Pa)；1atm＝101kPa。
异常孔隙压力：高于或低于静水压力值的地层压力。
Pf ＞ P H
PH
正常情况下： Pf ＞PH Pf ＞PH：异常高压，超压；
Pf
异常高压示意图
Pf ＜ PH：异常低压。
第四章 石油和天然气的运移
第一节 第二节 油气运移概述 油气初次运移
第三节
第四节
油气二次运移
油气运移的研究方法
第一节
一、油气运移概念及证据
油气运移概述
油气运移：地壳中的石油和天然气在各种天然因素作用下发生的移动。
名词解释
一、名词解释石油:(又称原油)(crude oil)：一种存在于地下岩石孔隙介质中的由各种碳氢化合物与杂质组成的，呈液态和稠态的油脂状天然可燃有机矿产。
石油的灰分：石油的元素组成除了碳、氢、氧、氮、硫以外，还含有几十种微量元素，石油中的微量元素就构成了石油的灰分。
组分组成：石油中的化合物对有机溶剂和吸附剂具有选择性溶解和吸附性能，选用不同有机溶剂和吸附剂，将石油分成若干部分，每一部分就是一个组分。
凝析气（凝析油）：当地下温度、压力超过临界条件后，由液态烃逆蒸发而形成的气体。
开采出来后，由于地表压力、温度较低，按照逆凝结规律而逆凝结为轻质油即凝析油。
固态气水合物：是在冰点附近的特殊温度和压力条件下由天然气分子和水分子结合而成的固态结晶化合物。
煤层气：煤层中所含的吸附和游离状态的天然气储集层:凡具有一定的连通孔隙，能使液体储存，并在其中渗滤的岩层，称为储集层。
绝对孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。
有效孔隙度:岩样中彼此连通的超毛细管孔隙和毛细管孔隙体积与岩石总体积的百分比。
绝对渗透率:单相液体充满岩石孔隙，液体不与岩石发生任何物理化学反应，测得的渗透率称为绝对渗透率。
有效渗透率:储集层中有多相流体共存时，岩石对每一单相流体的渗透率称该相流体的有效渗透率。
相对渗透率:对每一相流体局部饱和时的有效渗透率与全部饱和时的绝对渗透率之比值，称为该相流体的相对渗透率。
孔隙结构:指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布以及相互关系。
流体饱和度:油、气、水在储集岩孔隙中的含量分别占总孔隙体积的百分数称为油、气、水的饱和度。
油气圈闭:适于油气聚集，形成油气藏的场所叫闭圈。
其中聚集了油气的叫油气藏闭圈。
油气藏；是相当数量的油气在单一圈闭中的聚集，在一个油气藏内具有统一的压力系统和统一的油、气、水界面，是地壳中最基本的油气聚集单元构造圈闭（油气藏）:由于地壳运动使储集层顶面发生了变形或变位而形成的圈闭，称为构造圈闭. 在其中聚集了烃类之后就称为构造油气藏。
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！。
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。
名词解释及填空。一
，名词解释1，有效渗透率：当多相流体并存时，岩石对其中某一相流体的渗透率，称为岩石对该相流体的相渗透率，也成为有效渗透率。
2，圈闭：适合于油气聚集形成油气藏的场所。
圈闭必须具备三个基本要素：储集层，盖层，遮挡条件3，异常低地层压力：某一深度的底层压力明显小于该深度的静水压力4，输导体系：从烃源xx到圈闭的油气运移通道的组合5，油气田：受单一局部构造因素控制的，在同一面积内的油藏，气藏，油气藏的总和1，储集层：能够储存流体，并且能渗滤流体的岩层2，圈闭：适合于油气聚集形成油气藏的场所。
必须具三要素：储集层，盖层，遮挡条件3，油气聚集带：同一个二级构造带中，互有成因联系的，油气聚集条件相似的以系列油气田的总和4，相渗透率：当多相流体并存时，岩石对其中某一相流体的渗透率，称为岩石对该相流体的相渗透率5，干酪根：沉积岩中所有不溶于非氧化性酸，碱和非极性有机溶剂的有机质1、石油：一种存在于地下岩石孔隙介质中的由各种碳氧化合物与杂质组成的，呈液态和稠态的油脂状天然可燃有机矿产。
2、门限温度：随着埋藏深度的增加，当温度升高到一定数值，有机质才开始大量转化为石油，这个温度界限称门限温度。
3、相渗透率：储集层中有多相流体共存时，岩石对每一单相流体的渗透率称该相流体的有效渗透率。
4、地层圈闭：主要是由于储集层岩性发生了横向变化或者是由于储集层的连续性发生中断而形成的圈闭。
5、油气二次运移：是指油气脱离生油岩后，在孔隙度、渗透率较大的储集层中或大的断裂、不整合面中的传导过程，它包括聚集起来的油气由于外界条件的变化而引起的再次运移。
6、油气聚集：油气在储层中由高势区向低势区运移的过程中遇到圈闭时，进入其中的油气就不能继续运移，而聚集起来形成油气藏的过程，称为油气聚集。
7、二级构造单元：盆地中由一系列相似的单一构造所组成的构造带称为盆地中的二级构造单元。
8、CPI值：称碳优势指数，是指原油或烃源岩可溶有机质中奇数碳正构烷烃和偶数碳正构烷烃的比值。
第3章油气藏
－ 在石油大量生成的温度范围内，升高温度对其溶解度的提高只有十分有 限的作用
• 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 两种全石油（1，5）和四种拔顶石油（6，3，2，4） 在水中溶解度随温度的变化(拔顶温度为200℃) （据Price，1976）
•油气以溶解 状态进入储层: 随温度/压力的降低, 油气将从水中分离出来, 进 而以游离相态进行运移。
综上, 油气以游离相态(或最终要转变成游离 相态)进行二次运移
油气在储集层中向上倾方向运移的一般模式图
(据Hobson,1975重绘)
㈡ 油气二次运移的主要作用力 浮力: 动力 水动力: 动力 或 阻力 毛细管力: 阻力 1 浮力
注意：油气初次运移取决于烃 源岩的岩石类型、组构特点、
地层温度和压力、埋藏深度、
孔隙度大小和孔隙水多少、有 机质类型及生烃量和生烃性质
等多因素，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。
㈡油气初次运移的动力和方向 1 . 压实作用（重要动力）
- 厚度均等的新沉积物层的加载
b0
强度，产生垂直微裂缝。 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。
3.运移距离
取决于烃源岩和储集层的接触关系、输导能力。 烃源岩靠近储集层15米左右。 烃源岩的单层厚度并非越厚越好；存在排烃效率最佳的厚度。 烃源岩单层厚度为10--20米（<30m），砂泥岩互层条件下，排 烃效率最好
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
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。
油气成藏过程研究文献综述
0 前言油气藏的形成过程研究及油气分布规律，是石油地质学理论的重点内容之一。
为了预测有利勘探区，提高选择勘探目标的精确性和效率，必须弄清油气分布规律，弄清油气分布规律必须分析油气成藏的全部过程和根本机理。
因此，自石油工业诞生以来，油气成藏机理研究一直是广大石油地质工作者极为关注的问题，也是长期以来困扰石油地质学界的一大难题。
油气成藏过程包括油气的生成、运移、聚集以及保存和破坏各个环节。
因此，分析油气成藏过程，总结油气成藏机理，建立油气成藏定量模式，对于推动石油地质理论的发展，有效解决当前油气勘探中的一些难题，提高油气藏定量评价和预测及石油工业的增储上产具有非常重要的意义。
1 油气成藏过程研究的历史发展阶段自石油工业产生以来，油气成藏机理一直是石油地质学家极为关注的问题，其研究大致经历了三个发展阶段。
1.1 第一阶段（19世纪末-20世纪50年代初）以沿背斜褶皱带分布油气藏的背斜说或重力说为代表，为油气成藏机理研究的初始阶段，主要研究成果有：（1）在1861年怀特提出的早期背斜学说基础上，通过大量的石油勘探实践和理论研究，建立了比较完善的油气藏形成的背斜学说。
在“背斜圈闭理论”基础上，人们又提出了“非背斜圈闭理论”，进行了早期的石油圈闭分类，分析了油气藏形成的具体地质条件（怀特，1861）。
（2）通过烃类运移和聚集的流体动力学研究，建立了浮力、水动力和毛细管力为成藏过程中油气运移和聚集的主要控制因素，提出了流体势的概念，并根据流体势分布断地下油、气和水的运动方向，解决油气运移和油气成藏问题（Hubbert，1953），将油气成藏过程作为动力学过程，从而使油气成藏研究建立在科学的基础上。
（3）随着国内外石油勘探的广泛开展，证实了陆相成油理论，促使地质学家从更广泛的角度考虑石油的生成和聚集，研究油气成藏机理。
1.2 第二阶段（50年代中期-70年代末）本阶段是在油气藏形成的基本条件和形成过程的分析的基础上，全面地研究了油气成藏机理，主要表现在：（1）有机地球化学在烃类生成、成熟和初次运移研究中发挥着重要的作用，确定了有机质类型、丰度、演化，对成烃和排烃进行了系统的评价（Tissot等，1978；Durand，1980）。
油田开发地质学综合复习资料
油田开发地质学》综合复习资料一，名词解释1.油气田：指受构造或地层因素掌握的，同一产油面积上的油气藏总和。
2.干酪根：沉积岩中分散的不溶于一般有机溶剂的沉积有机质。
3.特别地层压力：通常我们把偏离静水柱压力的地层空隙流体压力称为特别地层压力。
4.油气初次运移：石油和自然气自生油层向储集层的运移，称为油气初次运移.5.油层有效厚度：指储集层中具有工业产油力量的那局部厚度。
6.石油：是由各种碳氢化合物和少量杂质组成的存在于地下岩石空隙中的液态可燃有机矿产，是成分格外简单的自然有机化合物的混合物。
7.断点组合：把单井的断点联系起来争论整条断层特征的工作称为断点组合。
8.储集单元：一个储集层为一个储集单元。
9.空隙构造：指岩石当中空隙与连通它的喉道所组成的简单的孔喉网络的外形，大小，孔喉配置关系及分布状况。
10.压力梯度：指每增加单位高度所增加的压力。
11.地温级度：地温每增高一度时深度的增加值。
12.可采储量：在现有的经济技术条件下可以采出来的石油储量。
13.自然气：指在地下岩层中存在的，以烃类为主的气体。
14.圈闭：指储集层中能够阻挡油气运移，并使油气聚拢的一种场所。
15.探明储量：是在油气田钻探阶段完成或根本完成后计算的储量，并在现代技术和经济条件下可供给开采并能获得社会经济效益的牢靠储量。
16.油气聚拢带：指受背斜带等同一个二级构造单元掌握的，具有相像地质构造特征和油气聚拢条件的一系列油气田的总和。
17.生油岩：凡能生成并供给具有工业价值的石油和自然气的岩石，称为生油岩。
18.储集层：由储集岩构成的地层称为储集层。
19.空隙构造：指岩石当中空隙与连通它的喉道所组成的简单的孔喉网络的外形，大小，孔喉配置关系及分布状况。
20.标准层：作为划分和比照层位用的特征明显而稳定的地层。
21.地质储量：地下油层中石油的实际储量。
22.折算压力：折算压头产生的压力。
23.油气藏：是地壳中油气聚拢的最根本单位，是油气在单一圈闭内，具有独立压力系统和统一的油水界面的根本聚拢。
油气田开发地质学考试必备名词解释
一、名词解释1.烃源岩：能够生成石油天然气的岩石（或生油气母岩）。
2.盖层：覆盖在储集层之上能够阻止油气向上运动的细粒、致密岩层称为盖层。
3.岩性标准层：是指且有岩石特征明显、岩性稳定、厚度大小、分布广泛等区域性对比标志的岩层。
4.沉积旋回：（或称韵律）是指垂直地层剖面上具相似性的岩石有地重复出现。
5、地温梯度：在地表上层（深约20～130m）之下，地温随埋臧深度而有规律的增加，现将尝试每增加100m所升高的温度，称为地温梯度。
6、含油气盆地：在某一地质历史时期内，地壳上那些曾经稳定下沉，并接受了巨厚沉积物的统一沉降区称为沉积盆地。
在沉积盆地中，如果发现了且有工业价值的油气田，这种沉积盆地就可视为含油气盆地。
7、油气藏：在地下岩层的运移过程中，当岩石的物理性质和几何形态阻止油气进一步运移时，油气就会在圈闭中聚集起来，形成油气藏。
8、异常地层压力：在正常压实条件下，作用于隙流体内的压力即为静水柱的压力。
但是由于许多因素的影响，作用于地层孔隙流体的压力很少等于静水压力。
通常，我们把偏离静水压力的地层孔隙流体压力称之为异常地层压力，或称为压力异常。
9、岩心收获率：是表示岩心录井资料可靠程度和钻井工艺水平的一项重要技术指标。
10、断点组合：：在相同方向的测线上，断点性质，落差及断层面产状应该基本一致或有规律地变化。
同一断层，其所断开的地质层位应该相同或沿某一方向有规律地变化；同一断层沿走向方向各区段的断距相近或有规律地变化。
同一断块内地层的产状变化应有一定的规律；区域大断裂其走向与区域构造走向一致11圈闭：指储集层中能够阻止油气运移，并使油气聚集、形成油气藏的一各场所。
12、石油：是储存于地下岩石空隙（孔、洞、缝）中的、天然生成的、以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。
13、油气田：指受单一局构造、地层岩性因素所控制的同一面积内的油臧、气臧、油气臧的总和。
如果在这个受某一局部或地层性因素控制的范围内只有油臧，称为油田；只有气臧，称为气田。
石油与天然气地质学 石油与天然气运移
（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。
(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：
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。
石油和天然气的运移
高地温区 低地温区 深 浅 盆地中心 盆地边缘
3.粘土矿物的脱水作用
蒙脱石 失去热结力合水伊利石自由水水载V体（压运力移）
4.甲烷气的作用（有机质的生烃作用）
有机质向烃类转化过程中，伴随有CH4等烃类产生
提供动力和通道：异常高压 产生微裂缝； 提供载体： 促使烃类增溶，与水一起运移出生油层
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。
❖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地层压力的增加而减小，导致孔 隙流体承担了部分上覆地层压力，出现孔隙流体压力高于其 相应的静水压力的现象。
欠压实带中异常高压驱动油气水——欠压实中心向上下排出
2.水热增压作用
—温度对流体运移的影响
H，T，泥岩中的 流体体积膨胀，P，促 使烃类初次运移。
一、油气的初次运移 （一）油气初次运移的物理状态
石油游离相
为主分连散续状状
水溶相（少量）
水溶相 天 然 气 油 溶 相
游离相
（二）油气初次运移的动力***
1、压实作用
——生成油气的沉积物质在上覆沉积负荷作用下， 导致孔隙缩小，流体不断被排出的作用。
❖正常压实：
——在压实过程中，岩石孔隙体积随上覆重力负荷（S）的 增加而相应减小，沉积物密度增大，流体相应排出，此时 孔隙流体基本保持静水压力的现象，即地层压力≈静水压力
4.距离：Tissot研究结果，有效排烃厚度28米。
二、油气的二次运移
（一）油气二次运移的物理相态
运移环境：运移通道粗，多样，毛细管阻力小。
油——游离相（连续的油珠或油条）为主。 气——游离气相为主、可呈溶解相。
4.2.1 初次运移的相态
第四章石油和天然气的运移4.2.1 油气初次运移的相态●油气初次运移的相态：油气在地下发生初次运移时的物理状态。
●初次运移可能的相态：水溶相；游离相（油相、气相、油溶相、气溶相）扩散相●油气初次运移相态影响因素：烃源岩的温度、压力、生烃量、孔隙度、溶解度、岩石组构、岩石润湿性、流体的性质和数量等。
●油气初次运移相态的石油地质意义：不同运移相态会具有不同的流动类型和不同的运移方式，从而影响排烃效率。
（1）水溶相●水溶相：石油或天然气溶解在水中呈真溶液或胶体溶液进行初次运移。
●水溶相运移的优势：水在亲水烃源岩中呈单相流动时只存在分子之间的内摩擦阻力而不存在毛细管阻力。
●水溶相运移存在的问题：油气在水中的溶解度问题及相关地球化学方面的问题水的来源问题碳酸盐岩烃源岩的水溶相问题（2）游离相（1）油相：石油呈分散或连续状的游离相态。
（2）气相：天然气呈游离相态。
（3）油溶相：天然气溶于石油，以油相运移（油溶气相）。
（4）气溶相：石油溶于天然气，以气相运移（气溶油相）。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）●游离相运移的优势及证据：无水溶解度的要求，无水源和水量的要求，无出溶条件限制； 能在数量上满足物质平衡要求；在烃源岩孔隙或裂隙中可以看到游离相的石油在厚层烃源岩剖面中可测定出色层效应。
阿尔及利亚储集层上覆页岩生油层中烃类、胶质、沥青质含量分布图（据B.P.Tissot，1971）●油相运移存在的问题：毛细管阻力问题；连续油相运移的临界饱和度问题•Okui 和Waples(1993)：油相的临界饱和度可以很低（＜5%），最大相对渗透率也很低（＜0.25）。
•Dickey(1940) ：烃源岩中有许多内表面是油润湿的，临界运移饱和度可以小于10%，甚至低到1%。
（一般认为＜5%。
）泥质烃源岩的油—水相对渗透率曲线（据Okui 和Waples ，1993） K ro =0.25 S o ＜5%（3）扩散相扩散作用物质分子由高浓度区向低浓度区的运动。
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
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）
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二、油气初次运移的主要动力
④流体热增压作用 ❖任何流体都具有热胀冷缩的性质 ❖在封闭的条件下，孔隙流体的热 膨胀，必然造成孔隙压力的增加
L点(已封闭)： 压力30MPa 增加（1000m，25℃） 沿等容线增加压力
M点(已封闭)： 压力72MPa ❖热增压是异常高压形成的重要因素
（据Baker,1978）
二、油气初次运移的主要动力
增压作用的相互关系 孔隙流体压力的变化遵循状态方程
P=f (V,T,n)
压实作用:上覆压力,作用在孔 隙空间的外部,趋于使孔隙变小 蒙脱石脱水/生烃/流体热膨胀: 作用在孔隙空间的内部,趋于使 流体体积增大、孔隙变大
从盆地中心向盆地边缘运移
③砂泥互层：从泥岩→砂岩 ④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。
二、油气初次运移的主要动力
正常 压实 阶 段 欠压实阶 段
二、油气初次运移的主要动力 2.烃源岩内部的异常高压
0 0
（1）沉积盆地异常高压十分普遍
1000
2000
压实作用
蒙脱石脱水
流
生
体 热
烃增
增
压
压
欠压实现象
蒙脱石转化为伊利石后： 伊利石不含层间水 层间水转化为自由水后
体积发生膨胀形成异常高压
二、油气初次运移的主要动力
②蒙脱石脱水作用
美国德克萨斯州两口井蒙脱石脱水带与异常高压带的关系（Bruce,1984)
二、油气初次运移的主要动力
③有机质的生烃作用
❖干酪根演化生成液态烃和气态烃 ❖产物体积比干酪根体积多2－3倍
形成瞬时剩余压力 孔隙流体排出 ③沉积物恢复压实平衡状态
①
②
③
①
颗粒＋流体
二、油气初次运移的主要动力
新沉积物的沉积
新沉积物的沉积
压实平衡状态
欠平衡状态
压实平衡状态
静水压力
瞬时剩余压力
静水压力
流体排出
压实平衡状态与欠平衡状态的交替和循环
二、油气初次运移的主要动力
（2）压实流体排出方向
①沉积物等厚，垂向运移 ②楔状沉积物，从厚处向薄处运移，
3000
4000
5000
深度(m)
预测压力(MPa)
30
60
90
120
测井资料预测地层压力 地震资料预测地层压力 静水压力趋势线
常压带
第一超压带 第一压力过渡带
第二超压带(П1)
第二超压带(П2) 第二压力过渡带
第三超压带
二、油气初次运移的主要动力
（2）烃源岩（泥岩）异常高压的成因 ①垂向载荷与欠压实现象
石油地质学
第五章 石油和天然气的运移
第二节 油气初次运移 （2）
二、油气初次运移的主要动力
1.压实作用产生的瞬时剩余压力 （1）压实流体排出机理
有效应力定律：
S P
①压实平衡状态（正常压实状态） 岩来自骨架颗粒达到紧密接触 孔隙压力为静水压力 无孔隙流体排出
颗粒＋流体
二、油气初次运移的主要动力
②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，
泥岩的欠压实现象
欠压实是多种地质作用的综合反映
二、油气初次运移的主要动力
②蒙脱石脱水作用 ❖蒙脱石向伊利石的转化是地质过程的一种普遍现象
蒙脱石的特点： (Al,Mg)2[Si4O10](OH2)•nH2O 蒙脱石含有层间水 2－4个水分子层 层间水具有较高的密度
二、油气初次运移的主要动力
②蒙脱石脱水作用 ❖蒙脱石向伊利石发生转化是地质过程的一种普遍现象
由于泥岩孔渗性降低，导致孔隙 流体不能及时排出， 泥岩孔隙体积不能随上覆负荷的 增加而有效地减小， 从而使泥岩孔隙流体承担了一 部分上覆颗粒的重量，
出现泥岩孔隙度高于正常压实泥 岩的孔隙度、孔隙流体压力高于 正常静水压力的现象，
称为欠压实现象
二、油气初次运移的主要动力
垂向载荷的作用：
①使泥岩顶底面附近孔渗性降低， 造成泥岩层的封闭 ②使地层发生压缩，