4 3油气二次运移解析

（二） 二次运移的动力
1、浮力
在地层水环境中，由于油、气、水存在密度差， 因此游离相的油、气将受到浮力的作用，其大小可 用阿基米德定律求得：
F浮力＝ V（ρw－ρo)g 式中： V——油相体积；
ρw、ρo——水、油的密度； g ——重力加速度
浮力大于毛细管阻力，油气才能运移： V（ρw－ρo)g > 2σ(1/r t－1/rp)
运载层中油气在静水条件下的二次运移
2、水动力
（1）水动力类型：
?压实水动力：水流从盆地中心向边缘 ?重力水动力：水流从盆地边缘露头区向盆地内部
?水流动方向与油气浮力方向一致：水动力为动力， 反之为阻力。
?压实水动力：
主要来自于盆地内沉积物的压实排水，出现在盆地早 期的持续沉降和差异压实阶段和过程中 。
2、二次运移的流动类型
渗 流——地层孔隙中流体在压差或势差作用所发生 的流动， 浮力流 ——油气在密度差作用下，在地层孔隙水中的 上浮 扩散流 ——流体在浓度差作用下所产生的分子扩散
渗 流：单相渗流和多相渗流，呈连续状流动，要求
烃饱和度和相渗透率，可用流体势和达西公式来研究和定 量计算。
典型储集岩油—水两相的相对渗透率曲线
方向由润湿相指向非润湿相 （如由水指向 油）。
润湿角 ——是固体表面与液体（空气）或液体 —液体界 面之间夹角 (规定从密度大的液体 —方算起)。 润湿角 (θ)在0-90之间的岩石为水润湿。 润湿角（ θ）大于90°为油润湿。
二次运移经过的岩石，被认为自沉积到成岩都是 充满水的，碎屑颗粒表面有一层水膜，因而： θ角可 看作为零度，即： cosθ=1
静水条件下 ，油气到达 水平运载层 顶部后， 在盖层的封闭下油体沿顶界面分散，将不再运移；
如果岩层是倾斜 的，油气在聚集到临界高度 时，将在浮力作用下继续向上倾方向运移，直至 到达圈闭聚集起来。
沿上倾方向浮力（ F1）的大小与地层倾角有 关。倾角越大，浮力也越大：
F1＝Fsinα = Zo(ρw－ρo)gsinα
浮力流：自由上浮与限制性上浮 ，呈断续状流动，不要
求含烃饱和度和相渗透率，不能用达西公式表述和计算。
扩散成藏
扩散散失
二、油气二次运移的动力和阻力
动力：浮力、构造应力、水动力、扩散力 阻力：毛细管力、吸附力、水动力
（一） 二次运移的阻力
1.毛细管压力 地下岩石孔隙系统多为水润湿的，游离相油
气在其中运移必然要受到毛细管力的作用。
石油天然气地质与勘探
任课人：逄 雯 山东胜利职业学院
第四章 石油和天然气的运移
第一节 油气运移概述 第二节 油气初次运移 第三节 油气二次运移 第四节 油气运移研究方法
二次运移:
油气进入储层之后的一切运移。包括 在储集层内部、沿断层或不整合面、 油气藏调整和破坏的再运移。
第三节 油气二次运移
主要内容： 相态、动力和阻力、通道、时期、 方向和距离
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来自百度文库
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2．吸附力
吸附是流体与固体分子之间作用的一种界面现 象。岩石的岩性、矿物组成、结构、粒度及烃类性 质都是影响吸附力的重要因素。
油气与岩石颗粒接触的 两相界面越大，吸附作用 越强，吸附量也就越多。泥质颗粒比面积大，较碎 屑储集岩有更大的吸附力。
烃类的吸附性还与烃类性质和分子结构有关，一 般来说随 分子量的增大吸附能力也增加 ，正构体烃 比异构体烃的吸附能力大。
毛细管阻力与浮力相对抗，直到变形的油珠的曲率半径在 上端与下端相等，才能在浮力作用下向上运移。
图: 一滴油珠在水润湿的地下环境中通过孔隙喉道运移
图: 奇尔曼.A.希尔的一个试验的三个 连续阶段，说明浮力的作用与油滴数
量的关系
盒子长1.83m，厚约10cm，宽 约30cm，内装满浸水的砂子 a：将三堆油注入水浸砂中， 每堆油大小约10cm，互不连结， 浮力不足，油滴停滞不动 b：加入一些油，使三堆油互 相连接汇合，其上部有指状油 流开始向上浮起，油堆体积增 大，浮力随之增大，足以克服 阻力，而上浮运移 c：几小时后，整个油堆都上 浮运移到盒子的顶部聚集，在 下部只残留了很少很小的油滴
由于岩石的孔隙和喉道半径不同，油气受到 的毛细管压力大小不同。
油气在岩石中会选择最小阻力方向通道运移， 即沿最大孔隙和喉道所组成的路径运移。
（一）二次运移的阻力
油气在多孔介质中最主要的 阻力是孔隙介质对油气的毛细管力
毛细管力： 在水润湿系统中，毛细 管中油气界面所产生的指向石油的 压力。其大小取决于孔隙半径，烃 水界面张力、润湿角。 毛细管压力的
由毛细管压力方程： Pc=2δcosθ/ rc，可看出δ,θ, rc三个变量 的任何变化都会改变对二次运移的阻力。 当石油经过孔隙系统， 从大孔隙进入小孔隙或穿越喉道时，油滴要发生变形，在油体
两端形成毛细压力差 (△Pc)。只有排替压力大于毛细管力差时，
油气才能挤出孔隙喉道中的水发生运移。
? Pc
σ：油水界面张力；rt：孔隙的喉道半径；rp：孔隙的半径
把石油体积 V换成单位面积的高度，则石油运移 的临界高度：
Zo = [2σ(1/r t－1/rp)] / [(ρw－ρo)g ] 石油在储层中开始 运移的条件：油柱高度大于 临界高度。 临界气柱高度：
Zg = [2σ(1/r t－1/rp)] / [(ρw－ρg)g ]
与初次运移相比，二次运移环境： 运移通道 粗，毛细管阻力小，流体压力较低，含盐度 较高，油气以游离相为主，气可呈水溶相 ,浮 力为主要运移动力。
一、油气二次运移的相态和流动类型
1 、二次运移的相态 油气一次运移进入储集层后，条件将发生重要 变化，油气逐渐释放出来。 目前主要认为 温度、压力 起作用： 压力降低 ——气态烃释放 ； 温度降低 ——液态烃释放 。 因此，相态应是以 游离相为主，由分散的 油 滴→油线→油片→油气藏。
通常在同一个时期，盆地中心的地层厚、沉积物负荷大， 边部地层较薄、沉积物负荷较小，由此产生差异压实水流，
其流动方向 是由盆地中心向盆地边缘呈“离心流” 状、由深处向浅处。
盆地中地下水测势面在盆地中心和深部最高，向边缘和 浅部降低，形成凹（洼）陷区指向边缘的区域地下水动力