石油地质学第七章石油与天然气的运移

晚期生油带来的初次运移问题：
①石油是如何从低孔低渗的烃源岩中运移出来的， 动力？通道？
②烃源岩中含水很少，初次运移的相态是什么？
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一、运移相态
①石油主要是以游离相态运移的； ②水溶相态和游离相态对天然气的初次运移都是 重要的，天然气还可以呈扩散状态运移 ③油气可以以互溶（油溶气、气溶油）相态运移
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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300bar 增加（1000m，25℃） 沿等容线增加压力
M点(已封闭)： 压力720bar
❖热增压是异常高压形成的编重辑p要pt 因素
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（3）异常高压的排烃作用
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四、地层压力与异常地层压力
（1）地层压力（formation pressure) ：地下多孔介 质中流体所承受的压力，亦称孔隙压力或流体压力
单位：帕斯卡(Pa) 或常用兆帕(MPa)
（2）静水压力：静止水柱产生 的压力（重量）称为静水压力
Pwgh
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四、地层压力与异常地层压力
（3）静岩压力：地下岩石的重量 产生的压力，又称为地静压力
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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：
SP
S：上覆负荷压力 σ：有效应力 P：地层压力
①压实平衡状态（正常压实状态） 岩石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 编辑ppt
颗粒＋流体
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二、油气初次运移的主要动力
一、油气运移（hydrocarbon migration）： 油气在地层条件下的移动
油气聚集
气 油
生油岩
气 油
初次运移
编二辑次pp运t 移
3
油气初次运移（hydrocarbon primary migration）：
油气从烃源层向储集层的运移称为初次运移
油气二次运移（hydrocarbon secondary migration）：
油气进入储集层或运载层之后的一切运移
烃
源
油气藏
?
岩
?
运移通道
圈闭
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二、岩石的润湿性与毛细管力
（1）润湿性：
润湿作用是指固体表面的一种流体被另一种液体取
代的一种作用。
（流体附着固体的性质）
θ＝0：称完全润湿
接触角： θ>90：称不编辑润ppt 湿
θ<90：称润湿
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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
欠压实 蒙脱石脱水 生烃增压 流体热增压 … …
烃源岩封闭
形成异常高压
形成微裂缝
超过破裂极限
微裂缝闭合
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孔隙流体排出
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3.烃类浓度梯度(扩散作用）
烃源岩与储集层之间存在浓度差：
扩散作用
低浓度
高浓度
运移动力：浓度梯度
低浓度
运移方向：烃源岩 储集层
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三、油气初次运移的通道
孔隙和微裂缝 1.孔隙
油气是在富有机质的细粒烃源岩层生成的， 却大都富集在高孔渗的储集岩层中。
储层
圈闭
通道
区
盖
层
域
油气是如何从烃源层“跑”到 储集层中聚集起来的呢？
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烃源岩
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第七章 石油与天然气的运移
第一节 有关基本概念 第二节 石油和天然气的初次运移 第三节 石油和天然气的二次运移
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第一节 有关基本概念
③中间润湿的（mixed-wet）：
部分亲油，部分亲水的岩石
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（4）岩石的润湿性对油气运移的影响
孔隙中的油水分布、流动方式、残留形式和数量
①亲水岩石中：水附着在孔隙壁上，油在孔 隙中心，油的运动必须克服毛细管力；
②亲油岩石中：油附着在孔隙壁上，水在孔
隙中心，油的运动不编受辑p毛pt 细管力的阻碍；
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，
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
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颗粒＋流体
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2.烃源岩内部的异常高压
0
（1）沉积盆地异常高压十分普遍 0
1000
2000
3000
4000
5000
辽东湾地区地层压力与埋深关系 编辑ppt
深度(m)
预测压力(MPa)
30
60
90
120
测井资料预测地层压力 地震Baidu Nhomakorabea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
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有机质的生烃作用(烃类生成形成异常高压)
❖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
压力系数>1：异常高压 压力系数<1：异常低压
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地层压力(MPa)
0
50
100
150
0
1000
埋深（m）
2000 3000 4000
静岩压力
静水压力
5000
6000
7000
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第二节 石油和天然气的初次运移
油气初次运移（primary migration) 烃源岩的排烃（expulsion） 初次运移的环境：烃源岩环境，低孔隙度、低渗透率
二次运移环境：储集层环境 ①运移空间：孔隙度、渗透率比烃源岩高得多 ②水介质的存在：储集层中被水充满
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一、二次运移的相态
（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
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②油润湿的（oil-wet）： 油水两相共存孔隙系统中，如果油附着在岩石 的孔隙表面，则油为润湿相，水为非润湿相， 这时称岩石为油润湿的或亲油的
（4）正常地层压力：
如果地下某一深度的地层压力 等于(或接近）该深度的静水压 力，则称该地层具有正常地层 压力
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四、地层压力与异常地层压力
（5）异常地层压力： 如果某一深度地层的压力明显高于或低于静水压力， 则称该地层具有异常地层压力。
（6）压力系数：某一深度的地层 压力与该深度静水压力的比值。
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)： 孔隙压力达到上覆静岩压力的80%，
就能形成垂直裂缝。
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第三节 石油和天然气的二次运移
二次运移（secondary migration)： 石油和天然气进入储集层以后的一切运移