油气运移的研究现状

1、油气运移动力柴文峰在含油气盆地形成演化、油气藏形成破坏的全过程中,油气运移始终起着重要的纽带作用,所以它是石油地质学的基本理论课题之一,更是油气勘探开发中必须探讨的实际问题。油气运移体现了油气这种流体矿产的最大特征，是石油地质的生命线。油气运移一直是石油地质学中研究的重难点，同时，油气运移是一个相当繁杂的过程，包含了动力学和运动学等环节。 油气运移的动力主要为浮力、水动力和毛细管力, 决定运移方向和聚集场所的流体势（梯度）主要由这三种力所组成。油气运移包括初次运移和二次运移两个阶段。油气初次运移 是指油气自生成后从烃源岩中向外排出的过程，是烃源岩内的运移，也即排烃过程，初次运移既可以指向相邻储

2、集层，也可以指向其他渗透性介质，如不整合面或断层裂缝系等。油气二次运移 是指油气脱离烃源岩后在储集层或其他渗透性介质中的运移，是烃源岩外的所有运动过程的总称。初次运移内容石油天然气成因、母质主要是有机成因。母质主要是分散的、型干酪根除有机成因外，还可以有无机成因。除各类分散的千酪根外,煤也是主要源岩。排烃相态以油相运移为主,气溶相运移。可以有水溶相、油溶相、游离气相和扩散相四种排烃动力在正常压实层系中主要是瞬时剩余压力,在非正常压实层系中主要是异常高压力。除与石油相同外,浮力也有一定作用,还有分子扩散力。排烃阻力亲水介质中的毛细管阻力,与孔隙喉道间的摩擦力；与颗粒分子间的吸附力,油与油间的摩擦

3、力。与石油相同。但毛细管阻力大,与孔喉间的摩擦力、颗粒分子间的吸附力、气与气间的内摩擦力均较石油小。排烃通道源岩中的孔喉系统,干酪根网络,层理面,微裂隙以及穿过源岩的断层。 主要是源岩中的孔喉系统、微裂隙以及穿过源岩的断层排烃方向和距离正常压实情况下,从源岩的边部排出,慢慢向中部扩展,可以达到整个源岩的厚度。非正常压实情况下，微裂隙首先在源岩异常压力最大的中心部位产出，石油从源岩中部向两边排出。基本上与石油相同,但天然气的扩散则是由高浓度向低浓度的方向，不受剩余压力或异常高压梯度方向控制排烃主要时期正常压实情况下，源岩含油饱和度达到并超过临界排油饱和度时有油相运移。非正常压实情况下，源岩产生微

4、裂缝时，有混相流体流出，一般是滞后于大量生油的时期。只有天然气生成，就能以任何一种相态向外排出，所以生气期一般说就是排气期，因为每种相态都可以排出相当数量的天然气。二次运移内容石油天然气运移相态具孔渗性的地层、不整合面、层理面、裂缝和断层。水溶相、油溶相、气相和扩散相。运移动力主要是：浮力、水动力（与运移方向一致时）主要是：浮力、水动力（与运移方向一致时）和分子扩散力运移阻力主要是：毛细管阻力、水动力（与运移方向相反时）与石油基本相同，只是毛细管阻力比石油大，其他摩擦力和吸附力均比石油小。运移通道具孔渗性的地层、不整合面、层理面、裂缝和断层。与石油基本相同,对通道透过性的要求可以比石油低。运移

5、方向由高势区向低势区:静水下，沿浮力方向遇封盖层后沿运载层顶面或断层面的上倾方向；动水下，先沿浮力和水动力合力方向，遇封盖层后沿运载面顶面或断层的上倾方向。与石油基本相同，只是受水动力方向的影响比石油小，更趋于铅直向上的浮力方向。但对天然气的扩散来说，则是由高浓度向低浓度方向。运移距离决定于运移通道的连续性、圈闭的位置、流体势梯度、油源的丰度和含油气盆地的大小。一般侧向运移的最大距离不超过盆地长轴半径决定天然气运移距离的因素，基本于是有相同。但对天然气的扩散来说，只要存在着浓度差，就没有运移距离的限制。运移时期基本上与初次运移的时期相同。基本上与初次运移的时期相同。浮力是推动油气运动的基本动力

6、。浮力是垂直浮力是推动油气运动的基本动力。浮力是垂直方向的力。方向的力。是由连续油柱中的某些点和相邻的孔隙是由连续油柱中的某些点和相邻的孔隙水之间的压力差引起的。它是油和孔隙之间的密度水之间的压力差引起的。它是油和孔隙之间的密度差以及油柱高度的函数。（图差以及油柱高度的函数。（图10.30） 式中式中 Yp油柱高度；油柱高度； g重力加速度；重力加速度； 水的地下密度；水的地下密度； 油的地下密度。油的地下密度。它要在岩石中运动必须克服系统中的毛细管阻力。它要在岩石中运动必须克服系统中的毛细管阻力。浮力和毛细管阻力浮力和毛细管阻力)(pwpgYpwp排替压力排替压力=式中式中 油水界面张力，油

7、水界面张力，dyn/cm；润湿性，以水界面与岩石表面的润湿性，以水界面与岩石表面的接触角表示，度；接触角表示，度；R孔喉半径，孔喉半径，cm。Rcos2隐蔽（复杂）油气藏隐蔽（复杂）油气藏中动力对封盖条件的作用砂岩透镜体油气藏分类代号名称地质特征基本模式名称实 例亚类亚类形成条件与成因机理研究进展存在问题储储集集岩岩体体通常条件下，在地震剖面上无法识别出圈闭中储层的形态与圈闭中油气的存在岩性砂体泥岩裂缝碳酸盐溶洞河道砂岩体、深水浊积砂岩体泥岩中成岩裂缝泥岩中构造裂缝剥蚀不整合面地下水溶漓带坡折带控砂理论构造绕曲控继理论叠合不整合面控洞叠合枢纽带控油预测方法众多成因机理清楚，分布规律复杂隐蔽式油

8、气藏通常条件下，在地震剖面上无法识别出圈闭中盖层的封堵形式及圈闭中油气的存在受温压和介质条件诸方面控制，产状多变复隐蔽式油气藏水动力封阻重力拖曳毛管力束缚分子溶解分子吸附分子结合ABCABCA B C水动力封阻潜水面上重力拖曳毛管力束缚温压较高，水矿化度较低地区压力高、煤温度低变质程度高、外部封闭条件较好压力低温带。两极永久冻土下及低纬度陆坡带储量巨大，目前开采工艺复杂，预计在15年后可望投产利用在含煤盆地普遍存在，有10-30%可供利用普遍存在发育，但目前能够利用的仅有10-15%普遍存在，利用价值很低。只形成在构造变动较强烈地区只形成在水动力条件相对活跃地区富集机理不明主控因素复杂预测方法

9、困难富集原理清楚主控因素复杂预测方法处于探索碳酸盐岩不整合与溶洞型油气藏水动力封闭油气藏露头油藏深盆气藏压力（MP)埋深（ ）Z水溶气藏超压异常煤层吸附气藏水合甲烷气藏裂缝油气藏隐蔽式油气藏封封盖盖条条件件形形态态特特征征单背斜圈闭的石油和天然气积累石油和天然气积累相连的系列背斜圈闭毛管力阻碍油气成藏0102030405060481216202424砂体分布频率（%）临界孔隙度临界孔隙度毛管力促使油气成藏 油气运移与其它地质作用相互影响和制约, 因此要深刻地认识油气运移, 必须对盆地的构造史、沉积史、生烃史、成岩史等各方面进行综合研究, 反馈许多油气运移的重要信息和证据。这一点对油气运移的研究

10、特别重要, 因为它在地质历史上留下的形迹很少。 油气运移是个受诸多地质因素制约、涉及多学科的复杂问题, 几乎与地质学的各 学科、与物理学和地球物理学、化学和地球化学都有密切关系。因此运移研究需要尽可能使用地质、地球化学地球物理等各种方法, 进行静态与动态、单项与多项、定性与定量相结合的综合研究, 才能得出比较使人信服的结果。 谢谢常规圈闭气的置换式运移成藏（左）和常规圈闭气的置换式运移成藏（左）和深盆气的活塞式运移成藏（右）深盆气的活塞式运移成藏（右）（据张金川（据张金川 ,张杰张杰 2003）深盆气藏形成机制深盆气藏形成机制 深盆成藏机制深盆成藏机制, ,目前有三种观点：目前有三种观点： 1

11、 1）高含水饱和度导致的水）高含水饱和度导致的水体封闭（体封闭（MastersMasters， 19791979 ） 2 2）气体在低渗砂岩中上浮）气体在低渗砂岩中上浮受阻（受阻（Gies 1984Gies 1984，Brown Brown 1986)1986)，Berkenpas 1991Berkenpas 1991， Berkenpas1991) Berkenpas1991) 3 3）深盆气运移、聚集与散）深盆气运移、聚集与散失的动态平衡（失的动态平衡（Leythaeuser Leythaeuser 等等19821982，Cant 1983Cant 1983，WelteWelte等等19841984，Gies 1984Gies 1984，Law Law 等等19851985）a aa.a.储层孔喉大时气向上运移至非渗透层下部圈闭中聚集形成常规气藏储层孔喉大时气向上运移至非渗透层下部圈闭中聚集形成常规气藏b.b.储层孔喉小时气向上运移