石油地质学第三节 油气二次运移

(3)烷烃中低分子烃相对增多，高分子烃相对
减少；
(4)物理性质：相对密度变轻，颜色变淡，粘
度变稀，含蜡量和凝固点温度降低；
(5)C13/C12比值随运移距离加大而降低，故 δ
13C也降低。
2、氧化作用
与 原 油 性 质 的 变 化 老 君 庙 背 斜 带 油 气 运 移 方 向
主要发生在接近地 表或大气水借助断层与 石油直接接触时，将造 成以下结果：石油中的 胶状物增加，轻组分相 对减少，环烷烃增加， 烷烃和芳烃相对减少， 而比重和粘度也随之增 加。———这些结果大 多与吸附作用相反。
（3）运移的动力和阻力
（4）运移的通道
（5）运移的方向
（6）运移的距离
是大范围发生的，故不整合面侧向延伸距离较大，有利
于油气作长距离的侧向运移；同时，不整合面之下地层 （特别是古高地）经风化、淋滤，物性大大改善，也是 油气聚集的有利场所。
尼日尔油田横剖面图
——断层作为油气垂向运移的主要通道
不整合面作为二次运移通道
石油主要来自玛湖凹陷的P1-2源岩，侧向 运移距离可达60－70km。
横山
鱼河堡
佳县
米脂
石窑沟
靖边 绥德
天赐湾
早白垩世末 山西组气势
子长 清涧
神1井
乌审旗
榆林
舍利庙
横山
鱼河堡
佳县
米脂
石窑沟
靖边 绥德
天赐湾
晚白垩世末 山西组气势
子长 清涧
神1井
乌审旗
榆林
舍利庙
横山
鱼河堡
佳县
米脂
石窑沟
靖边 绥德
天赐湾
第三纪末 山西组气势
子长 清涧

二．异常流体压力
• 异常高压/地压/超压 • 异常低压 • 异常高压的成因： 1、压实与排水的不平衡 •上覆负荷在孔隙流体和岩石骨架 上作用力的分配关系，决定着沉积 物的压实状态。
•对于每一具体岩石来说，都有一个维持其压实需求与 实际排水之间平衡的最小渗透率界限值Kmin，岩石K与 Kmin的大小关系，决定其压实状态。Under compaction
57.1
40
71.4
30
5.油藏中油气水按比重分异，从上到下分别为气、 油、水（层内运移结果）。
三、油气运移研究的意义
➢与固体矿产相比，石油与天然气具有明显的运移 性。油气的地质史就是油气的运移史；运移是联结 生、储、盖、圈等静态条件的纽带。
➢油气运移研究要解决的问题：油气怎样从源岩中 排出；什么时候排出；排出来多少；运移到什么地 方；可能到哪儿聚集以及可能聚集多少，等等。这 些问题正是油气勘探和评价中十分关键的问题。
② 在一个具体地区，对异常压力形成有贡献的因素 也往往不止一个。从整体上来看压实和排水不平衡 机制意义似乎更大些，是后三种机制所赖以形成的 物质基础——封闭体系都可由它引起。
南 里 海 盆 地 地 下 超 压 分 布 示 意 图
三．水力（狭义）
含水层中的水在重力作用下由高势区流向低势区，水 从A侧进，从B侧出，其连线即为理论上的动水压面。 沿水流方向单位距离的压力降称压力梯度。当地层倾 角不大时，（P1-P2）/L≈（P1-P2）/l；故 dP/dL≈dP/dl。
当有不溶于水的游离相油 气存在时，推动油气前进的 水动力应等于连片油气两端 的水压差。若油柱长度为L：
P=L×dP/dl
四．浮力
由于流体之间的密度差(ρw-ρo、ρw-ρg、ρo-ρg)产 生的力。单位面积上的水对石油的浮力为：

变质岩层与致密性砂砾岩组合 前震旦系太古界变质岩中由构造产生的裂隙和微细 裂缝，以及风化淋滤作用产生的溶孔组成的优势通 道层是油气运移的通道，上部物性差的致密砂砾岩 层是阻止油气散失的封盖层(图Za)。
碳酸盐岩层与中生界或泥岩层组合 不整合之下古生界经历长期风化、溶蚀形成的溶蚀 孔、洞和多次构造运动产生的裂隙、裂缝形成的优 势通道层是油气运移的通道和储集层。不整合面之 上沉积的中生界或泥岩是油藏的封盖层(图Zb，图Zc)
不整合中泥岩的“垫片”封闭作用
• 泥岩是岩石中的主要填塞物质，对孔隙有充填作用， 不整合面之下的岩石表面孔隙会被泥岩颗粒充填， 导致孔隙度和渗透率降低，使得不整合面之下的表 层部分物性变差，不利于油气的运移。泥岩矿物晶 体具有多边形的层间结构，经地层压力作用，其体 积减小1/3，层间距离减小一半以上[sJ，表明泥岩有 很强的可塑性。在岩心中经常见到泥岩呈层状、块 状，岩心从地下取出后，放置时间长了，会自解成 薄片和碎块，这也表明了泥岩释压后的塑性膨胀。 砂岩或碳酸盐岩由骨架支撑，具有较强的刚性，在 地层压力作用下，夹于刚性岩层之间的泥岩如同机 械设备中的“防渗垫片”，具有封闭作用。当不整 合面一侧为泥岩时，不整合面本身就很难成为油气 运移的通道。
不整合
• • • • • • 不整合面的成因 不整合的类型 不整合带的结构 不整合与油气运移的关系 不整合对油气运移和封堵作用模式 实例分析
不整合对油气运移和封堵作用模式
• 不整合对油气的运移和封堵作用与不整合 的成因、地层的岩性和组合形式、物性差 异及横向变化紧密相关。根据目前研究， 把不整合对油气的作用归纳为如下六种模 式。
• 当较新不整合面不能遮挡下伏油气藏 时．在不整合面之上的水进砂体、底砾岩 构造中可形成构造或岩性油气藏，如北14 井区J2t的油气穿越臼垩系底部不整合较薄 的风化粘土层，在局部背斜中聚集成藏(图 4-11)。

3）异常高压排烃的方向
由超压大（剩余压差大）的位置向超压小（剩余压差小）的方向排 （由烃源岩中部上下双方向排烃）
地层压力
正常压力
超压
埋藏深度
异常高压
二、油气初次运移的主要动力
3.扩散作用
烃源岩与储集层之间存在烃浓度差而产生扩散
扩散作用 J D gradC
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。
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。
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
2.烃源岩内部的异常高压
烃源岩产生的异常高压是烃源岩排烃的最重要动力。
烃源岩（泥岩）异常高压产生的可能原因 欠压实 生烃作用 蒙脱石转化 流体热增压 地应力（构造作用）
1）烃源岩（泥岩）异常高压产生的原因
油气运移（migration）：油气在地层条件下的移动 初次运移（primary migration）：
油气从烃源层向储集层的运移
二次运移（secondary migration）： 油气进入储集层或运载层 之后的一切运移
二、岩石的润湿性与毛细管力
1、润湿性的概念 润湿性是指液体在表面分子力作用下在固体表面的展 开能力，是流体和固体之间表面能作用的结果。