第五章石油和天然气的运移(教案)

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1、第五章石油和天然气的运移第一节油气初次运移初次运移:是指生油层中生成的石油和天然气，从工油层向储集层（或输导层）中的运移。是油气脱离桂源岩的过程，又称为排坯。争论的焦点:油气是在“侑卜'?呈“何种相态”?通过“什么途径”?排出疑源岩的一、油气初次运移的动力因素1、压实作用的动力因素止常压实：在上覆沉积负荷作用卜，沉积物通过不断排出孔隙流体，如果流体能够畅通地排出，孔隙度能随I：覆负荷增加而作相应减小，孔隙流体压力慕木保持静水压力，则称为正常压实或压实平衡状态。欠压实：如果由于某种原因孔隙流体的排出受到阻借，孔隙度不能随上覆负荷的增加而相应减少，孔隙流体压力常具有高于静水压力的界常值，这种压

2、实状态就称为欠压实或压实不平衡。（1）正常压实压实作用过程屮流体的排出实际上是由于剩余流体压力的作用。剩余流体压力是指超过静水压力的地层压力。沉积物在达到压实平衡的层序z上乂沉积了新沉积物，此时颗粒要重新紧缩排列，孔隙体积要缩小，就在这些变化的瞬间，孔隙流体就要承受部分山颗粒产牛的有效压应力，使流体产生了超过静水压力的剩余压力。正是在剩余压力作用下孔隙流体才得以排出，排出后孔隙流体又恢复了静水压力，沉积物又达到新的压实平衡。可见，这种剩余压力只发生在压实平衡与达到新的压实平衡之间的瞬时，所以应当叫做瞬时剩余压力。但在-个不断沉降、不断沉积、不断压实的连续过程小也可叫做剩余压力。因为正常压实

3、过程就是：山压实平衡到瞬吋不平衡再到平衡的过程，而孔隙流体压力则是由静水压力到瞬时剩余压力再到静水压力的连续过程。在这过程中流体不断排出、孔隙体积不断减小，如果流休的排出时坯源岩已经成熟成坯，即町实现初次运移。其排液的方向视不同的沉积层序而不同。b积老況积层排液方向均一泥岩的层序剩余压力的大小:E1二(Pbo-Pw)gio一般来讲，深部沉积物的剩余流体压力大丁浅处的剩余流体压力，在均一岩性的层序里流体一般是向上运移排出的。如果新沉积物的厚度在横向上有变化,那么山上式不难看出水平剩余流体压力梯度远远小于垂向上的剩余流体压力梯度，往往只是1/200〜1/20,因此，人部分流体沿垂直方向向上运移

4、，只有很少-•部分流体沿水平方向运移。新沉积层老沉积层2艮岩SJ5页二屮的池休压力IE寸仪*卫件益M«Siii4滝动方向静水II力⑹(h)砂崭一泥坍何互层层组中•

5、apman,1972)指出，泥岩正常压实排水的主要时期和汕气人量生成在时间上的才盾，使通过正常压实水流载出的汕气可能是有限的，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，产生界常高压，在油气生成、运移过程中起到很好的作用：(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汕时期，则将对汕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杲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

6、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，而目•还有可能进一步使岩层产生微裂隙，给汕气运移创造更好的条件。但如果为非住汕层时，它只能成为最好的压力封闭盖层。流体流体体枳膨胀培长率/孔隙容枳膨胀增长率淡水40倍盐水80倍油200倍气X00倍2、热力作用的动力因素山于水、油、气的膨胀系数比颗粒的膨胀系数大得多(分别为颗粒的40、200和800倍)，所以在热力作用卜•泥岩孔隙流体体积趋于增大。这部分由热膨胀阳增加的孔隙流体在渗透性好的条件下町及时地排出，否则就推迟排出，而产生异常高压，成为油气初次运移的动力。热力作用的温度升高，还是坯源岩有机质

7、降解出更多的坯类，促使初次运移的发生。温度升高，有助于解脱被吸附的泾类；有助于降低流体粘度；有助于降低汕水间界面张力；有助于油气在水中的溶等。3、姪类及非姪气体生成的作用十酪根热降解成坯一方面为初次运移捉供了物源，另一方面成坯增压作川也是初次运移内部能最的一个重要来源。干酪根在热降解生成石汕和甲烷气体等坯类的同时，也产生人最的水和非泾气体(主要是co,),而这些流体的体积人人超过原來T酪根的体积，因此引起页岩孔隙流体压力