油氣運(yùn)移的研究現(xiàn)狀

1、油氣運(yùn)移動(dòng)力柴文峰在含油氣盆地形成演化、油氣藏形成破壞的全過(guò)程中,油氣運(yùn)移始終起著重要的紐帶作用,所以它是石油地質(zhì)學(xué)的基本理論課題之一,更是油氣勘探開(kāi)發(fā)中必須探討的實(shí)際問(wèn)題。油氣運(yùn)移體現(xiàn)了油氣這種流體礦產(chǎn)的最大特征，是石油地質(zhì)的生命線。油氣運(yùn)移一直是石油地質(zhì)學(xué)中研究的重難點(diǎn)，同時(shí)，油氣運(yùn)移是一個(gè)相當(dāng)繁雜的過(guò)程，包含了動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)等環(huán)節(jié)。 油氣運(yùn)移的動(dòng)力主要為浮力、水動(dòng)力和毛細(xì)管力, 決定運(yùn)移方向和聚集場(chǎng)所的流體勢(shì)（梯度）主要由這三種力所組成。油氣運(yùn)移包括初次運(yùn)移和二次運(yùn)移兩個(gè)階段。油氣初次運(yùn)移 是指油氣自生成后從烴源巖中向外排出的過(guò)程，是烴源巖內(nèi)的運(yùn)移，也即排烴過(guò)程，初次運(yùn)移既可以指向相鄰儲(chǔ)

2、集層，也可以指向其他滲透性介質(zhì)，如不整合面或斷層裂縫系等。油氣二次運(yùn)移 是指油氣脫離烴源巖后在儲(chǔ)集層或其他滲透性介質(zhì)中的運(yùn)移，是烴源巖外的所有運(yùn)動(dòng)過(guò)程的總稱。初次運(yùn)移內(nèi)容石油天然氣成因、母質(zhì)主要是有機(jī)成因。母質(zhì)主要是分散的、型干酪根除有機(jī)成因外，還可以有無(wú)機(jī)成因。除各類(lèi)分散的千酪根外,煤也是主要源巖。排烴相態(tài)以油相運(yùn)移為主,氣溶相運(yùn)移?？梢杂兴芟?、油溶相、游離氣相和擴(kuò)散相四種排烴動(dòng)力在正常壓實(shí)層系中主要是瞬時(shí)剩余壓力,在非正常壓實(shí)層系中主要是異常高壓力。除與石油相同外,浮力也有一定作用,還有分子擴(kuò)散力。排烴阻力親水介質(zhì)中的毛細(xì)管阻力,與孔隙喉道間的摩擦力；與顆粒分子間的吸附力,油與油間的摩擦

3、力。與石油相同。但毛細(xì)管阻力大,與孔喉間的摩擦力、顆粒分子間的吸附力、氣與氣間的內(nèi)摩擦力均較石油小。排烴通道源巖中的孔喉系統(tǒng),干酪根網(wǎng)絡(luò),層理面,微裂隙以及穿過(guò)源巖的斷層。 主要是源巖中的孔喉系統(tǒng)、微裂隙以及穿過(guò)源巖的斷層排烴方向和距離正常壓實(shí)情況下,從源巖的邊部排出,慢慢向中部擴(kuò)展,可以達(dá)到整個(gè)源巖的厚度。非正常壓實(shí)情況下，微裂隙首先在源巖異常壓力最大的中心部位產(chǎn)出，石油從源巖中部向兩邊排出?；旧吓c石油相同,但天然氣的擴(kuò)散則是由高濃度向低濃度的方向，不受剩余壓力或異常高壓梯度方向控制排烴主要時(shí)期正常壓實(shí)情況下，源巖含油飽和度達(dá)到并超過(guò)臨界排油飽和度時(shí)有油相運(yùn)移。非正常壓實(shí)情況下，源巖產(chǎn)生微

4、裂縫時(shí)，有混相流體流出，一般是滯后于大量生油的時(shí)期。只有天然氣生成，就能以任何一種相態(tài)向外排出，所以生氣期一般說(shuō)就是排氣期，因?yàn)槊糠N相態(tài)都可以排出相當(dāng)數(shù)量的天然氣。二次運(yùn)移內(nèi)容石油天然氣運(yùn)移相態(tài)具孔滲性的地層、不整合面、層理面、裂縫和斷層。水溶相、油溶相、氣相和擴(kuò)散相。運(yùn)移動(dòng)力主要是：浮力、水動(dòng)力（與運(yùn)移方向一致時(shí)）主要是：浮力、水動(dòng)力（與運(yùn)移方向一致時(shí)）和分子擴(kuò)散力運(yùn)移阻力主要是：毛細(xì)管阻力、水動(dòng)力（與運(yùn)移方向相反時(shí)）與石油基本相同，只是毛細(xì)管阻力比石油大，其他摩擦力和吸附力均比石油小。運(yùn)移通道具孔滲性的地層、不整合面、層理面、裂縫和斷層。與石油基本相同,對(duì)通道透過(guò)性的要求可以比石油低。運(yùn)移

5、方向由高勢(shì)區(qū)向低勢(shì)區(qū):靜水下，沿浮力方向遇封蓋層后沿運(yùn)載層頂面或斷層面的上傾方向；動(dòng)水下，先沿浮力和水動(dòng)力合力方向，遇封蓋層后沿運(yùn)載面頂面或斷層的上傾方向。與石油基本相同，只是受水動(dòng)力方向的影響比石油小，更趨于鉛直向上的浮力方向。但對(duì)天然氣的擴(kuò)散來(lái)說(shuō)，則是由高濃度向低濃度方向。運(yùn)移距離決定于運(yùn)移通道的連續(xù)性、圈閉的位置、流體勢(shì)梯度、油源的豐度和含油氣盆地的大小。一般側(cè)向運(yùn)移的最大距離不超過(guò)盆地長(zhǎng)軸半徑?jīng)Q定天然氣運(yùn)移距離的因素，基本于是有相同。但對(duì)天然氣的擴(kuò)散來(lái)說(shuō)，只要存在著濃度差，就沒(méi)有運(yùn)移距離的限制。運(yùn)移時(shí)期基本上與初次運(yùn)移的時(shí)期相同?；旧吓c初次運(yùn)移的時(shí)期相同。浮力是推動(dòng)油氣運(yùn)動(dòng)的基本動(dòng)力

6、。浮力是垂直浮力是推動(dòng)油氣運(yùn)動(dòng)的基本動(dòng)力。浮力是垂直方向的力。方向的力。是由連續(xù)油柱中的某些點(diǎn)和相鄰的孔隙是由連續(xù)油柱中的某些點(diǎn)和相鄰的孔隙水之間的壓力差引起的。它是油和孔隙之間的密度水之間的壓力差引起的。它是油和孔隙之間的密度差以及油柱高度的函數(shù)。（圖差以及油柱高度的函數(shù)。（圖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。它要在巖石中運(yùn)動(dòng)必須克服系統(tǒng)中的毛細(xì)管阻力。它要在巖石中運(yùn)動(dòng)必須克服系統(tǒng)中的毛細(xì)管阻力。浮力和毛細(xì)管阻力浮力和毛細(xì)管阻力)(pwpgYpwp排替壓力排替壓力=式中式中 油水界面張力，油

7、水界面張力，dyn/cm；潤(rùn)濕性，以水界面與巖石表面的潤(rùn)濕性，以水界面與巖石表面的接觸角表示，度；接觸角表示，度；R孔喉半徑，孔喉半徑，cm。Rcos2隱蔽（復(fù)雜）油氣藏隱蔽（復(fù)雜）油氣藏中動(dòng)力對(duì)封蓋條件的作用砂巖透鏡體油氣藏分類(lèi)代號(hào)名稱地質(zhì)特征基本模式名稱實(shí) 例亞類(lèi)亞類(lèi)形成條件與成因機(jī)理研究進(jìn)展存在問(wèn)題儲(chǔ)儲(chǔ)集集巖巖體體通常條件下，在地震剖面上無(wú)法識(shí)別出圈閉中儲(chǔ)層的形態(tài)與圈閉中油氣的存在巖性砂體泥巖裂縫碳酸鹽溶洞河道砂巖體、深水濁積砂巖體泥巖中成巖裂縫泥巖中構(gòu)造裂縫剝蝕不整合面地下水溶漓帶坡折帶控砂理論構(gòu)造繞曲控繼理論疊合不整合面控洞疊合樞紐帶控油預(yù)測(cè)方法眾多成因機(jī)理清楚，分布規(guī)律復(fù)雜隱蔽式油

8、氣藏通常條件下，在地震剖面上無(wú)法識(shí)別出圈閉中蓋層的封堵形式及圈閉中油氣的存在受溫壓和介質(zhì)條件諸方面控制，產(chǎn)狀多變復(fù)隱蔽式油氣藏水動(dòng)力封阻重力拖曳毛管力束縛分子溶解分子吸附分子結(jié)合ABCABCA B C水動(dòng)力封阻潛水面上重力拖曳毛管力束縛溫壓較高，水礦化度較低地區(qū)壓力高、煤溫度低變質(zhì)程度高、外部封閉條件較好壓力低溫帶。兩極永久凍土下及低緯度陸坡帶儲(chǔ)量巨大，目前開(kāi)采工藝復(fù)雜，預(yù)計(jì)在15年后可望投產(chǎn)利用在含煤盆地普遍存在，有10-30%可供利用普遍存在發(fā)育，但目前能夠利用的僅有10-15%普遍存在，利用價(jià)值很低。只形成在構(gòu)造變動(dòng)較強(qiáng)烈地區(qū)只形成在水動(dòng)力條件相對(duì)活躍地區(qū)富集機(jī)理不明主控因素復(fù)雜預(yù)測(cè)方法

9、困難富集原理清楚主控因素復(fù)雜預(yù)測(cè)方法處于探索碳酸鹽巖不整合與溶洞型油氣藏水動(dòng)力封閉油氣藏露頭油藏深盆氣藏壓力（MP)埋深（ ）Z水溶氣藏超壓異常煤層吸附氣藏水合甲烷氣藏裂縫油氣藏隱蔽式油氣藏封封蓋蓋條條件件形形態(tài)態(tài)特特征征單背斜圈閉的石油和天然氣積累石油和天然氣積累相連的系列背斜圈閉毛管力阻礙油氣成藏0102030405060481216202424砂體分布頻率（%）臨界孔隙度臨界孔隙度毛管力促使油氣成藏 油氣運(yùn)移與其它地質(zhì)作用相互影響和制約, 因此要深刻地認(rèn)識(shí)油氣運(yùn)移, 必須對(duì)盆地的構(gòu)造史、沉積史、生烴史、成巖史等各方面進(jìn)行綜合研究, 反饋許多油氣運(yùn)移的重要信息和證據(jù)。這一點(diǎn)對(duì)油氣運(yùn)移的研究

10、特別重要, 因?yàn)樗诘刭|(zhì)歷史上留下的形跡很少。 油氣運(yùn)移是個(gè)受諸多地質(zhì)因素制約、涉及多學(xué)科的復(fù)雜問(wèn)題, 幾乎與地質(zhì)學(xué)的各 學(xué)科、與物理學(xué)和地球物理學(xué)、化學(xué)和地球化學(xué)都有密切關(guān)系。因此運(yùn)移研究需要盡可能使用地質(zhì)、地球化學(xué)地球物理等各種方法, 進(jìn)行靜態(tài)與動(dòng)態(tài)、單項(xiàng)與多項(xiàng)、定性與定量相結(jié)合的綜合研究, 才能得出比較使人信服的結(jié)果。 謝謝常規(guī)圈閉氣的置換式運(yùn)移成藏（左）和常規(guī)圈閉氣的置換式運(yùn)移成藏（左）和深盆氣的活塞式運(yùn)移成藏（右）深盆氣的活塞式運(yùn)移成藏（右）（據(jù)張金川（據(jù)張金川 ,張杰張杰 2003）深盆氣藏形成機(jī)制深盆氣藏形成機(jī)制 深盆成藏機(jī)制深盆成藏機(jī)制, ,目前有三種觀點(diǎn)：目前有三種觀點(diǎn)： 1

11、 1）高含水飽和度導(dǎo)致的水）高含水飽和度導(dǎo)致的水體封閉（體封閉（MastersMasters， 19791979 ） 2 2）氣體在低滲砂巖中上?。怏w在低滲砂巖中上浮受阻（受阻（Gies 1984Gies 1984，Brown Brown 1986)1986)，Berkenpas 1991Berkenpas 1991， Berkenpas1991) Berkenpas1991) 3 3）深盆氣運(yùn)移、聚集與散）深盆氣運(yùn)移、聚集與散失的動(dòng)態(tài)平衡（失的動(dòng)態(tài)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.儲(chǔ)層孔喉大時(shí)氣向上運(yùn)移至非滲透層下部圈閉中聚集形成常規(guī)氣藏儲(chǔ)層孔喉大時(shí)氣向上運(yùn)移至非滲透層下部圈閉中聚集形成常規(guī)氣藏b.b.儲(chǔ)層孔喉小時(shí)氣向上運(yùn)移