地球化学中的油气运移及环境效应
同位素地球化学在油气领域上的应用
同位素地球化学在油气领域上的应用同位素地球化学是研究地球上同位素的分布、变化和地球化学过程的一门学科。
在油气领域，同位素地球化学的应用主要体现在以下几个方面。
同位素地球化学可以用于研究油气的形成和演化过程。
通过分析油气中的同位素组成，可以确定油气的来源和成因。
例如，通过测定油气中的碳同位素比值，可以判断油气是来自海相还是陆相沉积环境，从而指导勘探工作。
同时，同位素地球化学还可以揭示油气的演化过程。
例如，通过测定油气中的氢同位素比值，可以判断油气的成熟度和演化过程，为油气勘探和开发提供重要依据。
同位素地球化学可以用于判别油气的来源和成因。
不同地质环境和沉积条件下形成的油气具有不同的同位素特征。
通过测定油气中的同位素组成，可以确定油气的来源和成因。
例如，通过测定油气中的氮同位素比值，可以判别油气的有机质来源，如海洋生物还是陆地植物。
同时，同位素地球化学还可以用于判别油气的类型和成分。
例如，通过测定油气中的氧同位素比值，可以判别油气中是否存在生物碳酸盐的组分，从而判断油气的类型和成分。
第三，同位素地球化学可以用于研究油气的运移和储集过程。
油气在地下储层中的运移和储集过程受到地质构造、岩石孔隙结构和流体作用等因素的影响。
通过测定油气中的同位素组成，可以揭示油气的运移和储集过程。
例如，通过测定油气中的氦同位素比值，可以确定油气的来源和运移路径，为油气勘探和开发提供重要依据。
同时，同位素地球化学还可以揭示油气在地下储层中的运移和储集机制。
例如，通过测定油气中的硫同位素比值，可以判断油气中硫化氢的来源和生成机制，从而揭示油气在地下储层中的运移和储集过程。
同位素地球化学还可以用于研究油气的污染和环境影响。
随着油气勘探和开发的不断深入，油气的污染和环境影响问题日益突出。
通过测定油气中的同位素组成，可以揭示油气的污染来源和迁移路径，为油气污染防治提供科学依据。
例如，通过测定地下水和土壤中的同位素组成，可以判断是否存在油气污染，从而指导油气污染防治工作。
第11章 油气运移
促使油气初次运移的动力多种多样,但需要强调的是在烃源岩 有机质热演化生烃过程的不同阶段,其主要排烃动力有差异,即上 述各作用力的作用时间及作用大小是不同的. 在中-浅层深度,压实作用为主要动力; 中-深层以异常压力为主要动力,由于油气大量生成主要发生 在中-深层,因此,异常压力更显得重要.
泥质烃源岩不同阶段的排烃动力 埋藏深度 m 0～1500 1500～4000 4000～7000 温度 ℃ 10～ 50 50～150 有机质 热演化阶段 未 熟 成 熟 油气运移动力 正常压实,渗析,扩散 正常压实-欠压实,蒙脱石脱水, 有机质生烃,流体热增压,渗析, 扩散
F浮力 = V ( ρW ρ O )g
g--重力加速度; ρo--石油的密度.
式中:V--油相体积; ρw--水的密度;
浮力的方向垂直向上.在水平地层 水平地层条件下,油气垂直向上运移至 水平地层 储盖层界面;在地层倾斜 地层倾斜情况下,油气则沿地层上倾方向运移. 地层倾斜
2,水动力 水流的方向性: 水流的方向性: ▲ 压实水流 压实水流的流动方向:是从盆地中心向盆地边缘; ▲ 地表渗水 地表渗水的方向:是从盆地边缘露头区向盆地内部流动. ▲ 局部地区或局部构造 局部地区或局部构造:水的流动可以沿水平地层作水平运动,也 可以沿倾斜地层向下倾或沿上倾方向运动. 因此,水动力在油 气运移过程中的作 用(阻力 动力) 要 阻力或动力 阻力 动力 看水流动方向与油 气浮力方向是否一 致而定.
膨胀型粘土(蒙脱石) 向非膨胀型粘土(伊 利石)转化的数量随 深度增加的曲线(据 Schmidt, 1978)
蒙脱石
随D T
104.4—110 C, 加入钾云母
脱去层间水和有机质分子(进入粒间孔隙)
伊利石
油气运移简介
④ 渗透作用 渗透作用是指水由含盐度低的 一侧向含盐度高的一侧运移的作用，它与溶液 的扩散作用大小相等，方向相反。由于页岩是 天然的半渗透膜，有渗滤盐类离子的作用，造 成地下水各层之间的含盐度有很大差别。
据Jones 计算(1967)，当含盐量达到5％时， 可产生42kg/cm2的渗透压力差，达15％时， 可产生224kg/cm2的渗透压力差。所以，他认 为温度和含盐度的不同是地下流体流动的两个 关键因素。如果渗透流指向一个封闭的岩系， 则将使岩系内的流体产生异常压力。 ⑤ 构造作用 （抬升——高压；下沉——低压）
◆新生流体的增压作用
1．干酪根热演化，生成的气态烃和液态烃的增压作用。
2．粘土矿物高岭石向伊利石转化，在一定温度条件下， 脱去层间水，孔隙流体数量增多，在热力作用下，形成异 常高压。
◆毛细管力的作用
烃源岩与储集层界面处， 表现为动力。
1 1 Pc 2 cos r R
15
第三章
第一节 第二节 第三节 第四节
油气藏
油气运移 圈闭与油气藏 油气藏的形成与破坏 油气藏类型
本章主要论述油气运移的基本概念、初次运移 和二次运移的机理；圈闭与油气藏的概念、圈闭与 油气藏的度量、油气水在油气藏中的分布；油气藏 形成的基本条件；油气藏形成中的几个问题（油气 差异聚集原理、油气藏形成时间的确定、油气藏的 破坏与再形成）；油气藏的地质类型。
2
一、概
（一）油气运移概念
述
油气运移:即油气在地下的流动，或在地下因自然因素所引起的位置移动。
油气运移在油气藏形成中的作用
有机质 沉积物 埋藏
（原生油）
储集层 油气运移
次生油气藏
油气运移 油气藏
石油地质学(2010)-第四章油气的运移
初次运移
疏导层 烃源岩
二次运移
油 气
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第一节 油气运移概述
二、油气运移在油气藏形成中的作用
有机质 沉积物 埋藏 烃源岩 干酪根
（原生油） 储集层 油气运移
次生油气藏 油气运移 油气运移 油气藏
油气运移与油气生成及油气藏的形成、破坏、再形成过程紧密相联系 油气运移与油气生成及油气藏的形成、破坏、再形成过程紧密相联系
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第二节 油气初次运移
在石油大量生成的温度范围内，升高温度对其溶解度的提高只有十分 有限的作用 温度<100℃时, 石油 的溶解度很低 温度>100℃后,溶解度 开始有较明显增大 ,但一 般也仅为几至数十 ppm 即使在180℃的高温下, 溶解度也只有数十至数 百ppm 在更高温度下可望石 油的溶解度会有较快的 增加,但这样的高温已超 过运移
（三）新生流体的增压作用 生烃 作用 ．有机质生烃 生烃作用 1．有机质 干酪根在热演化过程中生成的产物（油/气/水）。 Momper（1978）：生成流体的体积超过原始干酪根体积的 25%。 不断生成的新生流体进入烃源岩的孔隙空间，使 孔隙流体体积增加，在压实阶段，烃源岩排液顺 , 体积膨胀产生的压力将推动油气运移；欠 畅时 畅时, , 促进 异常高压 压实阶段，当排液不畅或受阻时 压实阶段，当排液不畅或受阻时, 促进异常高压 。 形成，引起烃类排出 形成，引起烃类排出。 脱水 作用 ．蒙脱石脱水 脱水作用 2．蒙脱石 蒙脱石 : 膨润性粘土矿物 , 含大量层间水（按 体积计算可占矿物的 50% ）， 在压实和热力 作用下, 逐渐转化为伊利石将释放层间水，成 为孔隙水，增加孔隙流体体积。 , 由脱出水产生的压力将 在烃源岩排液顺畅时 在烃源岩排液顺畅时, , 促进 异 推动油气运移；当排液不畅或受阻时 推动油气运移；当排液不畅或受阻时, 促进异 。 常高压形成 常高压形成。
地球化学参数在油气运移研究中的应用——以塔里木盆地塔中地区为例
Ａｂｓｒ ｃ ： ｄ ｏ ａｂ ｎ ｍｉｒ ｔｏ ｎ ｔ ｅ Ｔａ ｈ ｎ ａｅ ｆ Ｔ ｒｍ ｓｎ ｉ ｓｕ ｅ ｔ ｒ ｕ ｈ ｅ ｃ ｅ ｃ ｌ ｔａ ｉｇ ｔ ａ ｔ Ｈｙ ｒ ｃ ｒ ｏ ｇ ａｉｎ ｉ ｈ ｚ ｏ ｇ ｒ ａ ｏ ａ ｉ Ｂａ ｉ ｓ ｔ ｄｉｄ ｈ ｏ ｇ ｇ ｏ ｈ ｍｉａ ｒ ｃｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ｎａｙ ｅ ｆｓ ｔ ｒ ｔｄ ｈ ｄ ｏ ａ ｂ ｎ ａ ｏ ｔｃ ｃ ｍｐ ｕｎ ｓ ｎ ｔｏ ｅ ｏ ｓｃ ｍｐ ｕｎ ｓ ａ ｄ ｔａ ｅ ｅｅ ｎ ｓ ｏ ａ ｅ ｎ ａ ｌ ｓ ｓ ｏ ａ ｕ ａ ｅ ｙ ｒ ｃ ｒ ｏ ｓ， ｒ ｍａｉ ｏ ｏ ｄ ， ｉｒ ｇ ｎ ｕ ｏ ｏ ｄ ｎ ｒ ｃ ｌｍｅ ｔ ｆ ｌ ｉ ｎ ｌ ｓｏ ． ｈｅ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｈ ｔｂ ｔ ｅ ｔ ｌａ ｄ ｌ ｔｒ ｌｈｙ ｒ ｃ ｒ ｏ ｇ ａｉｎ ａ ｅ ｃ ｍｍ０ ｎ ｔ ｅ ｓｕ ｖ ｆｕ ｄ ｉ ｃｕ ｉｎｓ Ｔ ｅ ｕｌ ｒ ｖ ａ ｓｔ ａ ｏｈ ｖ ｒｉ ａ ｎ ａ ｅ ａ ｄ ｏ ａ ｂ ｎ ｍｉｒ ｔｏ ｒ ｏ ｃ ｎ ｉ ｈ ｔ ｄ ａｅ ． ａ ｌｓｈ ｒ ｒ ｈ ｆｅ ｔｖ ｅｔｅ ｌｍｉ ｒ ｔ ｎ ｐ ｔｗａ ｓ， ｉｅ ｕ ｃ ｎ ｏ ｍｉ ｅ ｎ ｏ ｎ ｃｅ ａ ｄ ｂ ｄ ｅ ｒ ａ Ｆ ｕ ｔ ｅ ｅ ａ ｅ ｔ ｅ ｅｆ ｃｉｅ ｖ ｒｉ ａ ｇ ａ ｉ ａ ｈ ｙ ｗｈ ｌ ｎ ｏ ｆ ｒ ｔ ｓ ａ ｄ ｃ ｎ ｅ ｔｄ ｓ ｎ ｏ ｉ ｓ ｏ ｉ
地球化学过程及其对环境影响
地球化学过程及其对环境影响地球是一个庞大的生命体系，复杂的地质化学过程使其成为了我们能够生存的宝贵家园。
然而，地球化学过程和人类的活动引起的人为干预也会对我们环境造成不可估量的影响。
本文将分析地球化学过程对环境的影响，并探究人类活动与地球化学过程相互作用的可持续性。
地球化学过程与环境影响地球化学过程是指地球内部和外部物质在自然界中的广泛运动与转换过程。
地球化学过程对环境的影响包括以下几个方面：1. 变质作用导致岩石中的矿物质释放，进入地表或者大气中。
例如，岩石中可以释放出有害元素如镉、铜、铅等，进入环境比如水、土壤、空气等中。
2. 化学风化作用可以引发土地退化、水土流失等问题，如腐蚀性很强的酸雨降落到土地，会导致土地的退化和生物受到污染。
3. 地球化学过程也会造成自然灾害，如地震、火山喷发、山体滑坡、泥石流等。
4. 地球化学过程中的某些元素或化合物可以对环境产生积极影响，如培育了许多地域的矿产资源，促进了生态环境和人类经济发展，增加了许多就业机会，促进了区域发展。
人类活动与地球化学过程的互动人类活动对地球环境造成的影响是长期积累的。
不断的工业化、城市化以及人口增长，不断地对自然资源进行挖掘和利用，这些活动都会对地球化学过程造成不可估量的影响。
1. 过度开采矿物资源：矿物资源是地球化学过程中的一部分，对人类发展和生存有着不可替代的作用。
但是，过度开采和高强度捕捞矿物资源的活动也会给地球带来重大威胁，如土地沙化、水土流失、劣化土地质量、水源污染等。
2. 燃烧化石燃料：人类活动不断使用有害化学物质，特别是加工和使用燃油、煤炭等化石燃料，对气候和自然环境造成了重大的影响。
年复一年、日复一日的能量消耗和排放气体，对环境的影响才得以大规模的暴露出来。
3. 污染物排放：生活垃圾的堆积和排放污染物是人类对环境科学的伤害之一。
工业、农业和生活中不断产生的一系列污染物，如二氧化硫、氮氧化物、有机物、氨气和重金属等，都会对地球形成严重影响。
石油地质学第6章油气运移
概述
石油与天然气的运移
油气运移过程中的受力分析 油气的初次运移 油气的二次运移 流体动力与油气运聚研究实例
§1 概述 一、概念
油气运移即油气在地下的流动，或在地下因自然因素所引 起的位置移动。按油气运移所发生的场所可分为初次运移和二 次运移。 初次运移——油气 自生油层向储集层（运 载层）中的运移。 二次运移——油气 进入储集层/运载层之后 的一切运移。
这些问题正是油气勘探和评价中急待解决的问题。
四、发生运移的必要条件
1、流体
2、动力条件
3、通道
§2 油气运移过程中的受力分析 一．地静压力
指某一深度地层在单位 面积上所承受的上覆岩石柱 的压力(压强)：
S s g Z s g dZ
0
Z
地静压力随着上覆地层 的增厚而增大，它对下伏沉 积物的作用主要是促进了压 实和固结作用。 泥岩的正常孔-深关系：
内摩擦力：是石油流动时分子之间相对运动而引起的摩 擦力，一般可以用石油的粘度来表示。内摩擦力越小，越有 利于分子运动和石油运移。 …………
§3
油气的初次运移
一、油气发生初次运移时 的介质环境特点
1．泥质岩的孔隙细小 泥质岩中片状硅酸盐＞50%， 随着泥质岩增多，岩石孔隙不仅越 来越小，且越来越扁平，呈长方形。
Pc
2 rc cos
rc 2
2 cos rc
毛细管压力的方向由润湿相指向非 润湿相（如由水指向油）。
六．其它力
构造应力：根据现今地震活动反映的构造应力场分布，地 下水位的变化呈现如下规律：①震前应力能量积累阶段（水位 趋势性下降），②震时能量释放阶段（水位急剧上升），③震 后应力调整阶段（水位缓慢回升，后恢复正常）。
第五章 油气运移地化参数
第五章指示油气运移的地球化学参数石油是一种多组分的复杂混合物，每个组分的物理化学性质存在差异。
当它们从油源层被排到相邻近的运移通道中进行运移时，由于石油组分与运移介质之间物理-化学作用的影响，多组分的复杂混合物将发生不同程度的分异作用，导致石油的组成和性质发生一系列的变化，即发生分馏。
导致这种变化的影响因素颇多，在不同的地质-化学条件下，对于石油的不同组分，各种因素的影响程度不尽相同，目前还不是很了解。
而地球化学参数却可以为这些变化提供直接的证据。
现在在运移研究中发挥重要作用的地球化学参数包括石油的不同馏分、流体包裹体和同位素等。
一、原油馏分1．生物标志化合物现在用于油气运移研究中的生物标志化合物主要包括正构烷烃、异戊二烯烃、甾烷、萜烷、芳烃及卟啉化合物。
（1）正构烷烃正构烷烃是石油的重要组成部分，也是石油地化中研究和应用较早的化合物之一。
与生物标志化合物有关的正构烷烃，碳数分布范围很广，从 nC13—nC40，甚至到nC50，由于分析上的原因，一般研究的在nC15—nC35之间。
随着运移距离的增加nC17—nC25范围内的正构烷烃表现出与运移距离成正比的关系,即运移距离越长, nC17—nC25范围的正构烷烃含量越高。
在运移过程中，层析作用占主导地位时，这种规律非常明显；但是若在运移过程中，氧化作用或生物降解占主导地位，这种规律可能不明显，甚至出现相反的规律。
（2）异戊二烯烃无环异戊二烯烃类广泛地应用于油源对比和恢复沉积环境，其中姥鲛烷和植烷由于结构上的稳定性和较高的含量，成为最常用的标志化合物。
在运移方面，目前主要研究了姥鲛烷、植烷与nC17、nC18 运移的相对难易程度。
Mackenzie等和 Leythaeuser 等在研究了一些地区的地质样品后发现，在排除了成熟作用影响之后，经运移的原油中的Pr/ nC17比值较源岩中残余烃低，即nC17较Pr更易运移。
也就是说，正构烷烃较相近碳数异戊二烯烃具更强的运移能力。
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地球化学中的油气运移及环境效应
地球是人类赖以生存的家园，而油气是我们生活中不可或缺的能源，其产生与运移对地球化学环境产生了极大影响。
本文将从油气的运移机制、环境效应两方面探讨地球化学中的油气运移及其环境效应。
一、油气运移机制
油气运移是指油气从地下岩层中向上运移的过程。
其主要机制有两种，一种是依靠岩石孔隙、裂隙来运移，另一种是通过岩石固体与流体之间的相互作用而进行运移。
1、岩石孔隙、裂隙运移
这是油气运移的一种常见机制，岩石中存在着不同大小的孔隙与裂隙，油气通过这些空隙向上运移。
对于孔隙较大的岩石，如砂岩、泥岩等，油气可以直接在孔隙中储存；而对于孔隙较小的岩石，如页岩、板岩等，油气无法直接运移，必须通过压裂等方式才能释放出来。
2、相互作用运移
这是油气运移的另一种机制，通过岩石固体与流体之间的相互作用，油气分子可以跨越石英烷基等的界面向上运移。
这种机制主要发生在页岩、泥岩等非常规油气储层中。
二、油气运移的环境效应
油气运移不仅对经济、社会发展有着巨大意义，也对环境产生了一定的影响。
这些环境效应主要有以下几点。
1、地下水质污染
油气的开采、运输与储存等过程中，往往会产生一些有毒有害物质，如挥发性有机化合物、重金属等，这些物质会直接污染地下水，并可能造成地下水的非可恢复性污染。
2、温室气体排放
随着人们对油气的需求不断增长，油气采集与运输所产生的温室气体排放量也在不断上升，这会直接加剧全球气候变暖的程度。
3、地表水体污染
油气开采和运输会产生大量的水、污染物等废水，如果不合理排放或处理，就会对地表水体造成直接或间接的污染，这种污染将直接危及人类饮用水的安全和生态环境的健康。
4、土壤污染
油气开采和运输过程中，经常与机械、设备等有机化合物直接接触，这些物质可能经过雨水等途径被带到地表，对土壤产生污染，对植物和生态环境的破坏也非常严重。
综上所述，油气在地球化学中的运移以及其环境效应是一个复杂而又深刻的问题，我们需要共同探讨并找到解决方案，让油气的开发利用在满足人类需求的同时也不对环境造成过大影响。