第五章 石油和天然气的运移
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石油天然气地质学
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石油天然气地质学
5、非烃化合物
主要是含硫、氮、氧三种元素的有机化合物，主要集中在石油的高沸点馏分中。
含硫化合物：最重要的非烃化合物，存在于中、重馏分中。主要有硫醇（-SH）、硫化物 （-S-）（包括硫醚R-S-Rˊ、环硫醚）、二硫化物（-S-S-）以及噻吩衍生物。此外，还 有元素硫、硫化氢。硫来自有机物的蛋白质和围岩的含硫矿物石膏等
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石油天然气地质学
第一节石油
二、石油的组成 （一）石油的元素组成： 组成石油的化学元素主要是碳、氢、氧、氮、硫。碳含量为：84-87%， 平均84.5%；氢含量为：11～14%，平均13%；两元素在石油中一般占 95～99%，平均为97.5%。剩下的硫、氮、氧及微量元素的总含量一般 只有1～4%，其中，氧：0.1～4.5%，一般小于0.5%；硫：小于1%， 平均0.65%；氮：小于0.1%。含硫量小于1%的为低硫原油,含硫量大于 1%的为高硫原油。常以0.25%作为贫氮和高氮石油的界线。石油中还 发现微量元素，构成了石油的灰分。 已发现的33种微量元素按其含量多少和常见程度列举如下：铁(Fe)、 钙(Ca)、镁(Mg)、硅(Si)、铝(Al)、钒(V)、镍(Ni)、铜(Cu)、锑(Sb)、锰 (Mn)、锶(Sr)、钡(Ba)、硼(B)、钴(Co)、锌(Zn)、钼(Mo)、铅(Pb)、锡 (Sn)、钠(Na)、钾(K)、磷(P)、锂(Li)、氯(Cl)、铋(Bi)、铍(Be)、锗(Ge)、 银(Ag)、砷(As)、镓(Ga)、金(Au)、钛(Ti)、铬(Cr)、镉(Cd)。在这些微 量元素中，最引起石油地质学者重视的是V、Ni两种元素，它们含量高， 分布普遍并具有成因意义。 在这些微量元素中，最引起石油地质学者重视的是V、Ni两种元素，它 们含量高，分布普遍并具有成因意义。 近年来，石油灰分中的V、Ni含量及其比值（V/Ni）已被用来确定生 油岩相、油源对比以及研究油气运移等问题。
石油天然气地质学
5、非烃化合物
主要是含硫、氮、氧三种元素的有机化合物，主要集中在石油的高沸点馏分中。
含硫化合物：最重要的非烃化合物，存在于中、重馏分中。主要有硫醇（-SH）、硫化物 （-S-）（包括硫醚R-S-Rˊ、环硫醚）、二硫化物（-S-S-）以及噻吩衍生物。此外，还 有元素硫、硫化氢。硫来自有机物的蛋白质和围岩的含硫矿物石膏等
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石油天然气地质学
第一节石油
二、石油的组成 （一）石油的元素组成： 组成石油的化学元素主要是碳、氢、氧、氮、硫。碳含量为：84-87%， 平均84.5%；氢含量为：11～14%，平均13%；两元素在石油中一般占 95～99%，平均为97.5%。剩下的硫、氮、氧及微量元素的总含量一般 只有1～4%，其中，氧：0.1～4.5%，一般小于0.5%；硫：小于1%， 平均0.65%；氮：小于0.1%。含硫量小于1%的为低硫原油,含硫量大于 1%的为高硫原油。常以0.25%作为贫氮和高氮石油的界线。石油中还 发现微量元素，构成了石油的灰分。 已发现的33种微量元素按其含量多少和常见程度列举如下：铁(Fe)、 钙(Ca)、镁(Mg)、硅(Si)、铝(Al)、钒(V)、镍(Ni)、铜(Cu)、锑(Sb)、锰 (Mn)、锶(Sr)、钡(Ba)、硼(B)、钴(Co)、锌(Zn)、钼(Mo)、铅(Pb)、锡 (Sn)、钠(Na)、钾(K)、磷(P)、锂(Li)、氯(Cl)、铋(Bi)、铍(Be)、锗(Ge)、 银(Ag)、砷(As)、镓(Ga)、金(Au)、钛(Ti)、铬(Cr)、镉(Cd)。在这些微 量元素中，最引起石油地质学者重视的是V、Ni两种元素，它们含量高， 分布普遍并具有成因意义。 在这些微量元素中，最引起石油地质学者重视的是V、Ni两种元素，它 们含量高，分布普遍并具有成因意义。 近年来，石油灰分中的V、Ni含量及其比值（V/Ni）已被用来确定生 油岩相、油源对比以及研究油气运移等问题。
《石油地质学》石油与天然气的初次运移
第四章 石油和天然气的运移
正常压实作用
正常压实导致孔隙水排出，孔隙度减少，密度增加。 正常压实导致孔隙水排出，孔隙度减少，密度增加。 不同岩性压实特征不同： 不同岩性压实特征不同：
碳酸盐岩易发生固结 作用,压实作用影响少. 泥砂岩变化大，泥岩 在2000米内孔隙度变 化快。砂岩较稳定。
泥岩与砂岩压实特征
第四章 石油和天然气的运移
3、相态演变方式 油气初次运移的相态，决定于源岩的温度、 油气初次运移的相态，决定于源岩的温度、 压力、生烃量、孔隙度、 压力、生烃量、孔隙度、溶解度以及岩石的组 构等条件，也可以说是地下各种物理、 构等条件，也可以说是地下各种物理、化学因 素综合作用的结果。 素综合作用的结果。因此说油气初次运移的相 态并非唯一的和万能的。它主要是随源岩的埋 态并非唯一的和万能的。 深和有机质类型的变化而变化。 深和有机质类型的变化而变化。Barker和 和 Tissot提出不同埋深以不同方式进行运移的相 提出不同埋深以不同方式进行运移的相 态演变方式。 态演变方式。
压实作用、 压实作用、欠压实作用 、蒙脱石脱水、流 体热增压、渗析作用和其它作用 。
第四章 石油和天然气的运移
（一）压实作用 １、正常压实 在上覆沉积负荷作用下， 在上覆沉积负荷作用下，沉积物通过不断 排出孔隙流体，如果流体能够畅通地排出， 排出孔隙流体，如果流体能够畅通地排出，孔 隙度能随上覆负荷增加而作相应减小， 隙度能随上覆负荷增加而作相应减小，孔隙流 体压力基本保持静水压力， 体压力基本保持静水压力，则称为正常压实或 压实平衡状态(流体压力==静水压力 静水压力) 压实平衡状态(流体压力==静水压力)。
第四章 石油和天然气的运移
二、油气初次运移的动力因素
一般认为： 一般认为：油气从烃源岩排出的原因是由于烃源 岩中存在着——剩余流体压力。 剩余流体压力。 岩中存在着 剩余流体压力
石油地质学(第五章石油和天然气的聚集)
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 2.油（气）藏高度 五 2.油（气）藏高度 章 油藏高度 ： 油藏最高点与油水界面 石 油 和 天 然 气 油气藏高度=气顶高度+ 含油高度 的 (气)面积 含油( 聚 3. 含油 集 • 含油面积： 含油外边缘 所圈定的 含油面积：含油外边缘 含油外边缘所圈定的
所圈定的封闭区面积。
石 油 和 天 然 气 的 聚 集
•
•
背斜圈闭的溢出点、闭合高度和闭合面积示意图
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 对于断层圈闭，闭合面积按断层线与储集层顶面等高线构 五 成的闭合面积。 章 同样对于不整合面、地层尖灭带与储集层顶面等高线相交
构成的闭合区面积。
石 油 和 天 然 气 的 聚 集
第 五 二、圈闭的度量 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
（spill point）： 油气充满圈闭后最先开始向 1．溢出点 溢出点（ ）：油气充满圈闭后最先开始向 外溢出的点。
பைடு நூலகம்
第一节 圈闭与油气藏的基本概念
第 五 二、圈闭的度量 章 2．闭合面积（closure area）：通过溢出点的构造等高线
第 二、圈闭的度量 五 4．有效孔隙度和储集层的有效厚度 章 石 油 和 天 然 气 的 聚 集
有效孔隙度主要根据岩心的实验室测定、测井解释资 料统计分析求得，作出圈闭范围内的等值线图。
储集层的有效厚度根据有效储集层的岩性、电性、物 性下限标准求得。 （最大聚集油气体积） 、圈闭的最大有效容积（ 5、圈闭的最大有效容积 V=F×H×φ • 3 V —有效容积，m ； F —闭合面积，m2； H —储集层的有效厚度，m； φ —储层有效孔隙度，%。 •
名词解释大全
一、名词解释绪论1石油地质学是矿床学的一个分支，是在石油和天然气勘探及开采的大量实践中总结出来的一门新兴学科，它是石油及天然气地质勘探领域的重要理论基础课。
第一章石油、天然气、油田水的成分和性质1石油沥青类天然气、石油及其固态衍生物，统称为石油沥青类。
它们同煤类、油页岩、一部分硫，都是自然界常见的可燃矿产。
2可燃有机矿产或可燃有机岩天然气、石油及其固态衍生物，统称为石油沥青类。
它们同煤类、油页岩、一部分硫，都是自然界常见的可燃矿产。
因为这些矿产多由古代的动物、植物遗体演变而来，属有机成因，又具有燃烧能力，所以常被人们总称为可燃有机矿产或可燃有机岩。
3石油（又称原油）一种存在于地下岩石孔隙介质中的由各种碳氢化合物与杂质组成的，呈液态和稠态的油脂状天然可燃有机矿产。
4 气藏气系指基本上不与石油伴生，单独聚集成纯气藏的天然气。
5 气顶气系指与石油共存于油气藏中呈游离气顶状态的天然气。
6凝析气当地下温度、压力超过临界条件后，液态烃逆蒸发而形成的气体，称为凝析气。
一旦采出后，由于地表压力、温度降低而逆凝结为轻质油，即凝析油。
7固态气体水合物在洋底特定压力和温度条件下，甲烷气体分子天然地被封闭在水分子的扩大晶格中，形成固态气体水合物，或冰冻甲烷或水化甲烷。
8油田水所谓油田水，从广义上理解，是指油田区域(含油构造)内的地下水，包括油层水和非油层水。
狭义的油田水是指油田范围内直接与油层连通的地下水，即油层水。
9底水是指含油(气)外边界范围以内直接与油(气)相接触，并从底下托着油气的油层水。
10边水是指含油(气)外边界以外的油层水，实际上是底水的外延。
11重质油是指用常规原油开采技术难于开采的具有较大的粘度和密度的原油。
与常规油相比，包含了数量较多的高分子烃和杂原子化合物，在物理性质上，具有密度大、粘度大、含胶量高、含蜡量低、凝固点低的特点。
第二章油气显示1油气显示石油、天然气以及石油衍生物在地表的天然露头。
2油苗液态原油由地下渗出到地面叫油苗。
石油地质学石油与天然气的运移
四、地层压力与异常地层压力
（5）异常地层压力： 如果某一深度地层的压力明显高于或低于静水压力， 则称该地层具有异常地层压力。
（6）压力系数：某一深度的地层 压力与该深度静水压力的比值。
压力系数>1：异常高压 压力系数<1：异常低压
埋深（m）
0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
二、岩石的润湿性与毛细管力
（1）润湿性：
润湿作用是指固体表面的一种流体被另一种液体取
代的一种作用。
（流体附着固体的性质）
θ＝0：称完全润湿 θ<90：称润湿
接触角： θ>90：称不润湿
润湿流体：易附着在固体上的流体，又称为润湿相 非润湿流体：不易附着在固体的流体，又称非润湿相
（2）岩石的润湿性 ①水润湿的（water-wet）：
③沉积物恢复压实平衡状态
①
②
③
①
颗粒＋流体
2.烃源岩内部的异常高压
0
（1）沉积盆地异常高压十分普遍 0
1000
2000
3000
4000
5000
辽东湾地区地层压力与埋深关系
深度(m)
预测压力(MPa)
30
60
90
120
测井资料预测地层压力 地震资料预测地层压力 静水压力趋势线
常压带
第一超压带 第一压力过渡带
②烃源岩中含水很少，初次运移的相态是什么？
一、运移相态
①石油主要是以游离相态运移的； ②水溶相态和游离相态对天然气的初次运移都是 重要的，天然气还可以呈扩散状态运移
③油气可以以互溶（油溶气、气溶油）相态运移
二、油气初次运移的主要动力
石油与天然气复习思考题及答案
第一章石油和天然气的成分和性质1、石油与可燃有机矿产的概念石油: 指地下岩石空隙中天然生成的，以液态烃为主要化学组分的可燃有机矿产。
由古代的动物、植物遗体演变而来，属有机成因，又具有燃烧能力，总称为可燃有机矿产或可燃有机岩。
2、石油的主要元素组成和化合物组成？石油的元素组成和化合物组成有什么特点?组成石油的化学元素主要有：C、H、O 、S、N，其中C和H两种元素占绝对优势。
元素组成特点：一般石油中碳的含量占84—87％，氢含量为11一14％，两者在石油中以烃的形态出现，占石油成分的97—99％。
剩下的硫、氮、氧及微量元素的总含量一般只有1—4％。
但是，在个别情况下主要由于硫分增多，这个比例可高达3％－7％。
石油的化合物组成归纳起来，主要可分为烃和非烃两类。
烃类：（1）烷烃（2）环烷烃（3）芳香烃非烃化合物主要包括：含硫、含氮、含氧化合物化合物组成特点：碳、氢、硫、氮、氧五种主要元素在石油中可以构成巨大数量的化合物。
不论其数量如何多，但其化学性质都取决于这些元素构成的官能团；每一种官能团都具有特殊的化学特征，在其所连接的各种有机化合物中起着相同的作用。
3、石油的颜色有那些？为什么有白色石油？石油的颜色变化范围很大，从白色、淡黄色、黄褐色、深褐色、黑绿色至黑色。
石油的颜色与胶质—沥青质含量有关，含量越高颜色越深。
白色石油的形成，可能于运移过程中，带色的胶质和沥青质被岩石吸附有关。
4、索可洛夫根据存在的环境将天然气分为哪八大类？①大气；②表层沉积物中的气体；③沉积岩中的气体；④海洋中的气体；⑤变质岩中的气体；⑥岩浆岩中的气体；⑦地慢排出气；⑧宇宙气。
5、根据产出状态，天然气有哪些类型?何谓气藏气、气顶气、凝析气?① 气藏气② 气顶气③ 溶解气④ 凝析气⑤固态气体水合物气藏气：指基本上不与石油伴生，单独聚集成纯气藏的天然气气顶气：指与石油共存于油气藏中呈游离气顶状态的天然气。
凝析气：当地下温度、压力超过临界条件后，液态烃逆蒸发而形成的气体。
第十三次课：第五章油气藏(1)
作业题
1 .概念：初次运移、二次运移、地层压力、 静水压力、地静压力、破裂压力、异常高孔 隙流体压力、压实作用、瞬时剩余地层压力、 欠压实作用、水力破裂缝、毛细管力、水动 力。
2.油气初次运移的阶段性及其运移模式特征；
3．二次运移的通道有哪些？二次运移的主 要时期？
第五章 石油和天然气的聚集
（1）
区域构造格局(坳陷和隆起的分布）的控制
b.油气运移的大方向由盆地中心向盆地边缘运移，
从凹陷区向隆起区运移
c.位于坳陷附近的隆起带及斜坡带是油气运移的
主要指向
坳陷
Ng
隆起
坳陷
Ed Es1 Es3
Ek1
7
1
3
9
5 2
4
6 8
Ek2+3
庄1
②优势运移通道的分布
优势运移通道孔渗性好， 毛细管力小，油气运移阻 力小，是油气运移的优势 方向
a.优势运移通道受砂体分布 的控制：三角洲、水下扇、 扇三角洲等砂体。
b.优势运移通道受断裂分布的控制
常压 膏泥岩盖层
超压
剩余压力等值线
烃源岩层系
（1）断裂活动期-超压流体排放与剩余压力差形成
常压
常压
超压
（2）断裂停止活动早期①－超压流体排放停止与 油气充注和流体势开始恢复
常压
超压
超压
（3）断裂停止活动早期②－油气充注和流体势逐渐恢复 （4）断裂停止活动早期③ －油气充注和流体势基本恢复
P Y 2 8 - 2 - 1
P Y 2 7 - 1 - 1 0 100 200 P Y 3 3 - 1 - 1
③盆地水动力条件 a.在水动力的作用下，油气从测压面高的一侧向测
油气藏的形成过程石油生成-运移
油气藏特征
油气藏的储层特征
包括储层的岩性、物性、含油性、含气性等特征，以及储层的非均质 性和空间展布规律。
油气藏的流体特征
包括油、气、水的性质、组分、含量以及分布规律，以及油气的相态 特征。
油气藏的温度、压力特征
包括油气的温度、压力、压力梯度、温度梯度以及压力系统等特征。
油气藏的驱动类型与能量
根据油气的驱动类型和能量，可以将油气藏分为弹性驱动、水压驱动、 气压驱动和溶解气驱动等类型。
02 油气运移
初次运移
初次运移是指油气从源岩中排驱出来 后，在地下未成熟的沉积岩层中的运 移。
初次运移的油气量较小，但为后续的 再次运移和聚集成藏提供了物质基础。
初次运移过程中，油气会受到地层压 力、温度和孔渗性的影响，通过扩散、 渗滤和毛细管作用进行长距离的运移。
再次运移
1
再次运移是指油气在经过初次运移后，在地下成 熟沉积岩层中的运移过程。
油气藏评价
油气藏的资源量评估
根据地质资料和地球物理勘探 资料，评估油气藏的资源量， 包括地质储量和可采储量。
油气藏的技术可采性评估
根据油气的开采难度和经济效 益等因素，评估油气藏的技术 可采性和经济可采性。
油气藏的开发方案设计与 优化
根据油气藏的特征和评估结果 ，设计开发方案，包括开发层 系选择、开发方式确定、井网 部署等，并进行优化。
油气藏形成过程的影响因素
地质因素
地壳运动、构造运动、岩浆活动等地质因素都会对油气藏的形成产 生影响。
气候因素
气候变化会影响植物的生长和腐烂，从而影响烃源岩的生成和油气 的形成。
时间因素
油气藏的形成是一个长期的过程，需要足够的时间来完成油气的生成、 运移和聚集。
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第五章 石油及天然气的运移
第五章 石油和天然气的运移
油气藏的基本要素是流体
和圈闭，油气从富含有机质的 烃源岩到圈闭中聚集保存，必 须要经过流动，油气的这种流 动，就是油气的运移。因此， 油气运移是指石油、天然气在 某种自然动力的驱使下在地壳 中发生位置的转移。
第五章 石油及天然气的运移
第五章 石油和天然气的运移
3、烃类及非烃气体生成的作用
第五章 石油及天然气的运移
Powers(1959，1967)，Burst (1969)等提出，粘土矿物成岩作 用过程中，在热力作用物的下蒙 脱石转变为伊利石时，可释放出 粘土矿结晶格架水，作为油气运 移的载体。研究表明达到一定深 度的温度、压力条件下，蒙脱石 向伊利石大量转化释放出大量的 结合水，同时也引起泥岩体积的 突变。图为Schmidt研究了墨西 哥湾沿岸一口井中膨胀型粘土 （大部分是蒙脱石）与非膨胀型 粘土（伊利石）的比例。
第五章 石油及天然气的运移
（一）正常压实
压实作用过程中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 压实平衡的层序之上又沉积了新沉积物，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 部分由颗粒产生的有效压应力，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。但在一个不断沉降、不断沉积、不 断压实的连续过程中也可叫做剩余压力。因为正常压实过程就是： 由压实平衡到瞬时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，如果流体的排出时烃源岩 已经成熟成烃，即可实现初次运移。其排液的方向视不同的沉积 层序而不同。
第五章 石油及天然气的运移
（二）排液方向
砂页岩互层的层序 在砂、泥岩互层的层序里，由于 泥质沉积物和砂质沉积物的原始结构 不同，其抗压性能也不同，在压实过 程中泥岩孔隙度丧失得快，说明在相 同负荷下泥岩比砂岩排出流体多，所 产生的瞬时剩余流体压力比砂岩大， 因此流体运移的方向是由页岩到砂 岩。在砂、泥岩互层的情况下，泥岩 中流体的运移方向既有向上的也有向下的，总是指向砂岩，砂岩 中的压实流体只能与所排入的压实流体一起沿砂层做侧向运移。
第五章 石油及天然气的运移
扩散系数与轻烃的碳原子数是指数关系（Leythaeuser， 1980～1984)，图为８组有机质类型和成熟度有所差别的气源岩， 按累积扩散量与西加拿大的奇韦尔（Chigwell）气田和荷兰的哈 令根（Harlingen）气田的甲烷地质储量对比图，因此认为轻烃 的扩散方式进行初次运移是一种有效过程。
第五章 石油及天然气的运移
（二）排液方向
均一泥岩的层序 剩余压力的大小直接与新沉积物 的厚度与密度有关，可以用下列公式 计算: El=（ρbo-ρw）glo 由于沉积物lo越厚，下伏沉积的剩 余流体压力越大，因此，一般来讲， 深部沉积物的剩余流体压力大于浅处 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，那么由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，大部分流 体沿垂直方向向上运移，只有很少一部分流体沿水平方向运移。
第五章 石油及天然气的运移
干酪根热降解成烃一方面为初次运移提供了物源，另一方面成 烃增压作用也是初次运移内部能量的一个重要来源。干酪根在热降 解生成石油和甲烷气体等烃类的同时，也产生大量的水和非烃气体 （主要是CO2），而这些流体的体积大大超过原来干酪根的体积， 因此引起页岩孔隙流体压力大幅度的提高，使异常高压进一步增 强，这种压力的增加将导致微裂缝的产生（Hedberg，1980），使 石油进入渗透性的载岩和储集层。 在地层的温度和压力下干酪根产生的CO2可以大量溶于石油， 从而降低石油的粘度和表面张力，改善石油的流动性，提高排烃效 率，有利于油气运移。 度 另外，饱和有CH4和CO2气体的孔隙水，在一定的压力和温 下可以容载更多的烃类以水相方式运移出生油层。 所以说在烃类生成的时候也孕育了排出烃类的动力，石油的生成 与运移是一个必然的连续过程。
第五章 石油及天然气的运移
1、压ห้องสมุดไป่ตู้作用的动力因素
压实作用是在上覆沉积负荷作用下，沉积物致密程度增大 的地质现象。在压实作用过程中，沉积物通过不断排出孔隙流体， 孔隙度不断减少，体积密度逐渐增加。如果流体能够畅通地排出， 孔隙度能随上覆负荷增加而作相应减小，孔隙流体压力基本保持 静水压力，则称为正常压实或压实平衡状态。如果由于某种原因 孔隙流体的排出受到阻碍，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异常值，这种压实状 态就称为欠压实或压实不平衡。 正常压实是流体以“压实水流”模式运移的动力因素，而欠 压实所产生的异常高压是“微裂缝排烃”模式的主要动力。
第五章 石油及天然气的运移
（三）欠压实
查普曼（Chapman，1972）指出，泥岩正常压实排水的主要时 期和油气大量生成在时间上的矛盾，使通过正常压实水流载出的油 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，产生异常高压，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油时期，则将对油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。
Iuing（1933）首次把油气运移划分为初次运移、二次运移和三 次运移。初次运移定义为油气自生油岩向储集岩中的运移；二次运 移定义为油气在邻近生油层的储集层中的运移以及形成第一次油气 聚集；而聚集后由于外界条件的变化，油气再次发生的运移称为三 次运移。而这种划分实际上很难把二次和三次运移区别开，所以只 把运移过程划分为初次运移和二次运移。 初次运移和二次运移是两种过程，其运移机理和结果都不同。 油气运移不仅是石油质领域中一个极为重要的理论问题，而且也直 接与勘探目标油气聚集有关，具有较高的实用价值。
第五章 石油及天然气的运移
（三）欠压实
（3）欠压实地层中流体的异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，而且还有可能进一步使岩层产生微裂隙，给油气运移创造更好 的条件。 但如果为非生油层时，它只能成为最好的压力封闭盖层。
4、粘土矿物的脱水作用
第五章 石油及天然气的运移
从图中表明粘土矿物转化 率增加的深度大约是3200米（ 10500英尺），在这个深度的温度 约为93.3C(200F)。地温梯度也在 3200米深处增加，而3200米处又 正是异常高压的顶部。这样看来， 脱水与成烃高峰期是能呼应的。 晚期脱水对初次运移的重要性也 正在于在关键时刻提供了运载工 具—孔隙水。当然，水的排出仍 主要靠压实。当然,粘土矿物脱水 的意义也是局限的,有的盆地几乎不含蒙脱石,如威利斯顿含油气盆 地（Dow，1974），碳酸盐岩生油岩 粘土矿物也很少。
第五章 石油及天然气的运移
一、油气初次运移的动力
油气是如何从生油岩中运移出来的，其动力因素 是什么？提出了种种设想，有压实作用、热力作用、成 烃增压作用、粘土矿物脱水作用和扩散作用等观点。油 气初次运移可能有多种影响因素，除了以上几种主要的 动力因素外，还有在源岩层与非源岩层的界面上，两者 的毛细管压力差的作用促使油气排出；胶结和重结晶作 用可使孔隙度减小，从而迫使石油排出，这可能是碳酸 盐岩源岩排烃的重要动力；构造运动，渗析作用都对油 气初次运移有一定的作用。但是除了扩散作用外，其余 作用归纳起来集中一点就是它们都是通过产生或增加孔 隙流体压力而起作用的，也就是说压差是直接驱动因素。 因此，烃源岩内部和外界的压力差和浓度差，是油气初 次运移的本质原因。
5、扩散作用
轻正烷烃有效扩散系数与烃 分子碳原子数的关系
A—H组气源岩通过标准体积累积的扩 散总量与两个气田甲烷原始储量对比图
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二、油气初次运移的相态
发生初次运移的油气，呈现什么样的物理化学状态， 是初次运移中的又一争论问题。目前根据有没有游离态的 烃主要有二种观点：水溶相运移与游离相运移。水溶相运 移是一种以水为载体的运移形式，认为石油和天然气溶于 水呈分子溶液或胶体溶液排出烃源岩；游离相运移是不以 水为载体的运移形式，认为油气呈独立的油相或气相从烃 源岩中排出。 实际上，每一种运移方式都有一定的条件，也都有一 定的局限性，油气初次运移的相态并非唯一的和万能的， 它主要是随源岩的埋深和有机质类型的变化而变化。 Barker和Tissot提出不同埋深以不同方式进行运移的相态 演变方式。
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持水溶相运移观点主要有两种 形式，即分子溶液和胶体溶液。 分子溶液即石油或天然气分子 完全溶解于孔隙水中成为溶液状态 进行初次运移。主要代表有Admas (1903)、Lewis(1924)、Baker(1960)、 McAuliffe(1963～1978)、Price(1976 ～1989)等。胶体溶液的分散粒子不 烃类在水中溶解度与碳数的关系图 是单分子，而是有机酸(R桟OOH) 分子聚合体，它们的分子一端有亲油的烃链，另一端有亲水的极性 键，极性端因亲水而向外，非极性端因亲油而向内，在胶束中心的 亲油部分就可以增溶一部分烃类，以起到对烃增溶的作用，主要代 表有Baker(1959)、Cordel(1973)。
4、粘土矿物的脱水作用
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5、扩散作用
自然界中只要有浓度差就有扩散作用，轻烃的扩散作用早已 为人们所认识。生油层中含烃浓度比周围岩石大，烃的扩散方向 由生油层指向围岩，与油气运移的方向一致，因此它是进行初次 运移的一种动力。虽然，扩散作用在物质转移方面的效率比较低， 但是它受客观条件诸如温度、压力、地层的物性以及有机质的成 熟度等等的影响比较少。只要有浓度差存在，扩散作用就无时无 刻不在发生，甚至在欠压实和异常高压状态下也能毫无阻碍地进 行。因此，在漫长的地质时期中，它仍然是一种不可忽视的动力， 尤其是气态烃的扩散作用具有更重要的意义。另外，当地层深埋 变得异常致密、流体的渗流很微弱或停止时，扩散作用几乎是流 体运移的唯一方式，其重要性就更为突出。对初次运移来说扩散 作用总是一个积极因素。
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油气藏的基本要素是流体
和圈闭，油气从富含有机质的 烃源岩到圈闭中聚集保存，必 须要经过流动，油气的这种流 动，就是油气的运移。因此， 油气运移是指石油、天然气在 某种自然动力的驱使下在地壳 中发生位置的转移。
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3、烃类及非烃气体生成的作用
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Powers(1959，1967)，Burst (1969)等提出，粘土矿物成岩作 用过程中，在热力作用物的下蒙 脱石转变为伊利石时，可释放出 粘土矿结晶格架水，作为油气运 移的载体。研究表明达到一定深 度的温度、压力条件下，蒙脱石 向伊利石大量转化释放出大量的 结合水，同时也引起泥岩体积的 突变。图为Schmidt研究了墨西 哥湾沿岸一口井中膨胀型粘土 （大部分是蒙脱石）与非膨胀型 粘土（伊利石）的比例。
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（一）正常压实
压实作用过程中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 压实平衡的层序之上又沉积了新沉积物，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 部分由颗粒产生的有效压应力，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。但在一个不断沉降、不断沉积、不 断压实的连续过程中也可叫做剩余压力。因为正常压实过程就是： 由压实平衡到瞬时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，如果流体的排出时烃源岩 已经成熟成烃，即可实现初次运移。其排液的方向视不同的沉积 层序而不同。
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（二）排液方向
砂页岩互层的层序 在砂、泥岩互层的层序里，由于 泥质沉积物和砂质沉积物的原始结构 不同，其抗压性能也不同，在压实过 程中泥岩孔隙度丧失得快，说明在相 同负荷下泥岩比砂岩排出流体多，所 产生的瞬时剩余流体压力比砂岩大， 因此流体运移的方向是由页岩到砂 岩。在砂、泥岩互层的情况下，泥岩 中流体的运移方向既有向上的也有向下的，总是指向砂岩，砂岩 中的压实流体只能与所排入的压实流体一起沿砂层做侧向运移。
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扩散系数与轻烃的碳原子数是指数关系（Leythaeuser， 1980～1984)，图为８组有机质类型和成熟度有所差别的气源岩， 按累积扩散量与西加拿大的奇韦尔（Chigwell）气田和荷兰的哈 令根（Harlingen）气田的甲烷地质储量对比图，因此认为轻烃 的扩散方式进行初次运移是一种有效过程。
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（二）排液方向
均一泥岩的层序 剩余压力的大小直接与新沉积物 的厚度与密度有关，可以用下列公式 计算: El=（ρbo-ρw）glo 由于沉积物lo越厚，下伏沉积的剩 余流体压力越大，因此，一般来讲， 深部沉积物的剩余流体压力大于浅处 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，那么由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，大部分流 体沿垂直方向向上运移，只有很少一部分流体沿水平方向运移。
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干酪根热降解成烃一方面为初次运移提供了物源，另一方面成 烃增压作用也是初次运移内部能量的一个重要来源。干酪根在热降 解生成石油和甲烷气体等烃类的同时，也产生大量的水和非烃气体 （主要是CO2），而这些流体的体积大大超过原来干酪根的体积， 因此引起页岩孔隙流体压力大幅度的提高，使异常高压进一步增 强，这种压力的增加将导致微裂缝的产生（Hedberg，1980），使 石油进入渗透性的载岩和储集层。 在地层的温度和压力下干酪根产生的CO2可以大量溶于石油， 从而降低石油的粘度和表面张力，改善石油的流动性，提高排烃效 率，有利于油气运移。 度 另外，饱和有CH4和CO2气体的孔隙水，在一定的压力和温 下可以容载更多的烃类以水相方式运移出生油层。 所以说在烃类生成的时候也孕育了排出烃类的动力，石油的生成 与运移是一个必然的连续过程。
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1、压ห้องสมุดไป่ตู้作用的动力因素
压实作用是在上覆沉积负荷作用下，沉积物致密程度增大 的地质现象。在压实作用过程中，沉积物通过不断排出孔隙流体， 孔隙度不断减少，体积密度逐渐增加。如果流体能够畅通地排出， 孔隙度能随上覆负荷增加而作相应减小，孔隙流体压力基本保持 静水压力，则称为正常压实或压实平衡状态。如果由于某种原因 孔隙流体的排出受到阻碍，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异常值，这种压实状 态就称为欠压实或压实不平衡。 正常压实是流体以“压实水流”模式运移的动力因素，而欠 压实所产生的异常高压是“微裂缝排烃”模式的主要动力。
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（三）欠压实
查普曼（Chapman，1972）指出，泥岩正常压实排水的主要时 期和油气大量生成在时间上的矛盾，使通过正常压实水流载出的油 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，产生异常高压，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油时期，则将对油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。
Iuing（1933）首次把油气运移划分为初次运移、二次运移和三 次运移。初次运移定义为油气自生油岩向储集岩中的运移；二次运 移定义为油气在邻近生油层的储集层中的运移以及形成第一次油气 聚集；而聚集后由于外界条件的变化，油气再次发生的运移称为三 次运移。而这种划分实际上很难把二次和三次运移区别开，所以只 把运移过程划分为初次运移和二次运移。 初次运移和二次运移是两种过程，其运移机理和结果都不同。 油气运移不仅是石油质领域中一个极为重要的理论问题，而且也直 接与勘探目标油气聚集有关，具有较高的实用价值。
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（三）欠压实
（3）欠压实地层中流体的异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，而且还有可能进一步使岩层产生微裂隙，给油气运移创造更好 的条件。 但如果为非生油层时，它只能成为最好的压力封闭盖层。
4、粘土矿物的脱水作用
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从图中表明粘土矿物转化 率增加的深度大约是3200米（ 10500英尺），在这个深度的温度 约为93.3C(200F)。地温梯度也在 3200米深处增加，而3200米处又 正是异常高压的顶部。这样看来， 脱水与成烃高峰期是能呼应的。 晚期脱水对初次运移的重要性也 正在于在关键时刻提供了运载工 具—孔隙水。当然，水的排出仍 主要靠压实。当然,粘土矿物脱水 的意义也是局限的,有的盆地几乎不含蒙脱石,如威利斯顿含油气盆 地（Dow，1974），碳酸盐岩生油岩 粘土矿物也很少。
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一、油气初次运移的动力
油气是如何从生油岩中运移出来的，其动力因素 是什么？提出了种种设想，有压实作用、热力作用、成 烃增压作用、粘土矿物脱水作用和扩散作用等观点。油 气初次运移可能有多种影响因素，除了以上几种主要的 动力因素外，还有在源岩层与非源岩层的界面上，两者 的毛细管压力差的作用促使油气排出；胶结和重结晶作 用可使孔隙度减小，从而迫使石油排出，这可能是碳酸 盐岩源岩排烃的重要动力；构造运动，渗析作用都对油 气初次运移有一定的作用。但是除了扩散作用外，其余 作用归纳起来集中一点就是它们都是通过产生或增加孔 隙流体压力而起作用的，也就是说压差是直接驱动因素。 因此，烃源岩内部和外界的压力差和浓度差，是油气初 次运移的本质原因。
5、扩散作用
轻正烷烃有效扩散系数与烃 分子碳原子数的关系
A—H组气源岩通过标准体积累积的扩 散总量与两个气田甲烷原始储量对比图
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二、油气初次运移的相态
发生初次运移的油气，呈现什么样的物理化学状态， 是初次运移中的又一争论问题。目前根据有没有游离态的 烃主要有二种观点：水溶相运移与游离相运移。水溶相运 移是一种以水为载体的运移形式，认为石油和天然气溶于 水呈分子溶液或胶体溶液排出烃源岩；游离相运移是不以 水为载体的运移形式，认为油气呈独立的油相或气相从烃 源岩中排出。 实际上，每一种运移方式都有一定的条件，也都有一 定的局限性，油气初次运移的相态并非唯一的和万能的， 它主要是随源岩的埋深和有机质类型的变化而变化。 Barker和Tissot提出不同埋深以不同方式进行运移的相态 演变方式。
第五章 石油及天然气的运移
持水溶相运移观点主要有两种 形式，即分子溶液和胶体溶液。 分子溶液即石油或天然气分子 完全溶解于孔隙水中成为溶液状态 进行初次运移。主要代表有Admas (1903)、Lewis(1924)、Baker(1960)、 McAuliffe(1963～1978)、Price(1976 ～1989)等。胶体溶液的分散粒子不 烃类在水中溶解度与碳数的关系图 是单分子，而是有机酸(R桟OOH) 分子聚合体，它们的分子一端有亲油的烃链，另一端有亲水的极性 键，极性端因亲水而向外，非极性端因亲油而向内，在胶束中心的 亲油部分就可以增溶一部分烃类，以起到对烃增溶的作用，主要代 表有Baker(1959)、Cordel(1973)。
4、粘土矿物的脱水作用
第五章 石油及天然气的运移
5、扩散作用
自然界中只要有浓度差就有扩散作用，轻烃的扩散作用早已 为人们所认识。生油层中含烃浓度比周围岩石大，烃的扩散方向 由生油层指向围岩，与油气运移的方向一致，因此它是进行初次 运移的一种动力。虽然，扩散作用在物质转移方面的效率比较低， 但是它受客观条件诸如温度、压力、地层的物性以及有机质的成 熟度等等的影响比较少。只要有浓度差存在，扩散作用就无时无 刻不在发生，甚至在欠压实和异常高压状态下也能毫无阻碍地进 行。因此，在漫长的地质时期中，它仍然是一种不可忽视的动力， 尤其是气态烃的扩散作用具有更重要的意义。另外，当地层深埋 变得异常致密、流体的渗流很微弱或停止时，扩散作用几乎是流 体运移的唯一方式，其重要性就更为突出。对初次运移来说扩散 作用总是一个积极因素。