油气藏地质 第5章油气运移
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油气运移
一般正构烷烃分子越小，越易运移或运移距离越远。因此，发生
运移的深度段这些比值降低。 ③利用热解色谱S1，S1/（S1+S2）指示运移
一般热解色谱蒸发烃量（ S1 ）与总烃含量相当，在未发生运移的
部位保持稳定。在运移的深度段上其含量或比值下降，可视为运移。
二 、初次运移的地球化学示踪特征
需注意的原则： 上述研究思路建立在一定研究基础之上： ①必须是烃源岩层已进入成熟阶段； ②指示有机质丰度的残余有机碳和镜检显示的干酪根类型应基本类
N2含量：一般随运移距离而增大；
2、成熟度梯度变化 一般随运移距离而降低。
3、同位素组成变化
一般随运移距离而降低。
三 、二次运移的地球化学示踪特征
三 、二次运移的地球化学示踪特征
的。 石油天然气在运移中随物化条件的变化，必然引起自身在成分上、 性质上的变化，与实验室的色层分析极为相似。
三 、二次运移的地球化学示踪特征
（一）石油二次运移的地球化学示踪特征
1、根据原油组分和性质变化确定油气运移方向
随运移距离增大： 非烃化合物含量相对减少；
高分子烃类化合物含量及芳烃含量相对减少；
二 、初次运移的地球化学示踪特征
（3）Ⅲ型与Ⅱ型正烷烃相对排烃率差别
研究发现Ⅲ型正烷烃排出率随碳数的增加而迅速递减，分异效应
明显。 Ⅱ型变化不大，说明不同类型烃源岩，排烃机理和运移不同。 Ⅲ 型以产气为主，少量的油溶于气中运移，因此溶解度大的低碳 数烷烃优先排出，分异现象明显。 Ⅱ型以生油为主，少量气溶于油中整体运移，几乎无分异效应。
影响因素：吸付扩散溶解。
一 、运移过程中石油组分的分馏作用
1．族组成 ⑴泥（页）岩烃/非烃低，砂岩烃/非烃高； ⑵泥页岩非烃较多，砂岩 非烃较少（ 运移强） ⑶运移方向上，距离增加，烃/非烃逐渐增大； ⑷砂岩层内上、下界面附近，烃/非烃较高（与页岩排烃有关）。
石油地质学 第五节 油气藏形成的条件
二、充分条件
油气藏形成的充分条件是指上述基本要素在时空上的 良好匹配，既有充足的油气源、有利的生储盖组合和 大容积的有效圈闭。
三、成烃坳陷和充足油气源
（一）成烃坳陷
（1）成烃坳陷概念及其与油 气聚集区关系 成烃坳陷：盆地中分布成熟 烃源岩或成烃灶的深坳陷区。 成烃坳陷与油气聚集区关系：
（a）成烃坳陷提供油 气聚区所需的油气。
（1）油气丰度 油气丰度：单位面积成烃坳陷所生成的可采油气储量。 按油（气）丰度通常将含油气盆地（坳陷）分成三
个等级： （a）丰富的（＞2×104 m3 / km2）； （b）中等的（0.2×104 m3—2×104 m3 / km2 ）； （c）差的（＜ 0.2×104 m3 / km2 ）。
成烃坳陷所具有总的生成的可采油气储量 （Q）是该坳陷面积（S）与油气的丰度乘 积。
包裹体均一温度（℃）
25
25
20
S74井 5468.8-5729.9 20
15
17块样品，274个测点 15
S79井 5530.84-5703.64
10
10块样品，185个测点
10
个数
5
5
0
0
60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210
f.临界含油饱和度（临界油析出因子）：油、水共存条件下， 油开始排出所应有的最低饱和度。或油、水共存条件下，油相对渗透率 为零时，最大含油饱和度。不同的烃源岩在不同条件下，其值不同，一 般在10%-20%，但可能低到1%。
g.聚集系数（运聚系数）：油气地质储量（聚集量）与生油 量之比。统计表明，石油运聚系数多为3%左右，最高达35%。天然气运 聚系数一般在0.5%-2%。
油气藏形成的充分条件是指上述基本要素在时空上的 良好匹配，既有充足的油气源、有利的生储盖组合和 大容积的有效圈闭。
三、成烃坳陷和充足油气源
（一）成烃坳陷
（1）成烃坳陷概念及其与油 气聚集区关系 成烃坳陷：盆地中分布成熟 烃源岩或成烃灶的深坳陷区。 成烃坳陷与油气聚集区关系：
（a）成烃坳陷提供油 气聚区所需的油气。
（1）油气丰度 油气丰度：单位面积成烃坳陷所生成的可采油气储量。 按油（气）丰度通常将含油气盆地（坳陷）分成三
个等级： （a）丰富的（＞2×104 m3 / km2）； （b）中等的（0.2×104 m3—2×104 m3 / km2 ）； （c）差的（＜ 0.2×104 m3 / km2 ）。
成烃坳陷所具有总的生成的可采油气储量 （Q）是该坳陷面积（S）与油气的丰度乘 积。
包裹体均一温度（℃）
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f.临界含油饱和度（临界油析出因子）：油、水共存条件下， 油开始排出所应有的最低饱和度。或油、水共存条件下，油相对渗透率 为零时，最大含油饱和度。不同的烃源岩在不同条件下，其值不同，一 般在10%-20%，但可能低到1%。
g.聚集系数（运聚系数）：油气地质储量（聚集量）与生油 量之比。统计表明，石油运聚系数多为3%左右，最高达35%。天然气运 聚系数一般在0.5%-2%。
石油地质学8. 油气的运移
由于异常高压的出现，使得岩层有较高的流体含量和孔隙度。造 成了与正常压实不相符的欠压实状态或非均衡状态。
所以， 油气运移的总体规律是：从高压的生油岩向低压区，即向上或向 下流向储集层；从盆地中心移向边缘。
பைடு நூலகம் 2、流体热增压作用
随着生油岩埋深的增加，地层温度升高，温度的增加对油气初 次运移的作用主要体现在以下五个方面：
②同时，由于异常高压作用，使得岩层孔隙度较大，载油的水体较多 ；且处于较高温度和较高压力下的水，有利于油在水中的溶解，有利于 水对油气的载运。
③延迟了油气运出母岩的时间，从而为圈闭的形成提供了更多的 机会。
④油气聚集以后，可以受到高压的保护而形成压力盖。有利于油 气的保存。
异常高压可以维持相当长的地质时间，直到释放至静水压力水平 。
产生异常高压的动力因素。
一、油气初次运移的温压条件和岩石介质孔渗性
• 油气初次运移的温度： 应与生成油气时温度相近，可能在50－250℃±。对应的深度取决于地温梯度
。
• 油气初次运移的动力：压力，主要受控于深度。
• 油气初次运移时岩石介质的孔渗性： 烃源岩，孔渗条件很差；需克服巨大的Pc。
二、油气初次运移的相态（物理状态）
热力作用造成的运移方向是由高温区向低温区，从地层深 处向地层浅处，从盆地中心到盆地边缘。
3、毛细管力
微小的毛细管中的液体在毛细管力的作用下上升，同样，石油在毛 细管力的作用下，也同样发生运移。
在油、气、水的岩层中，由于石油的表面张力仅为水的１／３，水 比油更易润湿岩石，由理论知，毛细管力指向润湿性小的流体，故在油 水界面上，毛细管力指向石油，即在油水共存的孔隙中，在水与油接触 的界面处，水对油有一排挤推动力。
异常高压不仅对油气运移有利，而且对油气聚集有利，对油气的 保存也有利，具体表现在4方面：
所以， 油气运移的总体规律是：从高压的生油岩向低压区，即向上或向 下流向储集层；从盆地中心移向边缘。
பைடு நூலகம் 2、流体热增压作用
随着生油岩埋深的增加，地层温度升高，温度的增加对油气初 次运移的作用主要体现在以下五个方面：
②同时，由于异常高压作用，使得岩层孔隙度较大，载油的水体较多 ；且处于较高温度和较高压力下的水，有利于油在水中的溶解，有利于 水对油气的载运。
③延迟了油气运出母岩的时间，从而为圈闭的形成提供了更多的 机会。
④油气聚集以后，可以受到高压的保护而形成压力盖。有利于油 气的保存。
异常高压可以维持相当长的地质时间，直到释放至静水压力水平 。
产生异常高压的动力因素。
一、油气初次运移的温压条件和岩石介质孔渗性
• 油气初次运移的温度： 应与生成油气时温度相近，可能在50－250℃±。对应的深度取决于地温梯度
。
• 油气初次运移的动力：压力，主要受控于深度。
• 油气初次运移时岩石介质的孔渗性： 烃源岩，孔渗条件很差；需克服巨大的Pc。
二、油气初次运移的相态（物理状态）
热力作用造成的运移方向是由高温区向低温区，从地层深 处向地层浅处，从盆地中心到盆地边缘。
3、毛细管力
微小的毛细管中的液体在毛细管力的作用下上升，同样，石油在毛 细管力的作用下，也同样发生运移。
在油、气、水的岩层中，由于石油的表面张力仅为水的１／３，水 比油更易润湿岩石，由理论知，毛细管力指向润湿性小的流体，故在油 水界面上，毛细管力指向石油，即在油水共存的孔隙中，在水与油接触 的界面处，水对油有一排挤推动力。
异常高压不仅对油气运移有利，而且对油气聚集有利，对油气的 保存也有利，具体表现在4方面：
石油地质复习题
⽯油地质复习题第1章油⽓⽔⼀、名词解释：1 ⽯油；2⽯油的馏分；3⽯油的组分；4⽯油的⽐重；5⽯油的荧光性；6⽯油的旋光性；7压缩系数；8膨胀系数。
9 天然⽓（狭义）；10⽓顶⽓；11湿⽓（⼲⽓）；12重烃；11凝析⽓；15临界温度；16临界压⼒；17饱和压⼒；18蒸⽓压⼒；21 油⽥⽔（狭义）22油层⽔；23底⽔；24边⽔25矿化度；26碳同位素差值率；27能源结构；⼆、填空：1、“⽯油”⼀词最早是由北宋时期著名科学家提出来的，记载于。
2、⽯油中的及化合物具萤光性。
3、胶质和沥青质通常组成⽯油中的馏分，它们通常由化合物组成。
4、卟啉是⽯油中的含化合物，⽯油中常见卟啉类化合物可分为卟啉和卟啉；海相⽯油中多卟啉，陆相⽯油多卟啉。
5、⽯油的元素构成主要是和。
6、油⽥⽓与⽓⽥⽓共同的特点是其烃类组成以为主，不同点是油⽥⽓含有较多的。
7、典型的油⽥⽔其⽔型通常为型⽔和型⽔。
8、⽯油中环烷烃主要是员环和员环。
三、选择性填空（每题选择⼀正确答案）：1、“⽯油”⼀词我国最早是由⾸先提出的。
A、李冰；B、沈括；C、班固；D、郦道元。
2、我国早在1840年前后，四川天然⽓井的钻采深度就已经达到。
A、2000⽶以上；B、1000⽶；C、5000⽶；D、⼏⼗⽶。
3、⽯油中的化合物不具萤光性。
A、饱和烃；B、芳⾹烃及其衍⽣物；C、⾮烃；D、胶质及沥青质。
的关系是：API值愈⼤，⽯油的⽐重。
A、越⼤；B、⽆变化；C、越⼩；D、可⼤可⼩。
5、卟啉化合物是⽯油中常见的。
A、含氮化合物；B、含硫化合物；C、含氧化合物；D、芳⾹烃族化合物。
6、在有围限的条件下，天然⽓粘度随着温度的升⾼⽽。
A、⽆规律变化；B、⽆变化；C、降低；D、升⾼。
7、划分氯化钙型⽔是根据⽔中。
A、rNa/rCl＞1，rNa-rCl/rSO4＜1；B、rNa/rCl＜1，rCl-rNa/rMg＜1；C、rNa/rCl＞1，rNa-rCl/rSO4＞1；D、rNa/rCl＜1，rCl-rNa/rMg＞1。
石油地质学-8. 油气的运移
Clq 2019/9/22
6、扩散作用
烃源岩中含烃浓度高于周围岩石，由于浓度差 产生扩散作用。
7、渗析作用
渗透作用下，流体由 泥岩向邻近的砂岩运移、 由泥岩内部向边部运移。
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8、胶结与重结晶作用
胶结和重结晶作用同样能使孔隙度 降低，堵塞排液通道，形成成岩封闭。
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当然这种作用是很有限的，只发生在粘土岩与砂质 岩的接触带，而且距离有限。
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温度、压力对毛细管作用也有一定影响，据计算 5000米深处的温度下，毛细管作用至少要降低一半。
岩石的孔隙都可看成纵横交错的毛细管，当油、水 与之接触时，即发生运移，但毛细管力起主要作用的孔 隙大小是有一定范围的。当毛细管半径r＜0.0002时， 因管壁对其中液体分子的牢固吸附，液体无法在管内移 动；当r＞0.5 mm时，液体在其中流动主要受重力支 配，毛细管力已不起大作用 。
流体运移方向为其受力减弱方向。 此外，构造运动造成地层倾斜，产生裂缝，沟通 岩石中各种孔隙，形成不整合风化带，为油气二次运 移创造了有利条件。
扩散方向从高浓度向低浓度。 2、渗滤：机械运动，整体流动，遵守能量守恒定律，
流体由机械能高的地方向机械能低的地方流动。
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第二节 油气的初次运移 本节要点
1、了解油气初次运移的温压条件、介质孔渗性； 2、掌握油气初次运移的主要相态、通道特征； 3、掌握油气初次运移的主要动力特征，注意促使
但不同区域地质条件下，由于岩性变化及水压梯度大 小不等，水动力因素的作用效率有很大差异。
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3、构造作用力
6、扩散作用
烃源岩中含烃浓度高于周围岩石，由于浓度差 产生扩散作用。
7、渗析作用
渗透作用下，流体由 泥岩向邻近的砂岩运移、 由泥岩内部向边部运移。
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8、胶结与重结晶作用
胶结和重结晶作用同样能使孔隙度 降低，堵塞排液通道，形成成岩封闭。
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当然这种作用是很有限的，只发生在粘土岩与砂质 岩的接触带，而且距离有限。
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温度、压力对毛细管作用也有一定影响，据计算 5000米深处的温度下，毛细管作用至少要降低一半。
岩石的孔隙都可看成纵横交错的毛细管，当油、水 与之接触时，即发生运移，但毛细管力起主要作用的孔 隙大小是有一定范围的。当毛细管半径r＜0.0002时， 因管壁对其中液体分子的牢固吸附，液体无法在管内移 动；当r＞0.5 mm时，液体在其中流动主要受重力支 配，毛细管力已不起大作用 。
流体运移方向为其受力减弱方向。 此外，构造运动造成地层倾斜，产生裂缝，沟通 岩石中各种孔隙，形成不整合风化带，为油气二次运 移创造了有利条件。
扩散方向从高浓度向低浓度。 2、渗滤：机械运动，整体流动，遵守能量守恒定律，
流体由机械能高的地方向机械能低的地方流动。
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第二节 油气的初次运移 本节要点
1、了解油气初次运移的温压条件、介质孔渗性； 2、掌握油气初次运移的主要相态、通道特征； 3、掌握油气初次运移的主要动力特征，注意促使
但不同区域地质条件下，由于岩性变化及水压梯度大 小不等，水动力因素的作用效率有很大差异。
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3、构造作用力
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，%。 •
05 油气的运移
2、游离相(连续烃相与混合相)
• 游离相是目前大多数学者较为认同的观点。 • 烃源岩进入压实的晚期大量失水，孔、渗均 很低，烃的不断生成提高了烃类在泥质岩中 的饱和度，有时渗透率也增大； • 另外，此时岩石中水基本上是不可动的束缚 水，连续油相或气相运移会受到较小毛管阻 力，需要的临界含油饱和度(油相流动)也会降 低。
• 油气运移是与油气成因紧密联系的。无论是 有机学派还是无机学派，都存在油气运移问 题。只是不同的油气成因理论对油气运移的 方式、动力、途径等主张各异而已。 • 无机成因学派一般认为深大断裂是油气运移 的主渠道； • 有机成因学派则将连通的孔隙、裂缝、断层、 不整合面视为油气运移的路径。
• 在有机学派中，早期成油说对晚期成油说的 责难也主要在油气运移问题上。按早期成油 说的观点，油气形成时沉积物尚未固结成岩 石，仅靠上覆沉积物的压实作用即可实现油 气运移；而对晚期成油说来说，油气运移就 不是那么简单了。
• 当均衡压实时，于1,500m深处只有6%的 孔隙率；而非均衡压实时，则仍保留有 25%的孔隙率。这意味着后者有相当数量 的可作油气运移载体的水存在。
阿赛的 曲线据 古生代 页岩绘 制，可 代表均 衡压实， 迪更生 的曲线 据第三 系泥岩 绘制， 可代表 非均衡 压实
• ③深部段(＞4500m)，大量生成气态烃，以游 离气相运移可能是最主要的。
油 气 初 次 运 移 的 可 能 相 态
、 引 起 初 次 运 移 的 因 素
III
• 石油在初次运移过程中相态、运移 方式大致可归为水溶运移说和连续 油相运移说。
• 天然气能溶于水，在石油中的溶解 度很大。因此地层中的孔隙水和石 油都可作为天然气运移的载体。天 然气也可呈独立相态运移。 • 引起油气初次运移的可能因素:
《油气运移》PPT课件
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：
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基准面2
测点在基准面之上，Z为正 测点在基准面之下Z为负 通常基准面取海平面
基准面1
gz p dp v2
o 2
p
水势： w gz w
油势：
o
gz
p
o
气势：
g
gz
p o
dp
g p
2．England势（单位体积势）
把单位体积的流体从基准面的点运送到某点所
需要做的功
gz
P
0
dp
p
2
g
p o
dp
g ( p)
2
w/
g cos
r
第二节 石油和天然气的初次运移
初次运移：油气从烃源层向储集层的运移
初次运移的环境：烃源岩地层，低孔隙度、低渗透率
一、油气初次运移的相态
石油与天然气初次运移的相态有相同之处也 有不同之处不同
1. 石油初次运移相态 2.天然气初次运移相态
(1)水溶相
（1）水溶相
蒙脱石脱水作用产生异常压力
1）烃源岩（泥岩）异常高压的成因
③有机质的生烃作用 (烃类生成形成异常高压)
干酪根演化生成液态烃和气态烃产物体积比干酪 根体积多2－3倍
当排烃不畅时则可以产生异常高压。
生烃作用是烃源岩产生异常高压的重要原因。
1）烃源岩（泥岩）异常高压的成因
④流体热增压作用 任何流体都具有热胀冷缩的性质
二、油气初次运移的主要动力
1.上覆地层负荷重量增加而导致的压实作用力
（1）压实流体排出机理
急剧压实
孔隙度的不断 缩小，强迫孔 隙中的流体向 外运移
稳定压实
压实影 响小
（2）压实流体排出方向
新沉积物等厚
①沉积物等厚，垂向运移(向上)
②新沉积物为楔状，从厚处向薄处运移， 从盆地中心向盆地边缘运移
③砂泥互层：从泥岩→砂岩
①欠压实作用（不均衡压实作用）
•由于泥岩地层遍布孔渗性降低，
导致地层内部孔隙流体不能及时
Ze
排出，泥岩孔隙体积不能随上覆
Z
负荷的增加而有效地减小。
•从而使泥岩孔隙流体承担了一
Z
部分上覆颗粒的重量，出现泥岩
孔隙度高于正常压实时的孔隙度，
孔隙流体压力高于正常静水压力
的现象。
正 常压实 曲线
欠压实 曲线
欠压实地层中的孔隙度、颗粒有效支撑力与孔隙流体压力的关系
微裂缝幕式开启排烃
Snarsky(1962):
孔隙压力达到静水压 力的1.42-2.4倍，岩 石就会产生微裂缝
Momper(1978)：
孔隙压力达到上覆静岩压 力的80%，就能形成垂直 裂缝。
四、油气初次运移模式
压实排烃模式；异常高压微裂缝幕式排烃模式；扩散排烃模式
烃源岩 演化阶段
未熟－低熟
成熟-高 成熟阶段
烃
深 度
源
岩
C3
C2
C1 C0
二、油气初次运移的主要动力
4、其它作用力
浮力
–浮力：F=（ ρW﹣ ρ CH）.g ·V –毛细管力：P=2cos/r –渗析力
PC
PCC
PCR
1 r1
1 r2
2
cos
三、油气初次运移的通道
孔隙和微裂缝
烃源岩处于不同的成熟阶段，烃被排出的通道类型有差异 低熟成熟阶段主要通过孔隙排出 生烃高峰期及以后，裂缝与孔隙构成联合通道
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
hw P gw
hA
hB
B
A
h2 h1
hC
C
泄水 区
测压面：
h3
基准 面
连接各点水压头顶面的连线。 这是一个想象的面。 静水条件则为水平的，动水条件下则为倾斜的。
折算压力： 测点的实际压力再加上测点到基准面的水柱 压力，或者从测压面到基准面的水柱压力。
P （hA h1）gw
四、地下流体势
流体所具有的机械能被称之为流体的势
M.K.Hubbert(1940，1953)最早把流体势概念引入石油地质学 W.A.England(1987)对Hubbert流体势的概念进行了改进
1．Hubbert势（单位质量势）
单位质量的流体相对于基准面所具有的总机械能
p dp v2
2
gz
o
2
式中：Ф——流体势，J/kg； g——重力加速度，9.81m/s； z——测点相对于基准面的距离，m；（基准面以上为正）
②油润湿的（oil-wet）： 油水两相共存孔隙系统中，如果油附着在岩石 的孔隙表面，则油为润湿相，水为非润湿相， 这时称岩石为油润湿的或亲油的
③中间润湿的（mixed-wet）： 部分亲油，部分亲水的岩石
石油在岩石中具有复杂的润湿性
岩石由多种矿物组成，不同矿物的表面性质极其复杂， 润湿性复杂；
石油与天然气的运移
关于油气如何从烃源岩层运移到圈闭中的过程、机理、条件
输导层 （储层）
圈闭油气藏
区
域
盖
层
烃源岩 （灶）
烃源岩 （灶）
烃源岩成熟了，就要向外排烃（初次运移），然 后通过各种通道进行二次运移，一些油气遇到合 适的圈闭就聚集成藏，一些则散失到地表
第一节 与油气运移有关的基本概念
一、初次运移和二次运移
接触角： θ＝0：称完全润湿 θ<90：称润湿 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）：
油水两相共存的孔隙系统中，如果水附着在岩 石孔隙表面，称水为润湿相，油为非润湿相， 这时称岩石为水润湿的或亲水的
(2)游离相(独立油相）
（2）游离气相
（3）油溶相 (3)气溶相（油溶解在气里）
（4）分子运移（扩散相）
油气初次运移相态随烃源岩埋深的演变
在烃源岩埋藏早期，生成 少量低成熟油阶段，可能 起到一定作用。
大量生油气阶段，以独立 相油相、独立气相、油气 互溶相
埋藏较深，烃源岩致密， 压力传递困难，以天然气 扩散方式为主
2.天然气二次运移相态
游离相态 ： 气泡、气柱、连续气相 水溶相态 ： 天然气在水中有很高的溶解度
油溶相态 ：溶解在油里运移
分子扩散相
二、油气二次运移过程中的阻力和动力
1. 毛细管力 ——是油气运移过程中的阻力
（1）毛细管力的大小
PC
2
cos
r
水
r
颗粒 rt
油
r p
r
P
=
2σ r
2rσ>
2σ r
t
cos
r
式中： ——流体势，J/m3；
——两相界面张力，N/m；
r ——毛细管半径，m。
第一项：克服重力所做的功 第二项：克服膨胀力(压力)所做的功 第三项：克服毛细管力所做的功
gz
P
0
dp
p
2
cos
r
水势： w w gz p
油势：
o
＝ o gz
p
2 w / o cos
r
气势：
g
g
gz
• 一般认为，有效排烃厚度 为20-30m。
• 烃源岩可形成页岩油藏
六、油气初次运移时间和临界运移饱和度
• 初次运移的时间取决于生烃的数量，大量生烃 才能发生有意义的排烃。生烃的数量超过烃源 岩的吸附数量和残留的数量后才能发生排烃。
• 一般认为，生油岩中的含油饱和度达到10%后 才能排烃（这个值称临界运移饱和度，多少取 决于地质条件和烃源岩特征），有人把达到这 个数值所对应的深度叫排烃门限
在封闭的条件下（孔隙体积空间不变）， 孔隙流体的热膨胀，必然造成孔隙压力的 增加
L点（温度98 ℃ ，压力300bar M点： 温度123 ℃ ，压力为720bar
沿等容线温度增加25℃，压力增加420 bar
热增压是异常高压形成的重要因素
1）烃源岩（泥岩）异常高压的成因
⑤ 构造应力 地应力引起地层压缩和变形，造成地层孔隙空间
（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 （7）压力梯度：
地层压力随深度的变化率
静水压力、地静压力、地层压力之间的大小关系，及其随深度的变化
水压头、测压面和折算压力
供水 区
水压头：地层压力能促使水从测点向
测压 面
上升的高度（水柱高度）。
1）烃源岩（泥岩）异常高压的成因
②蒙脱石脱水作用 层间水转化为自由水后，孔隙流体数量增加，成异常高压
泥岩在埋藏过程，会发生蒙脱石向伊利石的转化
蒙脱石向伊利石转化发生脱水作用
蒙脱石的特点：
蒙脱石转化为伊利石后：
(Al,Mg)2[Si4O10](OH2)•nH2O
蒙脱石含有层间水 2－4个水分子层
伊利石不含层间水
（3）静岩压力： 上覆地层岩石的重量产 生的压力，又称为地静压力
P.rock rock gh
（4）正常地层压力：
如果地下某一深度的地层压力等于(或接近）该深 度的静水压力，则称该地层具有正常地层压力
（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对应深度 处的静水压力，则称该地层具有异常地层压力。