油气二次运移(1)
第四章 石油和天然气的运移
（三）油气初次运移相态的演变
低成熟阶段，水游 离油相运移
生凝析气阶段，以气溶油 相运移 过成熟干气阶段，以游离 气相运移
随埋深增加初次运移可能模式 （据B.P.Tissot，Welte，1978）
二、油气初次运移的动力和方向
（一）油气初次运移的动力
瞬时剩余流体压力 欠压实作用 蒙脱石脱水作用 流体热增压作用 有机质的生烃作用 渗析作用 毛细管力作用 扩散作用 重结晶作用
1.瞬时剩余压力
（1）剩余流体压力及其形成机理
v0 l0 φ0
压实作用
v lφ
矿物
流体 排出
水
水 矿物
——达到压实平衡状态
压实前
压实后
压实前后岩石体积的变化与流体的排出
v0(1-φ0)=v(1-φ) l0 (1-φ0)＝l (1-φ)
v0 / v ——压实前/后体积，m3 φ0 /φ ——压实前/后孔隙度，% l0 / l ——压实前/后厚度，m
地层压力：地下岩层孔隙流体的压力，又称地层流体压力或 孔隙流体压力。
P =ρw gh
单位：大气压(atm)或帕斯卡(Pa)；1atm＝101kPa。
异常孔隙压力：高于或低于静水压力值的地层压力。
Pf ＞ P H
PH
正常情况下： Pf ＞PH Pf ＞PH：异常高压，超压；
Pf
异常高压示意图
Pf ＜ PH：异常低压。
第四章 石油和天然气的运移
第一节 第二节 油气运移概述 油气初次运移
第三节
第四节
油气二次运移
油气运移的研究方法
第一节
一、油气运移概念及证据
油气运移概述
油气运移：地壳中的石油和天然气在各种天然因素作用下发生的移动。
油气二次运移名词解释
油气二次运移名词解释
油气二次运移是指油气在脱离生油岩后，在储集层中或大的断裂、不整合面中的传导过程，包括初次运移后的所有运移过程。
油气二次运移实际上是油气在含水介质中的机械渗流过程。
油气的二次运移必须具有一定的油气饱和度，只有当油气饱和度大于临界油气饱和度时，才有相对渗透率和有效渗透率。
二次运移的阻力即孔隙介质对油气的毛细管力，油气势差是二次运移的动力源。
油气二次运移主要发生在从烃源岩到圈闭的过程中。
与一次运移相比，油气二次运移的特点包括具有足够的浮力和水动力来克服毛细管阻力，油柱必须大于临界油柱高度等。
4-3油气二次运移
静水条件下，油气到达水平运载层顶部后， 在盖层的封闭下油体沿顶界面分散，将不再运移；
如果岩层是倾斜的，油气在聚集到临界高度 时，将在浮力作用下继续向上倾方向运移，直至 到达圈闭聚集起来。
沿上倾方向浮力（F1）的大小与地层倾角有 关。倾角越大，浮力也越大： F1＝Fsinα = Zo(ρw－ρo)gsinα
（1）水动力作用下的二次运移：
压实水动力作用下油气运移的大方向与浮力作 用下油气运移的大方向基本一致，促进了油气在浮 力作用下的二次运移及在地层中的原始聚集与分布。 在局部地区（构造），水的流动可以沿水平地
层作水平运动，也可沿倾斜地层向下或沿上倾方向
运动。水动力是动力还是阻力，有造成位移的缝隙，是一 种特殊的孔隙，它对改善岩层特别是那些致 密地层的渗透性极为重要。按成因分为：
构造裂缝——构造作用产生的裂隙。具有方向 性并构成组系，常穿层分布，可切割不同岩性地层， 油气穿层运移的良好通道。 成岩裂缝——岩石在成岩和成岩后生作用中形 成的裂隙。不具有方向性，延伸距离短，受层限制， 形状不规则，缝面弯曲，良好的顺层运移通道。
地层在盆地边缘往往出露并与大气水相通，形成由盆地边缘
向盆地中心重力流，并在盆地中心穿层排泄，区域地下水
表现为“向心流”的特征。——“重力流盆地”。
•滞流盆地：到盆地演化的晚期，盆地地下水基本上处 于静水状态，无流体能量交换。——滞流盆地
盆地演化过程 中的水动力
（据Coustau， 1977）
2、水动力
或沉积间断，往往使下伏地层遭受风化剥蚀和溶解
淋滤，形成区域性稳定分布的高孔高渗古风化壳或
古岩溶带，有利于油气长距离运移。若不整合面上
覆地层不具备封闭性，则地层不整合就只能成为类 似一般具孔渗性的地质单元。
油气初次运移和二次运移机理的差异
油气初次运移和二次运移机理的差异
油气初次运移和二次运移是油气形成后从母质中向储集层或采集层移动的过程。
它们的差异主要体现在以下几个方面：
1. 渗流机制：初次运移是指油气在岩石母质中的原位生成后，沿着孔隙或裂隙流动到储集层的过程。
初次运移主要依靠孔隙连通性和岩石的渗透性来实现。
相比之下，二次运移是指油气在储集层内发生相态变化或因受到外部力的作用重新分布的过程。
它主要依靠岩石孔隙中的静态毛细力和动态流体驱动力来实现。
2. 运移速度：初次运移速度相对较慢，通常为几百米到数千米的数百万年时间尺度。
而二次运移速度通常更快，可以是千分之一毫米至数十厘米的几十万年时间尺度。
3. 作用力驱动：初次运移主要受天然地层压力驱动，油气由高压区向低压区流动。
而二次运移则由于外部力的作用，如构造活动、地质应力变化、重力等因素的影响。
4. 温度和压力影响：初次运移过程中，油气往往处于高温高压的条件下，导致原始油气的组分和性质相对稳定。
而二次运移过程中由于温度和压力条件的变化，油气会发生相态变化，例如油气的溶解和挥发。
综上所述，油气初次运移和二次运移机理存在较大差异。
初次运移主要是母质中的油气流动至储集层的过程，依靠孔隙和渗
透性；而二次运移则发生在储集层内部，依靠渗流机制和外部力驱动。
欢迎追问！。
《石油地质学》试题答案
B 卷一九九八—一九九九学年第二学期《石油地质学》期末考试试题（卷）专业年级地96姓名学号教研室石油地质考试日期一、名词解释（共20分，每题2分）1．氯仿沥青“A”：岩样未经HCI处理，用氯仿抽提的产物。
2．油型气：与成油有关的干酪根，在热演化过程中达到成熟、高成熟及过成熟阶段所生成的天然气。
3．凝析气藏：在地下深处高温高压下的烃类气体，经采到地面后，温度压力降低，反而凝结为液态，成为凝析油，这类气藏就是凝析气藏。
4．含油气盆地：地壳上具有统一的地质发展历史，发育着良好的生、储、盖组合及圈闭条件，并已发现油气田的沉积盆地，称为含油气盆地。
5．油气二次运移：油气进入储集层之后的一切运移称为二次运移。
6．油气藏：指单一圈闭中的油气聚集。
7．资源量：地壳内部或地表天然生成的矿藏，在目前或将来，从经济上讲是值得开采的，而在技术上又是能够开采的油气总和。
8．有效孔隙度：岩石中相互连通的，在一定压力下能够渗滤流体的孔隙的总体积占岩石总体积的百分比。
9．干酪根：沉积岩中所有不溶于非氧化型酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质。
10．二次生油：在地质发展史较为复杂的沉积盆地，生油岩中的有机质由于埋藏较浅尚未成熟就遭遇上升，直到再度沉降埋藏到相当深度后，方才达到成熟温度，有机质仍然可以生成大量石油，称为二次生油。
二、填空（共30分）1．石油的烃类组成包括烷烃，环烷烃，芳香烃；非烃的组成包括含氧化合物，含氮化合物，含硫化合物和沥青质。
（2分）2．聚集型天然气的类型有气藏气，气顶气，溶解气和凝析气。
（2分）3．油田水中的主要无机离子有 K+、(Na+)、Mg2+、Ca2+、Cl-、HCO3-、SO42-；按苏林分类油田水可分为 CaCI2，NaHCO3，MgCl2和Na2SO4四种水型，其中Na2SO4水型环境不利于油气藏的保存。
（2分）4．影响沉积有机质形成的因素有：有机质的聚集机理，水体中有机物的产率和类型，沉积环境，沉积物颗粒大小及岩石类型。
石油地质学-8. 油气的运移
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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。
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但是普遍认为，石油呈单独液相从生油岩中进行 初次运移是不大可能的。石油的初次运移应以高分散 烃相为主。只有在石油进行二次运移方以分相单独运 移为主。
关于石油以高分散游离相态从生油岩中向 外运移的理论已为实践所证实，而且可能是初 次运移的主要形式。
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第三节 油气的二次运移
在岩石学上，我们已知道，泥岩的压缩率很大，而 砂岩却较小，从而造成了泥岩中流体所处的压力较大， 而砂岩中流体的压力较小（理解时可先假设两岩层的流 体相互未流动运移）由此造成了二岩层之间的流体压力 差，从而使得生油岩中流体向储集层中运移。
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对于较薄的生油岩层，在上覆沉积物的均衡压实作 用下，油气运移的载体水在1000m左右时即被很快排出。
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第一节 概 述
油气运移: 地壳中石油和天然气在各种天然因素作用下发
生的流动。 油气运移可以导致石油和天然气在储集层的
适当部位（圈闭）的富集，形成油气藏，这叫做 油气聚集。也可以导致油气的分散，使油气藏消 失，此即油气藏被破坏。
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油气运移的证据
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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。
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
油气在二次运移解析
相控和气洗分馏作用对油气组分及碳同位素组成的影响
油藏条件下的相控和气洗分馏作用使得油藏中油气的物理性质和化学组成发 生了明显变化。通过不同温压条件下的 PVT实验及其产物测量为该观点提供 了十分有意义的科学证据，其主要结论如下： (1)总的来看，气洗分馏作用 较由温度和压力引起的相控分馏作用明显，气洗作用是油藏中原油性质（如： 含蜡量、密度和粘度等）发生重大变化的最主要因素； (2)PVT分馏不仅导 致凝析油中饱 /芳比值的异常高值，而且饱 /芳比值在凝析油和正常油中存 在相反的分馏变化规律； (3)与温度变化和气洗作用相比，压力变化是导致 油藏中天然气碳同位素产生明显且规律性分馏的主要因素（实验中天然气δ 13C值变化幅度高达 1.3‰左右）； (4)轻烃参数的某些规律性变化与相控和 气洗分馏过程有关，揭示了重要的成藏信息，可以用来区分和确定温压相控 分馏和气洗分馏这两种最基本的成藏过程。
油气在二次运移过程中:组成的变化； 聚集系数；相控分馏
油气二次运移研究的基本思路和几个应用实例
油气二次运移研究（特别是其中的确定二次运移距离问题）是石油地 质综合研究中至关重要又最为薄弱的环节。在二次运移过程中，具有 官能团、能形成氢键或其它离子键的化合物会通过液－固两相分配而 进入输导层中的固相有机质和矿物基质，其中的咔唑类含氮化合物最 有希望成为油气二次运移的化学示踪剂；但中性氮化合物的浓度和组 成与特定原油的直线运移距离之间不应存在一成不变的关系。在应用 咔唑类和苯并咔唑类参数研究某地区的二次运移距离或方向之前，一 定要充分利用各项烃类参数首先确定原油的母源特征、成熟程度和成 因类型，强调多馏分、多参数横向对比的重要性。以在加拿大的阿尔 伯塔盆地和威利斯顿盆地、中国的渤海湾盆地和塔里木盆地进行的油 气二次运移研究为例，说明在石油地质－地球化学的研究过程中，既 要相信基本物理化学原理的普遍性，又要具体问题具体分析，始终坚 持多学科、多项参数综合运用的原则。
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2rσt >
2σ rp
2rσ=
2σ r
（据Berg,1975, 转引自Tissot，1978）
Pc
2 ( 1
rt
1 rp
)
（2）毛细管力的方向：从喉道向孔隙，从小孔隙向大孔隙
二、油气二次运移过程中的力
2. 浮力和重力
（1） 浮力的大小
浮力:物体（油）排开水的重量
Fb Vw g
重力:物体(油）本身的重量
Fg Vo g
油的上浮力:浮力和重力的合力
F V(w o )g
二、油气二次运移过程中的力
(2) 在浮力作用下油的运移方向 在水平地层中，油垂直向上运移至储层平面
在倾斜地层中，油沿储层顶面向上倾方向运移
二、油气二次运移过程中的力
3.水动力
（1）水动力的概念 ❖静水压力状态：各点剩余压力相等（0），地 层水不流动，没有水动力。
—剩余压力
hA
hB
B
hC
A
C
❖动水压力状态： 各点的剩余压力不相2等， 1 地层水将发生流动
泄水区
水动力：连通储层两点之间剩余压力的差值(剩余压力差）
水的流动方向：从剩余压力高值区流向剩余压力低值区， 而与其地层压力的大小无关。
二、油气二次运移过程中的力
(2)不同水动力环境盆地中水的流动规律
二、油气二次运移过程中的力
A
静水压面
B
H1
H2
C
D
二、油气二次运移过程中的力
供水区
测压面
hA
hB
B
A
hC
C
泄水区
2 1
水头（水压头）：地层压力能使水从测点
向上升的高度（静水柱高度）
测压面：连接同一层位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。
二、油气二次运移过程中的力
供水区
测压面
游离相态 ：油珠、油线、连续油相
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 ： 溶解气
二、油气二次运移过程中的力
1. 毛细管力 —油气运移过程中的阻力
水
r
（1）毛细管力的大小
PC
2
cos
r
储集层的孔隙结构： 孔隙＋喉道
油珠从孔隙进入喉道的阻力：
颗粒 rt
油
rp
r
P
=
2σ r
二、油气二次运移过程中的力
②重力流盆地：大气水流
大气水流：构造运动造成地层出露，大气水渗入形成的水流
大气水流的方向 从盆地边缘（山区、供水区）向盆中心流动
①压实流盆地：
压实水流：由于沉积物压实作用引起的地层水的流动。 压实流盆地：以压实水流为主的盆地。
过渡带
第二超压带 第二压力过渡带
第三超压带
二、油气二次运移过程中的力
压实流盆地剩余压力分布： 泥岩高于砂岩 深层高于浅层 中心高于边缘
压实水流的流动方向：
从泥岩向砂岩流动 从深处向浅处流动 从盆地的中心向盆地边缘流动
第五章 石油和天然气的运移
第三节 油气二次运移 （1）
第三节 石油和天然气的二次运移
二次运移（secondary migration)： 石油和天然气进入储集层以后的一切运移
二次运移环境：储集层环境 ①运移空间：孔隙度、渗透率比烃源岩高得多 ②水介质的存在：储集层中被水充满
一、二次运移的相态
1.石油二次运移相态