4 3油气二次运移解析

由于岩石的孔隙和喉道半径不同，油气受到 的毛细管压力大小不同。
油气在岩石中会选择最小阻力方向通道运移， 即沿最大孔隙和喉道所组成的路径运移。
（一）二次运移的阻力
油气在多孔介质中最主要的 阻力是孔隙介质对油气的毛细管力
毛细管力： 在水润湿系统中，毛细 管中油气界面所产生的指向石油的 压力。其大小取决于孔隙半径，烃 水界面张力、润湿角。 毛细管压力的
由毛细管压力方程： Pc=2δcosθ/ rc，可看出δ,θ, rc三个变量 的任何变化都会改变对二次运移的阻力。 当石油经过孔隙系统， 从大孔隙进入小孔隙或穿越喉道时，油滴要发生变形，在油体
两端形成毛细压力差 (△Pc)。只有排替压力大于毛细管力差时，
油气才能挤出孔隙喉道中的水发生运移。
? Pc
浮力流：自由上浮与限制性上浮 ，呈断续状流动，不要
求含烃饱和度和相渗透率，不能用达西公式表述和计算。
扩散成藏
扩散散失
二、油气二次运移的动力和阻力
动力：浮力、构造应力、水动力、扩散力 阻力：毛细管力、吸附力、水动力
（一） 二次运移的阻力
1.毛细管压力 地下岩石孔隙系统多为水润湿的，游离相油
气在其中运移必然要受到毛细管力的作用。
与初次运移相比，二次运移环境： 运移通道 粗，毛细管阻力小，流体压力较低，含盐度 较高，油气以游离相为主，气可呈水溶相 ,浮 力为主要运移动力。
一、油气二次运移的相态和流动类型
1 、二次运移的相态 油气一次运移进入储集层后，条件将发生重要 变化，油气逐渐释放出来。 目前主要认为 温度、压力 起作用： 压力降低 ——气态烃释放 ； 温度降低 ——液态烃释放 。 因此，相态应是以 游离相为主，由分散的 油 滴→油线→油片→油气藏。
方向由润湿相指向非润湿相 （如由水指向 油）。
润湿角 ——是固体表面与液体（空气）或液体 —液体界 面之间夹角 (规定从密度大的液体 —方算起)。 润湿角 (θ)在0-90之间的岩石为水润湿。 润湿角（ θ）大于90°为油润湿。
二次运移经过的岩石，被认为自沉积到成岩都是 充满水的，碎屑颗粒表面有一层水膜，因而： θ角可 看作为零度，即： cosθ=1
σ：油水界面张力；rt：孔隙的喉道半径；rp：孔隙的半径
把石油体积 V换成单位面积的高度，则石油运移 的临界高度：
Zo = [2σ(1/r t－1/rp)] / [(ρw－ρo)g ] 石油在储层中开始 运移的条件：油柱高度大于 临界高度。 临界气柱高度：
Zg = [2σ(1/r t－1/rp)] / [(ρw－ρg)g ]
运载层中油气在静水条件下的二次运移
2、水动力
（1）水动力类型：
?压实水动力：水流从盆地中心向边缘 ?重力水动力：水流从盆地边缘露头区向盆地内部
?水流动方向与油气浮力方向一致：水动力为动力， 反之为阻力。
?压实水动力：
主要来自于盆地内沉积物的压实排水，出现在盆地早 期的持续沉降和差异压实阶段和过程中 。
毛细管阻力与浮力相对抗，直到变形的油珠的曲率半径在 上端与下端相等，才能在浮力作用下向上运移。
图: 一滴油珠在水润湿的地下环境中通过孔隙喉道运移
图: 奇尔曼.A.希尔的一个试验的三个 连续阶段，说明浮力的作用与油滴数
量的关系
盒子长1.83m，厚约10cm，宽 约30cm，内装满浸水的砂子 a：将三堆油注入水浸砂中， 每堆油大小约10cm，互不连结， 浮力不足，油滴停滞不动 b：加入一些油，使三堆油互 相连接汇合，其上部有指状油 流开始向上浮起，油堆体积增 大，浮力随之增大，足以克服 阻力，而上浮运移 c：几小时后，整个油堆都上 浮运移到盒子的顶部聚集，在 下部只残留了很少很小的油滴
通常在同一个时期，盆地中心的地层厚、沉积物负荷大， 边部地层较薄、沉积物负荷较小，由此产生差异压实水流，
其流动方向 是由盆地中心向盆地边缘呈“离心流” 状、由深处向浅处。
盆地中地下水测势面在盆地中心和深部最高，向边缘和 浅部降低，形成凹（洼）陷区指向边缘的区域地下水动力
石油天然气地质与勘探
任课人：逄 雯 山东胜利职业学院
第四章 石油和天然气的运移
第一节 油气运移概述 第二节 油气初次运移 第三节 油气二次运移 第四节 油气运移研究方法
二次运移:
油气进入储层之后的一切运移。包括 在储集层内部、沿断层或不整合面、 油气藏调整和破坏的再运移。
第三节 油气二次运移
主要内容： 相态、动力和阻力、通道、时期、 方向和距离
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
（二） 二次运移的动力
1、浮力
在地层水环境中，由于油、气、水存在密度差， 因此游离相的油、气将受到浮力的作用，其大小可 用阿基米德定律求得：
F浮力＝ V（ρw－ρo)g 式中： V——油相体积；
ρw、ρo——水、油的密度； g ——重力加速度
浮力大于毛细管阻力，油气才能运移： V（ρw－ρo)g > 2σ(1/r t－1/rp)
2、二次运移的流动类型
渗 流——地层孔隙中流体在压差或势差作用所发生 的流动， 浮力流 ——油气在密度差作用下，在地层孔隙水中的 上浮 扩散流 ——流体在浓度差作用下所产生的分子扩散
渗 流：单相渗流和多相渗流，呈连续状流动，要求
烃饱和度和相渗透率，可用流体势和达西公式来研究和定 量计算。
典型储集岩油—水两相的相对渗透率曲线
?
rp
?? ??
2．吸附力
吸附是流体与固体分子之间作用的一种界面现 象。岩石的岩性、矿物组成、结构、粒度及烃类性 质都是影响吸附力的重要因素。
油气与岩石颗粒接触的 两相界面越大，吸附作用 越强，吸附量也就越多。泥质颗粒比面积大，较碎 屑储集岩有更大的吸附力。
烃类的吸附性还与烃类性质和分子结构有关，一 般来说随 分子量的增大吸附能力也增加 ，正构体烃 比异构体烃的吸附能力大。