石油地质学--研究所版第4章油气运移.ppt

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石油地质学--研究所版第4章油气运移

富沥青层 (生物降解油) (二)时期 一般认为, 油气初次运移的主要时期与烃源岩的主生油期相对应。 第二节 初次运移 大规模的初次运移只可能发生在油气大量生成的同时或稍后 具备大量运移的环境条件: - 烃源岩孔隙相对较大、可动水较少(正常压实时) - 含油饱和度很容易达到临界运移值 - 存在多种引发超压的因素(欠压实、油气生成、粘土脱水、较 高地温…) 尼日利亚尼日尔三角洲某钻井剖面中孔隙率和 Ch/Co 随深度的变化 与初次运移的关系 (据藤田,1977) C烃/C有机碳由下降到回升与孔隙率不随深度增加而降低的深度间段(大致为1,950-2,550m)基本一致。说明此深度间段发生了初次运移。 (三)距离 取决于烃源岩和储集层的接触关系、输导能力。 烃源岩靠近储集层15米左右。 烃源岩的单层厚度并非越厚越好;存在排烃效率最佳的厚度。烃源岩单层厚度为10--20米(30m),砂泥岩互层条件下,排烃效率最好。 第二节 初次运移 距储集层距离(m) 抽提物/有机碳(mg/g) 烃类/抽提物(%) 沥青烯类/抽提物(%) 2 72 54 12.2 4 86 61 11.2 7 90 63 7.5 10.5 112 63 5.7 14 118 64 5.8 阿尔及利亚泥盆系母岩抽提物的含量及成分与距相邻储集层距离的关系 (每一数值是3-4个测定值的平均值) Tissot(1978)和Barker(1981)提出综合模式: 1.烃源岩埋深1500m: 未成熟阶段 产物以生物CH4气为主,地层水较多,以水溶相运移最有可能,以水作为运载体,部分生物气也可以游离相运移。正常压实排烃模式。 2.埋深1500--4000米: 成熟阶段(生油窗) 液态烃大量生成,油相的相渗透率增大至临界值后,以游离油相运移。气体多溶于油中,呈油溶气相运移;异常压力排烃模式。 3.埋深4000米: 高成熟、过成熟阶段 高成熟阶段,液态烃发生高温裂解,形成大量气态烃,液体溶解在气态烃中以气溶油相运移,气态烃作为运载体。 过成熟阶段烃源岩中的可动水已很少, 干酪根只能生成干气甲烷,天然气呈游离气相运移。扩散模式 碳酸盐岩——缺少水来源,压实作用弱,以游离相排出。 油气初次运移的综合模式 第三节 二次运移 一、油气二次运移的相态 油气以具有一定体积的游离相态进入储层: 在表面张力作用下,油气会立即形成油滴/ 气泡。 随着进入储层的油气不断增多, 油滴/气泡将连接 合并, 直至其连续高度达到一定值后, 即可在浮 力作用下进行运移. 油气以溶解 状态进入储层: 随温度/压力的降低, 油气将从水中分离出来, 进 而以游离相态进行运移 综上, 油气以游离相态(或最终要转变成游离相态) 进行二次运移 油气在储集层中向上倾方向运移的一般模式图 (据Hobson,1975重绘) 二、油气二次运移的主要作用力 第三节 二次运移 浮力: 动力 水动力: 动力 或 阻力 毛细管力: 阻力 (一)浮力 由于油、气、水的密度差异而产生。油气与水的密度差越大,所 受的浮力越大。 地层条件下水的密度一般为 1.0 – 1.2 g/cm3, 油的密度一般为 0.7 – 1.0 g/cm3, 气的密度一般小于 0.001 g/cm3 。因此同等条件下,气所 受到的水的浮力远大于油所受到的水的浮力。 第三节 二次运移 L S Z L ? ? (a) (b) F F1 F2 在充满水的储集层中, 长度为 L、横截面积为 S 的直立油链 (图a)所受到的阿基米德浮力为: ? = L? S ? ?wg 油链受到的重力为: G = L? S ? ?og 故油链受到的合力(净浮力)为: F=?-G = L? S ( ?w - ?o )g 作用在单位面积油链上的净浮力为: F’ = L( ?w - ?o )g 当同一油链在倾角为 ? 的倾斜储集层中顺层展布时(图b), 所受顺层向上的净浮力为: F1 = L? S ( ?w - ?o )g ? sin? 则沿顺层向上方向, 作用在单位面积油链上的净浮力为: F1’ = Z ( ?w - ?o )g ( F1 = F ? sin? ) ( Z = L ? sin? ) 第三节 二次运移 (二)毛细管力 0.015 0 40oAPI的油 – 盐水 0.020 0 30o-40oAPI的油 – 盐水 0.030 0 30o API 的油 – 盐水 0.072 0 甲烷 – 盐水 0.485 140 空气 – 汞 界面张力(N/m) 润湿接触角(度) 流体 – 流体系统 *

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