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油气的运移
打印 2016/07/21 17:06 字体: [大] [中] [小]

油气运移可以导致油气聚集成藏,也可导致油气分散和已形成的油气藏遭受破坏。研究油气运移聚集规律,对于找油勘探有重要意义。油气运移是一个很复杂的问题,有关的研究、认识、观点、意见甚多,而且不完全一致。

下面只对一些基本的问题做简要介绍。

1.油气运移的概念

石油和天然气在地层中的任何移动,都称为油气运移。石油和天然气的运移,也可以说,在油气生成的同时,油气运移已经开始。

在生油岩中正在生成的石油是分散的。生油岩所生成的石油首先需要从孔隙细小、渗透率极低的生油层中运移出去,汇集在有一定孔隙性和渗透性的储集层中,然后再从储集层向适宜于油气聚集的地质体中运移。显然,油气从生油层向外运移与油气在储集层中的运移在许多方面是很不相同的。因此,在油气运移领域,很自然地就形成了油气初次运移和油气二次运移这两个基本概念或研究范畴。

在生油层中生成的油气,自生油层向邻近的储集层中的运移,称为初次运移。相应地,把油气进入储集层后的一切运移,称为二次运移。

显然,无论是油气初次运移或是油气二次运移,对于油气藏的形成都是十分重要的。油气初次运移,生油层中生成的油气,最初是呈分散状态存在于生油层中。要形成有工业价值的油气藏,就必须经过运移聚集的过程。要实现这一过程,生油层生成的油气首先就必须从生油层向外、向临近的储集层运移(即初次运移),才能开始和继续油气聚集成藏的过程。由此可见油气初次运移的重要性。如果比较清楚地了解、掌握了油气初次运移的特点和规律,这对研究其后的油气二次运移和油气藏形成规律,都将具有重要的意义。

(1)油气初次运移的时间

油气初次运移的时间,始于生油层开始生油的时间,而止于生油结束的时期。现今比较一致的看法是,石油是一边生成一边运移的。要使生油过程得以继续,也必须让已生成的石油陆续外移。当然,油气初次运移的高峰期应在生油层大规模进行生油的时期。研究油气初次运移的时间,有助于推断油藏形成的时期:任何油藏的形成,不会早于其油气初次运移的时期。

(2)油气初次运移的通道

天然气可以比较容易地从生油岩的细小孔喉中排出,但液态石油肯定难以通过生油岩的细小孔喉。那么,石油是怎样排出生油层的呢?比较一致的看法是:石油是通过生油岩中的微裂缝完成其排出生油层的初次运移的。在生油层埋藏深度增加、压实作用增强的同时,差异压实常可产生一定数量的裂缝。此外,许多研究认为,在压实作用最强烈的阶段,沉积岩

大量脱水,会产生类似水力压裂的作用,导致泥质岩类产生相当数量的微裂缝。这都会有利于油气的初次运移。

(3)油气初次运移的物理状态与载体

由于烃类难溶于水,因此多数看法认为:在油气初次运移时,大部分石油是以原有相态(液态石油)运移的。只有少量油气可能以溶于水的方式运移。

生油层中含有大量的原生水,这些水随着埋藏深度增加,压实作用增强,将会从生油层中大量排出,而这时正是生油层生油的时期。这些原生水的运动,对油气的初次运移起着极重要的“运载体”作用。近年有人提出甲烷气可作为油气初次运移载体的观点(美,H.D赫德伯格,1979),已受到人们的重视。

(4)油气初次运移的动力

由于生油岩孔喉细小,渗透率很低,油气在其中运移困难,显然需要特别的动力。关于油气初次运移的动力,已有许多研究认识。主要的运移动力有:压实作用,使孔隙流体受压外排;水热增压作用,由于埋深增加,温度增高,使地层中大量的水受热膨胀产生外排动力;渗透压力的作用。(泥页岩中部盐度低,边部盐度高,流体由盐度低处向高处流动);粘土脱

水作用(蒙脱石在埋深2000~3200m左右时,会大量脱水转化为伊利石,大量脱水既提供油气运移的载体,又产生油气自生油层向外排油的动力)等。总之,油气初次运移的动力较多,单独一种动力的情况可能较少。由此也可以看出,油气的初次运移是不乏动力的。

(5)油气初次运移的方向与距离

关于油气初次运移的方向,一般认为以向上或向下的垂直运动为主,横向的水平运动较为次要。因为油气初次运移主要发生在孔喉细小的生油岩中,在这样的条件下要想长距离运移显然是不现实的。生油层生成的油气只有向其上、下最接近的储集层运移才是最容易、最可能的(其横向运移可以在油气进人储集层后比较容易地进行)。

油气初次运移的距离可能与生油层裂缝发育情况、排油动力大小、生油层与储集层的接触状况等因素有关。有人认为,油气初次运移的距离大致在生油层与储集层接触面的上下14m左右的距离内。据此,有人认为,生油岩的单层厚度以10~20m为最好;单层太厚时,其中间部位生成的石油难于排出。

2.油气二次运移

石油和天然气自生油层进入储集层后的一切运移,都称为二次运移。它包括油气在储集层内的运移,以及油气沿断层或不整合面等通道的运移,也包括已形成的油气藏遭受破坏使油气发生重新分布的运移。可见,油气的二次运移是紧接着初次运移进行的。也可以说,油气二次运移是初次运移的继续。油气进入储集层之后,其运移的环境条件有了很大的改善。最根本的改善是运移通道的渗透性大大提高,这就为油气的二次运移提供了良好的条件,使油气可以在很大范围内运移、聚集、富集、成藏。

(1)油气二次运移的动力

石油生成并从生油层运移出来以后,要形成具工业价值的油气聚集,必须经过较长距离、较大规模的二次运移,才能使分散的油气富集成藏。显然,这种较长距离、较大规模的油气运移,是需要较为强大、较为持久的动力的。油气二次运移的动力可能是多方面的,但主要的动力有如下三种。

1)构造作用力

在地质历史时期中,地壳的构造运动是频繁的。每次构造运动,地层中都会有应力活动,这些应力必然会促使地层流体产生运移和重新分布。与此同时,多数构造运动都会使地层产生一定的褶皱、弯曲、断裂等变形,从而为油气进行较长距离、较大规模的二次运移提供动力与通道。

地壳中的油气总是沿着动力最大、阻力最小的方向运移的,这是油气运移的基本规律。油气运移动力的大小主要取决于运移通道的倾斜程度。运移通道较陡,则油气运移的动力(浮力)较大;运移通道平缓,则油气运移的动力较小。其具体运移的主要方向则受多种因素控制,其中最重要的因素是区域构造背景,即凹陷区与隆起区的相对位置和发展历史。在一般情况下,位于生油凹陷附近的隆起带和斜坡带,常是油气运移的主要方向。

2)浮力

天然气比水轻,液态石油一般也都比水轻。当油气进入饱含水的储集层后,油、气、水就会按密度大小进行分异。天然气最轻,居上部;水最重,居下部;液态石油居中。在储集层出现倾斜或上下两个分隔的储集层之间出现断层、裂缝连通时,油气就会在浮力的作用下持续向上运移,直到遇到某种封隔遮挡才会停止。

3)动水压力

当某些储集层与地表连通,并有外界水源供给时,其中的流体会出现经常性的定向流动。当生油层生成的油气进人这样的储集层时,其中的油气自然会随动水压力的作用进行运移。

(2)油气二次运移的主要时期

虽然,油气二次运移是在油气初次运移开始不久即已开始,但油气二次运移的主要时期一般是在主要生油期之后的第一次构造活动时期。一般来说,只有构造运动的作用力,才会促成油气的大规模运移。

(3)油气二次运移的通道

油气二次运移的主要通道应是连续的储集层、大型层间裂缝、断层、不整合面等可在平面、剖面的较大范围连通的通道。连续的储集层和区域不整合面可将油气输送到较远的地方,大型层间裂缝和断层可将下部储集层的油气转送到中部、上部另外的储集层。这就大大扩大了油气运移聚集的范围,有可能形成大型、特大型油气藏。

(4)油气二次运移的距离

关于油气二次运移的距离,长期以来一直是石油地质界争论的问题。有人主张长距离运移,有人主张短距离运移。从我国油气田的情况看,它们大都有靠近沉积中心(油源区)分布的特点,油气运移距离一般都在50Km以内,最大也仅80Km,说明油气二次运移的距离不会很大。

2016/07/21 17:06 来源: 责任编辑: