油气运移课件.pptx

固体矿产 煤 从沉积 成岩 成矿其位置基本保持不变 水 石油 天然气 典型的背斜油气藏 石油和天然气都是流体 它们具有流动的趋势 油气可以从源岩运移到储集层 输导层 从储集层运移到圈闭中形成油气藏 油气也可以由于地质条件的改变而从圈闭沿输导层运移到别的储层中 再运移再聚集形成次生油气藏 或者通过断层或封闭性差的盖层向上运移到达地表形成油气苗 第四章石油和天然气的运移 一 油气运移有关的几个基本概念1 初次运移和二次运移的概念油气从源岩层向储集层的运移 称为初次运移 primarymigration 油气进入储层以后的一切运移都称为二次运移 secondarymigration Terzaghi 1923 在士力学实验中确立如下关系式 S P式中S 上覆沉积的负荷压力 作用在下伏岩石基质上的有效应力 P 下伏岩石中的孔隙流体压力 Hubbert和Rubey 1959 将该关系用于固结的岩石中 证明即使在孔隙度为1 的基岩中 该关系式也是有效的 说明上覆沉积负荷压力总是为下伏基质骨架和孔隙流体共同支撑 2 地层压力与异常地层压力 1 地层压力 formationpressure 地下多孔介质中流体所承受的压力 亦称孔隙压力或流体压力 单位 帕斯卡 Pa 或常用兆帕 MPa 2 静水压力 静止水柱产生的压力 重量 称为静水压力 3 静岩压力 地下岩石的重量产生的压力 又称为地静压力 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 如果某一深度地层的压力明显高于或低于静水压力 则称该地层具有异常地层压力 5 异常地层压力 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 破裂压力 导致岩层发生破裂的压力 通常约为静岩压力的85 1 稳态渗滤流体在孔隙介质中的流动称为渗滤 达西定律来描述 Q K S P2 P1 L Q 单位时间内液体通过岩石的流量 S 通过岩石的截面积 K 岩石的渗透率 P2 P1 液体压力差 液体的粘度 L 液体通过岩石的长度 3 油气运移的基本方式稳态渗滤 非稳态幕式与扩散是油气运移的三种种基本方式 典型稳态流体流动 地下水的渗滤 不同类型盆地中连续稳态流体流动的驱动机制和样式 据Garven 1995 2 非稳态幕式 超压流体流动 破裂压力 超压引起的地层破裂和超压流体的幕式排放 压力 应力 时 间 幕次 1 幕次 2 幕次 3 幕次 4 开启 封闭 排放 补给积累 地层水力破裂压力 P L 静岩压力 压力 应力 时 间 幕次 1 幕次 2 幕次 3 幕次 4 开启 封闭 排放 补给积累 P L 静岩压力 莺歌海盆地泥岩岩芯中的水力破裂 准噶尔盆地中部地区超压流体天然水力破裂通道 破裂压力 3 扩散扩散是分子布朗运动产生的传递过程 当物质存在浓度差时 扩散方向总是从高浓度向低浓度进行 分子越小 扩散能力越强 轻烃具有明显的扩散作用 流体中的扩散速率与浓度梯度有关 服从费克第一定律 J DgradC式中 J为扩散速率 D为扩散系数 gradC为浓度梯度 扩散系数与分子大小有关 也与扩散介质条件有关 4 岩石的润湿性 润湿作用是指固体表面的一种流体被另一种液体取代的一种作用 1 润湿性 流体附着固体的性质 0 称完全润湿 90 称润湿 90 称非润湿 润湿角 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 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 岩石的润湿性 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 中间润湿的 mixed wet 部分亲油 部分亲水的岩石 3 岩石的润湿性对油气运移的影响 孔隙中的油水分布 流动方式 残留形式和数量 亲水岩石中 水附着在孔隙壁上 油在孔隙中心 油的运动必须克服毛细管力 亲油岩石中 油附着在孔隙壁上 水在孔隙中心 油的运动不受毛细管力的阻碍 5 油气运移临界饱和度油 气 水同时存在时 油 气 相运移所需的最小饱和度称为油 气 运移的临界饱和度 例如 Levorsen 1954 油水两相吸排水实验结果表明 亲水的砂岩中 油相的饱和度低于10 时 油相不能流动 Dickey 1975 认为 在源岩中由于本身含有许多亲油的有机质颗粒 又能在一定条件下生成烃类 因此大部分颗粒的内表面已为油所润湿 油相运移的临界饱和度可小于10 甚至可降到1 二 石油和天然气的初次运移