石油天然气地质-4-5二次运移通道、距离时间、研究方法

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,第四章石油和天然气的运移,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。,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。,主要内容：相态、动力和阻力、通道、时期、方向和距离,第三节油气二次运移,一、油气二次运移的相态和流动类型,相态：连续油相，连续气相。流动类型：渗流、浮力流、扩散流,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,二、油气二次运移的动力和阻力,连通孔隙裂缝断层：垂向运移主通道不整合面：侧向运移重要通道,三、油气二次运移的通道与输导体系,基本通道,1、油气二次运移的通道,指油气从烃源岩到圈闭过程中所经历的所有路径网及其相关围岩，包括连通砂体、断层、不整合及其组合。,2、油气输导体系,二次运移不可能在整个运载层中发生，在非均质的地层中油气总是沿渗透率最大、毛细管阻力最小的通道运移。因此，油气运移存在一个优势运移通道问题，而优势运移通道就决定可油气二次运移的主要方向。,3、优势运移通道与有效运移通道,有效运移通道：运载层中真正发生了运移作用的通道，称为有效运移通道。有效运移通道空间的大小主要受岩石的组构控制优势运移通道：是指油气自然优先流经的二次运移通道。是有效通道的一部分。受运载层的连通性和构造形态控制，控制着运移油气的大部分。,3、有效运移通道与优势运移通道,三、油气二次运移通道与输导体系,封闭性断层对运移通道及远景圈闭风险评价的影响上图：断层不封闭，对运移无影响；下图：断层封闭，运移通道偏转到另一构造,李明诚先后在大民屯、歧口等8个凹陷，用油气录井资料求得各凹陷有效运移通道空间平均约占整个运载层孔隙空间的5%-10%；西部满加尔凹陷古生界二次运移有效通道空间系数平均为3.9%。,级差优势通道控油气作用地质概念模型,级差优势通道：输导层内孔渗性结构分布差异形成的优势通道。油气在这类介质中总是沿着级差优势最大的通道向前运移。,优势通道的主要类型：,分隔优势通道：指有效烃源岩之上的输导层沉降中心的有序偏移所形成的油气运移通道。区域性盖层底部形成的分隔槽是最终决定油气流向的地质要素。,流向优势通道控油气作用地质模型,构造脊优势通道：在浮力作用下，油气沿储层顶面的构造脊运移,盖层条件满足时，油气的运移主要取决于运载层顶界面的构造起伏：在油气生成区的上方，油气的运移通道或路径数量很多并形成一张密布的网络；远离油气生成区，油气运移的主要模式是沿有限的、集中的通道或路径进行横向运移。,油气沿着渗透性最好、阻力最小的路径运移（运移高速公路）。总方向：盆地中心边缘或中央隆起带，深层浅层主要指向：生油凹陷中或邻近地区长期继承性发育的正向构造带。,四、油气二次运移的主要方向和距离,1.运移主要方向,松辽盆地下白垩统生油中心与油气富集关系图1生烃强度等值线，2地温梯度等值线，3油田，4凹陷边界,构造背景与油气二次运移区域指向的关系,影响油气二次运移方向的因素运载层：类型、连续性、孔隙连通性和渗透性运移具有“向源性”,美国湾岸区德克萨斯州渐新统三角洲的油气运移方向及油气田分布,运载层及相关地层的构造起伏：储集层运载层和不整合面运载层和上覆盖层的构造起伏、断层面的构造起伏对优势运移通道的控制作用。油气向运载层倾斜斜率最大的方向运移，在构造脊线的部分聚敛并向上倾方向运移，运载层顶面的构造脊线为优势通道。断层的几何形态和产状决定垂向运移油气的具体路径，凸面断层使流线汇集形成优势运移通道，而凹面断层则使流线向上呈发散状，不会形成优势通道。,断层的阻挡和连通：封盖层的分布与产状凸状的盖层形态有利于优势通道的形成，而凹状和平板状的盖层形态则形成分散的运移路径。盆地结构和形状形态,封盖层的形态和产状对二次运移路径的影响,不同的封盖层形态运移特征不同。,不同的断面形态运移特征不同：凸面主要起汇聚流的作用；凹面主要起发散作用，不利于油气聚集。,断面形态和产状对二次运移路径的影响,不同形状的盆地油气二次运移方向,影响因素：运移通道、运移动力、圈闭及盖层的有效性、盆地规模等一般：大盆地、海相盆地较长陆相盆地、断陷盆地较短源控论：油源区控制油气田分布近距离运移为主,2、二次运移的距离,横向：几米上百公里；垂向：几米几千米,图：济阳凹陷下第三系生油中心与油气富集关系（东营凹陷部分）1地层剥蚀线，2生烃强度等值线，3油田,我国部分含油气盆地油气运移距离,90%以上的烃类在运移过程中散失！,开始时期：初次运移之后发生主要运移时期：生油期后第一次大规模构造运动时期或主要生排烃期后构造相对活动时期多期构造运动形成多期运移成藏期,五、油气二次运移的主要时期,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,第四章石油和天然气的运移,第四节油气运移研究方法有机地球化学方法地球物理方法实验模拟方法水动力学方法,一、有机地球化学方法研究油气运移1、利用有机地球化学参数研究石油的初次运移根据剖面上地球化学指标的变化确定烃源岩排烃情况,2、利用有机地球化学参数研究油气的二次运移生物标志化合物、正烷烃、碳同位素、族组分等地化指标，进行油源对比，追索油气来源；储层中原油的物性变化和储层沥青的分布特征判断石油运移方向。,层析作用：沿着运移方向，石油被矿物选择性吸附，化学成分和物理性质规律性变化。（1）非烃化合物逐渐减少。非烃化合物最易吸附于矿物的表面或溶解于水中。（2）高分子化合物和芳烃含量减少。高分子化合物易吸附，芳香烃比正烷烃和环烷烃的极性强。,（3）某些生物标记化合物有规律变化。如甾烷的5，14，17异构体比5，14，17运移快，甾烷/甾烷比值由小变大。,（3）13C/12C比值逐渐降低。芳香烃中13C/12C的比值高于烷烃和环烷烃；13C比12C吸附能力强，12C相对运移快，使13C/12C比值减小。（4）石油密度、粘度降低。,酒泉盆地老君庙背斜带油气运移方向,从鸭儿峡向老君庙、石油沟方向，原油正烷烃主峰值逐渐降低，C22以上与C23以下的比值逐渐增加，原油比重、粘度、含蜡量逐渐变低,四川泸州古隆起阳新统，嘉陵江组天然气13C含量分布图,天然气13C同位素的含量从隆起上向凹陷方向(天然气来源的方向)变大，而在隆起顶部(运移的前方)，其含量逐渐减小,运移过程中氧化作用占主导时，沿运移方向：原油由轻变重，由稀变稠，其它参数也呈有规律性的变化,二、地球物理方法-利用压实曲线研究油气运移分析泥质烃源岩的排烃深度（时期）、排烃方向，估算排液量和地层压力,三、实验模拟方法模拟排烃：砂泥岩层模拟二次运移：连续充注、幕式充注，运移通道,实验中人工泥岩的构成为30%石英砂与70%粘土矿物配成。另外，3%KCI的水与机械油原始油饱和度为5.7%、10.8%、19.5%。,压实排液物理模拟,参数选择：以下第三系油源已经运移到上第三系底部作为地质模型的初始条件；从以下四个方面给定模型的边界条件断层：包括断层面的几何形态、宽度、断层充填物的储集物性；砂层：包括砂体的几何形态、储集物性、砂层组合；流体：包括流体动力学条件、油水密度差和流体压力差；注油：包括注入方式、注入量等；结合沾化凹陷地质情况，选取二种注入方式（均匀注入和突发注入），二种断层宽度，二种断面充填物储集物性（与周围砂岩相比孔隙度大于5和相等）。,济阳坳陷上第三系油气运移实验(据胜利油田）,油的运移路径连续充注：首先油进入主断层（F1），并向上运移，充注其两侧的砂体A