油氣二次運移

油氣二次運移

油氣二次運移指的是石油和天然氣進入運載層以後的各種運移二它包括油氣在儲集層孔中的運移,油氣沿斷層、裂縫和不整合面的運移以及由於油氣藏破壞而使油氣重新分布的運移。

基本介紹

  • 中文名:油氣二次運移
  • 外文名:hydrocarbon secondary migration
  • 動力:浮力,重力,水動力,毛細管力
  • 通道:相互連通的地層孔隙、裂縫,斷層
  • 距離:主要受其地質條件控制
  • 方向:總是沿著阻力最小的方向
相態,動力和阻力,方向,距離,流動類型,

相態

在二次運移中,油氣與水密切共存,除少量的油氣以溶解的狀態運移外,絕大部分油氣以其原有的相態運移。
初次運移相比,二次運移通道粗,毛細管阻力小,流體壓力較低,含鹽度較高,油氣以游離相為主,氣可呈水溶相,浮力為主要運移動力。
油氣二次運移的相態有水溶相、游離相和擴散相三種,石油主要呈游離相,少量氣溶相和水溶相。天然氣主要呈游離相,少量水溶相和擴散相。
油氣在二次運移過程中由於溫壓條件的改變,也會發生相態變化,例如溶解在石油或水中的天然氣,從深層運移至淺層或地層抬升後,由於溫壓的降低會從石油或水中釋出,成為獨立的氣相;深層以氣溶相運移的石油,運移至淺層也會發生凝析作用而轉變為油相。

動力和阻力

油氣幾次運移主要受地殼運動所控制。地殼運動不僅能造成油氣運移的各種通道,而且影響著二次運移的主要動力一一浮力、水動力的存在和發展;
1.浮力
油氣進入飽含水的儲集層之後,由於密度差的原因,油氣將受向上的浮力。根據阿基米德原理,水對石油的浮力可表示為:
式中
——浮力,10-5N;
——連續油塊的體積,cm3
——水的密度,g/cm3
——水的密度,g/cm3
2.水動力
水動力主要由沉積盆地中壓實水流和重力水流產生。壓實水流是在盆地處於持續下沉、大量接受沉積的年輕時期,由不均一的沉積負荷和差異壓實作用而產生的水流。水流方向呈離心狀,主要是由盆地中心流向盆地邊緣,由深處流向淺處。
當儲集層出露地表且與大氣水相通時,由供水區流到泄水區的水流稱為重力水流。水流方向呈向心狀,一般由盆地邊緣流向盆地中心。
無論是溶解於水的油氣,還是呈游離相態的油氣,在水動力作用下都可以運移,在不考慮其他因素的情況下,運移方一向總是與水流方向一致。
水動力和浮力引起運移的方向既可以相同,也可以相反。
3.毛細管力
儲集層的孔隙直徑大多介於500~ 0.2μm之間,屬毛細管孔隙,所以常把儲集層的孔隙系統視為一個毛細管系統。該系統的孔隙空間原來多為水所飽和。所以,二次運移主要是非潤濕相的油氣排替儲層中潤濕相水的過程。油氣在喉道中要驅替其中的水而向前運移,就必須克服毛細管力。所以,通常毛細管力是油氣運移的阻力。
浮力、水動力、毛細管力對地下油氣二次運移的綜合作用,可用流體勢來描述,油氣總是由高勢區向低勢區流動。在地質發展歷史中、古流體勢場的分布和演化受區域構造背景、古水動力條件和流體性質等多種因素所控制。因此,油氣二次運移的方向、距離也是變化的。

方向

油氣在二次運移過程中,總是沿著阻力最小的方向運移,運移的主要方向是受多種因素控制的,如區域構造背景,儲集層的岩性、岩相變化,地層不整合,斷層,水動力條件等因素。其中最重要的是區域構造背景,即凹陷與隆起區的相對位置及其發展歷史。通常位於凹陷附近的隆起斜坡帶,易成為油氣運移的主要方向,特別是其中長期繼承性的隆起帶最為有利。如大慶長垣是位於齊家一古龍和三肇兩個生油凹陷之間的隆起帶,生成的石油運移至大慶長垣,聚集成大慶油田。渤海灣盆地東營凹陷中的一些油氣田,如勝沱、東辛、現河莊、梁家樓、純化、小營、平方王、林樊家、尚店、濱南、單家寺、利津、寧海等油田,即呈環帶狀分布在主要生油區——利津窪陷周圍的隆起帶及斜坡帶。

距離

油氣運移的距離是生油凹陷到油氣藏之間的距離。該距離可長可短,主要受其地質條件控制。如果儲集層的岩性、岩相變化小,橫向分布穩定,儲集層物性好,均質性強或具有不整合面、斷裂帶等有利油氣運移的通道,同時有充足的促使油氣運移的動力條件,油氣可以遠距離運移,最大可達百餘公里;否則,運移距離較短,只有幾公里。一般情況下,海相盆地中油氣運移距離較大,而陸相盆地中油氣運移距離較小。我國目前已發現的油氣田,多靠近生油凹陷分布,油氣運移的距離較短,二般都在50 km以內,運移距離最大的是新疆克拉瑪依油田,但也只有80km左右。

流動類型

二次運移的流動類型有:滲流、浮力流、擴散流。滲流是地層孔隙中流體在壓差或勢差作用所發生的流動,為單相滲流或多相滲流,呈連續狀流動。浮力流指油氣在密度差作用下,在地層孔隙水中的上浮;為自由上浮或限制性上浮,呈斷續狀流動。擴散流是流體在濃度差作用下所產生的分子擴散。

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