1、第五節(jié) 輸導(dǎo)層及二次運移本章內(nèi)容提要： 石油、天然氣運移是形成油氣聚集的不可缺少的環(huán)節(jié)。；二次運移的結(jié)果是油氣聚集，受儲層物理性的影響較大。 因此，二次運移的相態(tài)、動力、距離、方向、時期等問題是研究的主要內(nèi)容。 不同輸導(dǎo)層類型是主要通道，運移距離有所不同。一、 石油和天然氣的二次運移 油氣經(jīng)初次運移進(jìn)入到儲層，就開始了二次運移。初次運移和石油生成密切有關(guān)；二次運移與石油的聚集密切相關(guān)(油藏的形成)；環(huán)境是孔、滲都較大的多孔介質(zhì)；一般以連續(xù)游離相進(jìn)行運移。二次運移，油氣進(jìn)入儲層的一切運移，二次運移緊接初次運移而發(fā)生。包括儲層內(nèi)、沿斷層、不整合面等通道的運移，聚集與成藏。（一）二次運移的相態(tài) 油氣

2、的次運移進(jìn)入儲層后，條件發(fā)生變化，油氣逐漸釋放出來。目前主要認(rèn)為溫度、壓力起作用：壓力降低氣態(tài)烴釋放；溫度降低液態(tài)烴釋放。 因此，相態(tài)應(yīng)是以游離相為主，由分散的油滴油線油片油氣藏。（二）油氣二次運移的動力和阻力1、受力分析 單位質(zhì)量的石油質(zhì)點受到以下4種力的作用：（1）重力，大小為g，方向下向；（2）浮力，石油質(zhì)點排開水體的重力，方向向上；（3）水動力，靜水狀態(tài)下為零；動水狀態(tài)下，水動力為(1/owEw)，方向為Ew（水力場強度）；（4）毛細(xì)管力，大小為(2/c)，方向與運移方向相反（阻力）。重力，方向下向；浮力，方向向上；水動力，靜水下零；動水下，水動力為(1/owEw)毛細(xì)管力，與運移方向

3、相反2、二次運移的動力浮力、重力和水動力的合力為二次運移的動力。（1）凈浮力，將浮力與重力代數(shù)和稱為凈浮力。靜水條件下 ：油(0.65-1.0)，氣(0.15-0.5)，水(1-1.2)總是按密度分異，就是浮力作用的結(jié)果。單位面積(S=1)，高度為Z的油柱凈浮力(Fr)為：Fr=Z1（w-o）/g = Z(w-o)g 顯然連續(xù)油柱高度(Z)大到一定程度，凈浮力才能克服毛細(xì)管阻力而使石油運移，即凈浮力的大小取決于油柱高度。即： F = V(w-o)g（2）水動力單位質(zhì)量石油質(zhì)點運移的水動力值為： Fo=w/o Ew凈浮力和水動力的矢量和(Eo)是動力，因此：Eo= -（w-o）/og + w/o

4、Ew3、二次運移的阻力 油氣在多孔介質(zhì)中最主要的阻力是孔隙介質(zhì)對油氣的毛細(xì)管力。概念：毛細(xì)管力，在水潤濕系統(tǒng)中毛細(xì)管油氣界面所產(chǎn)生的指向石油的壓力。其大小取決于孔隙半徑，烴、水界面張力、潤濕角。 潤濕角，是固體表面與液體空氣或液體液體界面之間夾角。由毛細(xì)管壓力方程： Pc=2cos/ rc 可看出, rc三個變量的任何變化都會改變對二次運移的阻力。 顯然，只有排替壓力大于毛細(xì)管力時，油氣才能擠入水所占據(jù)的孔隙喉道中。 實際上巖石孔隙形態(tài)、結(jié)構(gòu)是十分復(fù)雜的，當(dāng)油氣從大孔隙進(jìn)入小孔隙或穿越喉道時，將在油體兩端形成毛細(xì)壓力差(Pc)。由毛細(xì)壓力差(Pc)： Pc= Pt- Pp= 2cos/rt-2

5、cos/rp = 2cos（1/rt-1/rp）= 2 （1/rt-1/rp）rt喉道半徑(小孔隙半徑)，rp孔隙半徑(大孔隙半徑) cos=1，界面張力 顯然喉道越細(xì)，界面張力越大，界面彎曲程度越高，排替壓力越大。對油氣的阻擋、封閉能力越強，油氣也越難運移。(三)油氣二次運移的一般規(guī)律1、油氣二次運移的條件（1）孔隙中油氣飽和度So、Sg必須不小于臨界含油氣飽和度；（2）二次運移的動力必須大于阻力(毛管壓力差)；即， 凈浮力+水動力毛細(xì)管力假設(shè)：(油滴、油絲、油片)油柱的載面積為1(單位面積)，長度為L，傾角為，二次運移的條件可表達(dá)成： o LSinEo 2（1/rt-1/rp）即， Z(L

6、Sin) 2（1/rt-1/rp）/ o Eo 也就是說，油氣必須累積到一定的長度或高度，才能克服毛管阻力進(jìn)行二次運移。2、二次運移的通道 二次運移沿著毛細(xì)管阻力最小的位置進(jìn)行。滲透性砂巖以孔隙型通道為主；致密碳酸鹽巖以裂縫型通道為主；斷層可成為良好運移通道，張性斷層好于壓性斷層，高角度斷層有利于運移，斷層面有角礫巖且膠結(jié)不緊，有利于作通道；不整合面分布具區(qū)域性，又能把不同時代、不同巖性的地層勾通起來，有利于運移。 3、二次運移的時期 一般說是初次運移之后即開始二次運移。二次運移時期受初次運移控制，(因油氣進(jìn)入儲層之后超過臨界油柱高度之后不可能不流動)；大規(guī)模二次運移時期，在主要生油期之后發(fā)生

7、的第一次構(gòu)造運動時期，此時：油氣已大量生成；構(gòu)造運動使地層發(fā)生形變，產(chǎn)生構(gòu)造(褶皺、斷裂)，原壓力平衡打破，流體壓力重新分配。4、二次運移的方向 總趨勢總是沿阻力最小的途徑由高能區(qū)流向低能區(qū)，高勢區(qū)流向低勢區(qū)。從盆地構(gòu)造分析：與生油凹陷相鄰的斜坡和隆起是主要指向；長期繼承性隆起，且在主要通道上，更有利；在生油凹陷中的局部隆起尤其有利(距離近，油來源方向多，油源足)； 具體到一個地區(qū)，運移方向到受到多種因素控制，如生油區(qū)位置，構(gòu)造起伏，巖性變化，裂縫發(fā)育，水動力條件等。5、二次運移的距離 各個盆地很不一致，變化范圍大。主要取決于：通道的暢通程度；烴源巖供給的富集程度；盆地的大小及構(gòu)造的格局、展布

8、等； 我國陸相地層特定環(huán)境，一般在在50km之 內(nèi)，最大約80km(克拉瑪依)。海相地層在油源充沛及水動力條件有利情況下，可有較長距離的運移。如美國堪薩斯隆起的一個古潛山帶 6、二次運移的結(jié)果(變化) 二次運移的最終結(jié)果是停止運移，在圈閉中聚集成藏。油氣在通過巖層運移中，可看作是穿過一個天然的色柱層，產(chǎn)生色層效應(yīng)。(主要是某些礦物表面吸付作用) 因此，油氣的物理性質(zhì)，化學(xué)成分都產(chǎn)生一定的變化規(guī)律。為我們提供了一個用地球化學(xué)方法研究油氣運移的方向。二、 油氣輸導(dǎo)層的型式 根據(jù)生、儲、蓋組合類型，輸導(dǎo)層型式和運移距離，可分為以下幾種型式：孔隙型輸導(dǎo)層裂縫型輸導(dǎo)層斷層型輸導(dǎo)層不整合面型輸導(dǎo)層 根據(jù)生

9、、儲、蓋組合類型，輸導(dǎo)層型式和運移距離，可分為基本型式加復(fù)合型：1.短-中距離側(cè)向運移連續(xù)組合內(nèi)的短-中距離側(cè)向運移 如果在成烴范圍內(nèi)存在有利的組合及良好圈閉，油氣經(jīng)過較短距離(幾幾十公里)側(cè)向運移，形成較大特大規(guī)模的油氣聚集，如大慶長垣。不連續(xù)組合內(nèi)的短-中距離側(cè)向運移 油氣沿不整合面和斷裂經(jīng)短-中距離側(cè)向和垂向運移，聚集于潛山高部位的儲集體中，如冀中油田。2.較長距離的側(cè)向運移連續(xù)型組合內(nèi)較長距離的側(cè)向運移 一般儲層橫向較穩(wěn)定，側(cè)向輸導(dǎo)能力強，油氣均可向上傾方向作較長運移(數(shù)十?dāng)?shù)百Km)，在適當(dāng)部位形成規(guī)模不等的油氣聚集。不連續(xù)型組合的較長距離的側(cè)向運移 以不整合面為輸導(dǎo)層的不連續(xù)組合，烴源巖中形成的油氣，先輸導(dǎo)到不整合面，然后向上傾方向作側(cè)向運移。油氣既可聚集于比烴源巖層位較年青的儲層內(nèi)，也可聚集于比源巖老或老得多的沉積巖，甚至結(jié)晶、