石油地质学-06-第五章-石油与天然气运移课件.ppt

,层,区,盖,域,输导层（储层）,圈闭油气藏,烃源岩（灶）,烃源岩（灶）,油气是如何从烃源层“跑”到圈闭中？,第五章 石油与天然气的运移,第一节 有关的基本概念第二节 石油和天然气的初次运移第三节 石油和天然气的二次运移第四节 流体封存箱与油气运移,第五章 石油与天然气的运移,第一节 有关的基本概念,在富有机质的细粒烃源岩,高孔渗的圈闭,运移,一、油气运移（migration）：,油气运移：油气在地层条件下的移动,教材:P171,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,初次运移(primary migration)：油气从烃源层向储集层的运移称为初次运移,第一节 有关的基本概念,二次运移(secondary migration)：油气进入储集层或运载层之后的一切运移,教材:P171,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,3500,3000,2900,2800,2700,3100,2800,2800,运移通道,?,?,油气藏,油气藏,烃源岩,落 空 圈 闭,运移通道,油气藏,落空圈闭,源灶,运移通道,润湿性：指液体在表面分子力作用下在固体表面的展开能力，是流体和固体之间表面能作用的结果。,1、润湿性的概念,二、岩石的润湿性与毛细管力,0：称完全润湿,90：称润湿,90：称不润湿,接触角：,（流体附着固体的性质）,固,教材:P172,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,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,教材:P172,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,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,教材:P172,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,3.岩石的润湿性对油气运移的影响,影响体现在：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；残余油数量少。,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；残余油数量多。,教材:P172,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,4.毛细管压力（capillary pressure）,定义：在两种互不混溶的流体的弯曲界面处，两边流体承受的压力不同，凹面一侧流体（非润湿相）承受的压力要比对面一侧流体（润湿相）承受的压力大。在毛细管中的这一压力差称为毛细管压力,方向：毛细管力的方向总是指向非润湿相,教材:P64,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,毛细管力：毛细管中两相不相溶的流体在界面接触处由于界面张力引起的压力。,使液面上升,使液面下降,毛管力作用,教材:P172,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,界面张力:两种不相溶的流体接触面上存在的、实现两相受力状态平衡的力称之为界面或表面张力。,现象之一,现象之二,两块湿玻璃之间的毛细管力作用,教材:P62,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,Terzaghi（1923）在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(岩层所承受的地应力),MPa；有效应力，沉积岩石骨架所承受地应力,MPa；P岩石孔隙流体压力,MPa。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。,三、地层压力与异常地层压力,教材:P173,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,三、地层压力与异常地层压力,（1）地层压力（formation pressure)：,单位：帕斯卡(Pa)或常用兆帕(MPa),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,教材:P173,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,（2）静水压力：静止水柱产生的压力（重量）,（3）静岩压力：上覆地层岩石的重量产生的压力，又称为地静压力,教材:P173,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,如果某一深度地层的压力明显高于或低于对应深度处的静水压力。,（5）异常地层压力：,静水压力、地静压力、地层压力之间的大小关系，及其随深度的变化。,（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,教材:P173,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,（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）压力梯度：地层压力随深度的变化率,教材:P173,第一节 有关的基本概念 一、油气运移 二、岩石的润湿性与毛细管力 三、地层压力与异常地层压力,第二节 石油和天然气的初次运移,油气初次运移也称为烃源岩的排烃,初次运移的环境：烃源岩环境，低孔隙度、低渗透率,初次运移的问题：,石油是如何从低孔低渗的烃源岩中运移出来的，动力？通道？,烃源岩中含水很少，初次运移的相态是什么？,教材:P174,(1)水溶相,1.石油初次运移相态,在烃源岩埋藏早期，少量低成熟油阶段，可能有作用。,石油在水中的溶解度很低；,生油期烃源岩含水很少;,无法形成商业性石油聚集；,无法解释碳酸盐岩油气初次运移问题。,水溶相运移存在的问题：,一、油气初次运移的相态,教材:P173,显微观察的证据：石油以游离相存在于烃源岩孔隙系统,煤的孔隙和裂缝中的油滴,一、油气初次运移的相态,1.石油初次运移相态,(2)游离相(油相）,教材:P174,(2)气溶油相,(3)水溶相：十分不重要,烃源岩中存在的色层效应,支持游离相运移的证据,否定水溶相运移的证据都是支持游离相运移的证据,一、油气初次运移的相态,教材:P175,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,2.天然气初次运移相态,（1）水溶相,天然气在水中具有较高的溶解度，水溶相是天然气运移的重要要相态,（2）游离气相,（3）油溶气相,（4）分子运移（扩散相）,教材:P176,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,3.油气初次运移相态的演变,（1）影响油气初次运移相态的主要因素,烃源岩的有机质类型,烃源岩的埋深：孔隙度、渗透率、孔隙喉道直径,地层中孔隙水的多少,地层的温度、压力状态,教材:P176-177,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,（2）油气初次运移相态的演变,未成熟阶段：,烃源岩：埋藏浅、孔 渗性好、含水多,烃类型：生物气、少量 未熟油,相态：水溶相（气）,教材:P177,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,成熟阶段,烃源岩：埋藏较深、孔渗性差、含水少,烃类型：型：油为主 型：气为主,相态：型：油溶气 油相,型：独立气 气溶油,（2）油气初次运移相态的演变,教材:P177,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,高成熟阶段,烃源岩：埋藏深、孔渗性很差、含水极少,烃类型：湿气,相态：独立气相、气溶油相,过成熟阶段,烃源岩：无孔渗性、不含水,烃类型：干气,相态：分子扩散、气相,（2）油气初次运移相态的演变,教材:P177,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,油气运移的相态总结：,石油主要是以游离相态运移的；,水溶相态和游离相态对天然气的初次运移都是重要的，天然气还可以呈扩散状态运移,油气可以以互溶（油溶气、气溶油）相态运移,烃源岩演化过程中相态是演变的,（2）油气初次运移相态的演变,教材:P177,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,（1）压实流体排出机理,孔隙度的不断缩小，强迫孔隙中的流体向外运移,二、油气初次运移的主要动力,1.压实作用产生的瞬时剩余压力,教材:P177-178,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,二、油气初次运移的主要动力,1.压实作用产生的瞬时剩余压力,（1）压实流体排出机理,有效应力定律：,压实平衡状态（正常压实状态）,岩石骨架颗粒达到紧密接触,孔隙压力为静水压力,无孔隙流体排出,颗粒流体,S：上覆负荷压力：有效应力 P：地层压力,教材:P178,压实欠平衡状态,岩石骨架颗粒进一步重新排列,孔隙压力超过静水压力，形成瞬时剩余压力,孔隙流体排出,颗粒流体,新沉积物的沉积增加了上覆压力,沉积物恢复压实平衡状态,教材:P178,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,新沉积物的沉积,欠平衡状态,静水压力,流体排出,压实平衡状态,瞬时剩余压力,压实平衡状态与欠平衡状态的交替和循环,流体压力降低,教材:P178,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,（2）压实流体排出方向,沉积物等厚，垂向运移,楔状沉积物，从厚处向薄处运移，从盆地中心向盆地边缘运移,砂泥互层：从泥岩砂岩,碎屑岩盆地压实流体运移规律：从泥岩向砂岩，从深部向浅部，从盆地中心向盆地边缘。,教材:P178,2.烃源岩内部的异常高压,（1）沉积盆地异常高压十分普遍,世界上180个盆地发育异常压力，大部分超压（Hunt，1996）,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,烃源岩（泥岩）异常高压的成因,欠压实作用,由于泥岩孔渗性降低，导致孔隙流体不能及时排出，,泥岩孔隙体积不能随上覆负荷的增加而有效地减小，,从而使泥岩孔隙流体承担了一部分上覆颗粒的重量，,出现泥岩孔隙度高于正常压实泥岩的孔隙度、,孔隙流体压力高于正常静水压力的现象，,称为欠压实现象,教材:P179,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,蒙皂石脱水作用,蒙皂石的特点：,(Al,Mg)2Si4O10(OH2)nH2O,蒙皂石含有层间水 24个水分子层,蒙皂石向伊利石的转化是地质过程的一种普遍现象,烃源岩（泥岩）异常高压的成因,层间水占蒙皂石体积的50%,重量的22%.,教材:P180,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,伊利石不含层间水,层间水转化为自由水后，孔隙流体数量增加，体积发生膨胀形成异常高压,蒙脱石转化为伊利石后：,教材:P180,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,蒙脱石脱水作用,美国德克萨斯州两口井蒙脱石脱水带与异常高压带的关系（Bruce,1984),教材:P180,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,有机质的生烃作用(烃类生成形成异常高压),产物体积比干酪根体积多23倍,干酪根演化生成液态烃和气态烃,1%TOC的烃源岩生烃体积相当于孔隙度10页岩孔隙体积的4.5%-5%(Harwood,1977),教材:P181-182,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,流体热增压作用,任何流体都具有热胀冷缩的性质,在封闭的条件下，孔隙流体的热膨胀，必然造成孔隙压力的增加,L点(已封闭)：压力300bar,增加（1000m，25）,沿等容线增加压力,M点(已封闭)：压力720bar,热增压是异常高压形成的重要因素,教材:P181-182,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,（3）异常高压的排烃作用,烃源岩封闭,形成异常高压,形成微裂缝,微裂缝闭合,孔隙流体排出,欠压实,蒙脱石脱水,生烃增压,流体热增压,2.烃源岩内部的异常高压,教材:P182,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,3.烃类浓度梯度(扩散作用）,烃源岩与储集层之间存在浓度差：,扩散作用,运移方向：,运移动力：,浓度梯度,扩散对轻烃（天然气）的运移有重要意义但对液态烃意义不大。,二、油气初次运移的主要动力,教材:P182,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,三、油气初次运移的通道,孔隙和微裂缝,1.孔隙,烃源岩正常压实阶段，静水压力，孔隙暢通,2.微裂缝,Snarsky(1962):,孔隙压力达到静水压力的1.42-2.4倍岩石就会产生微裂缝,Momper(1978)：,孔隙压力达到上覆静岩压力的80%，就能形成垂直裂缝。,教材:P182,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,四、油气初次运移的阶段性与运移模式,烃源岩演化阶段,未熟低熟,动力,压实作用瞬时剩余压力,相态,水溶相游离相,通道,孔隙,成熟-高成熟阶段,异常高压,游离相 混相,微裂缝微孔隙,过成熟阶段,扩散作用异常高压,分子,微裂缝微孔隙,排烃模式,压实排烃模式,微裂缝排烃模式,扩散排烃模式,教材:P183-184,第二节 石油和天然气的初次运移 一、油气初次运移的相态 二、油气初次运移的主要动力 三、油气初次运移的通道 四、油气初次运移的阶段性与运移模式,第三节 石油和天然气的二次运移,二次运移（secondary migration)：,石油和天然气进入储集层以后的一切运移,二次运移包括的阶段和结果,（2）聚集在圈闭中（油气藏）的油气被 破坏而发生再运移：C、形成次生油气藏；D、逸散到地表，或残留在储层中。,（1）在储层中运移：A、运移到圈闭中聚集起来形成藏；B、残留到储层中。,二次运移环境：储集层环境,运移空间：孔隙度、渗透率比烃源岩高得多,水介质的存在：储集层中被水充满,一、二次运移的相态,1.石油二次运移相态,2.天然气二次运移相态,油珠、油条、连续油相,游离相态：,气泡、气柱、连续气相,游离相态：,溶解气,水溶相态：,扩散相态,二、油气二次运移过程中的力,1.毛细管力油气运移过程中的阻力,储集层的孔隙结构：,孔隙喉道,油珠从孔隙进入喉道的阻力：,（1）毛细管力的大小,（2）毛细管力的方向：,从喉道向孔隙，,从小孔隙向大孔隙,2.浮力和重力和合力-油气运移过程中的动力,浮力:油排开水的重量,重力:油本身的重量,油的上浮力:浮力和重力的合力,（1）浮力的大小,(2)在浮力作用下油的运移方向,在水平地层中，油垂直向上运移至储层平面,在倾斜地层中，油沿储层顶面向上倾方向运移,3.水动力,（1）水动力的概念,水动力：地层条件下促使地层水发生流动的剩余压力差。,剩余压力：地下某一深度的地层压力与该深度对应的静水压力的差值,静水压力状态：各点剩余压力相等（0），地层水不流动，没有水动力。,实际水压头：地层压力能使水从测点向上升的高度（静水柱高度）,测压面：连接同一层位各点水压头顶面的连线。这是一个想象的面。静水条件则为水平的，动水条件下则为倾斜的。,不同海拔的点折算压力可能相等,相同海拔的点折算压力不等,A,B,C,h,A,h,B,h,C,供水区,泄水区,测压面,动水压力状态:各点的剩余压力不相等，地层水将发生流动,基准面1,(2)在水动力作用下地层水的流动方向,从剩余压力高的地方流向剩余压力低的地方,压实水流：,压实水流：由于沉积物压实作用引起的地层水的流动。,压实流盆地：以压实水流为主的盆地。,压实水流的流动方向：,从泥岩向砂岩流动从深处向浅处流动从盆地的中心向盆地边缘流动,压实流盆地剩余压力分布：,泥岩高于砂岩,深层高于浅层,中心高于边缘,大气水流,大气水流：构造运动造成地层出露，大气水渗入形成的水流,大气水流的方向,从盆地边缘（山区、供水区）向盆地中心流动,在超压盆地中，地层剩余压力普遍存在 在垂向上还是在侧向上都存在明显的剩余压力差 如果存在垂向或侧向的油气运移通道，剩余压力差将成为油气运移的重要动力,注 意,三、油气二次运移通道和输导体系,1油气二次运移通道的类型,微观上：各种孔隙:孔、洞、缝,宏观上：渗透地层、断层和不整合面,（1）渗透性地层,渗透性地层概念：发育孔隙、裂缝或孔洞等运移基本空间的渗透性地层，即相当于储层。,碎屑岩输导层：砂岩层、砾岩层等；,碳酸盐岩输导层：受孔缝发育的控制。高孔渗相带、裂缝发育带和溶蚀孔缝发育,各种沉积环境形成的砂体是油气运移的重要通道,砂体输导体系的输导效率：与砂体的孔渗性有关,高孔渗性砂体是优势运移通道,（2）断层,断层通道：沿断层面分布的破碎带，发生沿断层面的运移,断层通道：发生沿断层面的运移；或穿越断层的横向运移,断层的输导效率与断层的规模、断层的活动性和活动历史有关,库车坳陷：地震发生频率最高23次/年，平均3.5次/年，照此推算库车期至今(5.3-0Ma)发生4级以上地震1800万次之多。活动与静止期的频繁交替足以形成大型气田,（3）不整合面,不整合面通道：由不整合面上下高渗透性岩层形成的油气油气运移的通道。,不整合面的三层结构：底砾岩、风化壳、风化淋滤带,问题思考,不整合作用在油气运移和聚集成藏中的作用？通道作用 圈闭作用断层作用在油气运移和聚集成藏中的作用？通道作用：油源通道 圈闭作用 破坏油气藏作用,2输导体系与运移方式,（1）输导体系：从烃源岩到圈闭的油气运移通道的空间组合,单一型的输导体系：,复合型的输导体系：,砂体断层输导体系、不整合断层输导体系,（2）输导体系的构成：,由输导层、断层、不整合等通道单独构成,（3）输导体系类型和与油气运移方式,侧向输导体系与侧向运移,由输导层或不整合单独构成，或由输导层和不整合 共同构成,可以将盆地中心生成的油气输送到盆地边缘的圈闭中,输导的范围大，侧向输导,输导层不整合输导体系,输导层不整合输导体系,输导层不整合输导体系,垂向输导体系与垂向运移,主要由断层构成，可以沟通不同时代的烃源岩和储集层，使深部烃源岩生成的油气运移到浅层成藏,垂向运移的特点,输导效率较高,垂向运移一般具有周期性，呈“幕式运移”或“幕式成藏”。,阶梯状输导体系与阶梯状运移,阶梯状输导体系由断层与输导层或不整合面构成,断层输导层型输导体系,断层不整合型输导体系,断层输导层不整合型输导体系,四、油气二次运移的方向,1影响油气二次运移的方向主要因素,油气受力情况：,浮力：向上（上倾方向）运移,水动力（压力）：从折算压力高值区向折算压力低值区运移,毛细管力（阻力）：沿阻力最小的方向运移优势输导体系,油气总是沿着阻力最小的方向运移或沿合力作用方向运移。,水动力的作用与地层构造倾向有关。不同于浮力作用，浮力呈单一向上的特点,(1)地层的产状与区域构造格局的影响,在浮力作用下，油气运移方向主要受地层产状和区域构造格局(坳陷和隆起的分布）的控制,地质影响因素,不同形状的盆地，油气二次运移方向模式,油气运移的大方向由盆地中心向盆地向边缘运移，从凹陷区向隆起区运移,位于坳陷附近的隆起带及斜坡带是油气运移的主要指向,长期继承性发育的古隆起带对油气的聚集最为有利,在浮力作用下，油气运移方向主要受地层产状和区域构造格局(坳陷和隆起的分布）的控制,(2)优势运移通道分布的影响,优势运移通道:孔渗性好，毛细管力小，油气运移阻力小，是油气运移的优势方向,优势运移通道受渗透地层分布的控制,如砂体的分布：三角洲、水下扇、扇三角洲等砂体。,地质影响因素,(2)优势运移通道的分布,优势运移通道受断裂分布的控制,贯通-贯穿型断裂优势运移通道与相关圈闭聚集机理,(2)优势运移通道的分布,盖层底面的构造脊是油气运移的优势方向,油气先向上运移，后沿盖层底面进行侧向运移,(2)优势运移通道的分布,盖层底面的构造脊是油气运移的优势方向,南海惠陆凹陷构造脊与油气分布的关系,(3)受盆地水动力条件的影响,在水动力的作用下，油气从折算压力高值区向低值区运移,地质影响因素,(3)盆地水动力条件的影响,在压实流盆地中，水动力的方向一般由盆地中心向盆地边缘，从深层向浅层方向运移，与浮力方向是一致的。,在重力流盆地中，水动力对油气运移方向的影响与水动力的强弱和方向有关。,2.油气二次运移方向的研究方法,（1）地质分析方法：（2）流体势分析方法（3）地球化学分析方法,（1）地质分析方法：分析影响二次运移方向的地质因素（已讲过）,四、油气二次运移的方向,（2）流体势分析方法：,M.K.Hubbert(1940，1953)最早把流体势概念引入石油地质学,W.A.England(1987)对Hubbert流体势的概念进行了完善,单位物质所具有的总机械能称为势。对于流体来讲，就是流体势,流体势的概念,Hubbert势（单位质量势）,单位质量的流体相对于基准面所具有的总机械能,g重力加速度，9.81m/s；,z测点相对于基准面的距离，m；（基准面以上为正）,p测点孔隙压力，Pa；,流体密度，kg/m3，,v流速，m/s。,式中：流体势，J/kg；,第一项：重力势能反应重力的影响,第二项：弹性势能-反映压力的影响,第三项：动能反映流体流速影响,关于基准面,地面,England势（单位体积势）,把单位体积的流体从基准面的点运送到某点所需要做的功,第一项：克服重力所做的功第二项：克服膨胀力(压力)所做的功第三项：克服毛细管力所做的功,流体势与油气运移,静水压力条件,A点的压力：PA=,A点的水势：,B点的水势：,C点的水势：,静水压力条件下，水势处处相等，水不流动,B点的油势：,A点的油势：,=,C点的油势：,静水压力条件下，油势下大上小，油气从深部向浅部运移。,动水压力条件,流体势与油气运移,A点的水势：,B点的水势：,C点的水势：,在动水压力条件下，地层水的流动方向只与水势的高低有关，而与地层绝对压力的高低无关。,A点的油势：,B点的油势：,C点的油势：,油势差：,在动水压力条件下，石油的运移方向取决于水动力与石油上浮力的大小,水动力,浮力,流体势与油气运移,流体势的计算:,油势：,流体势等值线图,流体运移方向:,垂直于等势线从高势区流向低势区,运移流线型式,有利的聚集区:,低势闭合区汇聚流指向区,石油组成和物理性质的变化,以层析作用为主时，沿油气运移方向，石油中的重组分含量相对减少，轻组分含量相对增加；石油的密度和粘度降低,以氧化作用为主时，沿油气运移方向，石油中的重组分含量相对增加，轻组分含量相对减少；石油的密度和粘度增加,（3）地球化学分析方法,油气组分 油气在储层中运移会引起组分分离，即地层色层效应。表现在：油气中轻质组分增加 沥青质和胶质含量减少 比重和粘度减小 大分子难以通过孔隙喉道而变残留下来，岩石对大分子和极性强的分子吸附作用强，使得运移方向上低小分子运移速度快,（3）地球化学分析方法,石油组成和物理性质的变化,C22-/C23+正烷烃比值,2.油气二次运移方向的研究方法,（3）地球化学分析方法,含氮化合物含量的变化,吡咯类含氮化合物具有较强的极性，储层的吸附滞留作用可使该类化合物发生分馏效应。,随着油气运移距离的增加，原油中含氮化合物（咔唑类）的绝对丰度降低；极性强的异构体（裸露型）减少更明显.,2.油气二次运移方向的研究方法,（3）地球化学分析方法,甲烷碳同位素含量的变化,重同位素13C比轻同位素12C吸附能力强，12C相对运移快，故在运移前方，12C含量相对较高，致使13C/12C比值减小。,桑南气藏剖析,五、油气二次运移的距离,二次运移的距离与区域构造条件、岩性岩相变化、运移动力条件有关。,我国陆相盆地油气运移的距离一般较短。,六、油气二次运移的时期,微观上：油气二次运移与初次运移是连续的，同时发生。,宏观上：大规模的油气二次运移发生在主要生油期之后的第一次区域性构造运动时期。,以后历次构造运动的影响大小，取决于构造运动对原有圈闭的改造程度。,构造发展历史的研究具有重要意义,