石油天然氣地質(zhì)43初次運(yùn)移動力、通道及模式ppt課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 油氣運(yùn)移概述油氣運(yùn)移概述第二節(jié)第二節(jié) 油氣初次運(yùn)移油氣初次運(yùn)移第三節(jié)油氣二次運(yùn)移第三節(jié)油氣二次運(yùn)移第四節(jié)第四節(jié) 油氣運(yùn)移研討方法油氣運(yùn)移研討方法第二節(jié)第二節(jié) 油氣初次運(yùn)移油氣初次運(yùn)移1.1.水溶相運(yùn)移水溶相運(yùn)移 1 1油氣溶解在油氣溶解在水中呈分子溶液，水中呈分子溶液，水作為油氣運(yùn)移的水作為油氣運(yùn)移的載體進(jìn)展運(yùn)移。載體進(jìn)展運(yùn)移。一、油氣初次運(yùn)移的相態(tài)一、油氣初次運(yùn)移的相態(tài)原油在水中的溶解度隨原油在水中的溶解度隨溫度的變化溫度的變化2 2膠束溶液膠束溶液2.2.游離相游離相石油初次運(yùn)移最重要的相態(tài)。石油初次運(yùn)移最重要的相態(tài)。 游離油相和游離氣相，呈分散狀或延續(xù)狀油相、游離油相和游離

2、氣相，呈分散狀或延續(xù)狀油相、氣相氣相 。 油溶氣相：氣溶解于石油中，以油相方式運(yùn)移；油溶氣相：氣溶解于石油中，以油相方式運(yùn)移； 氣溶油相：油溶于天然氣中，以氣相方式運(yùn)移。氣溶油相：油溶于天然氣中，以氣相方式運(yùn)移。證據(jù)：證據(jù)：游離相石油存在于烴源巖孔隙或裂隙中；游離相石油存在于烴源巖孔隙或裂隙中；厚烴源巖剖面可測定出對初次運(yùn)移的色層效應(yīng)。厚烴源巖剖面可測定出對初次運(yùn)移的色層效應(yīng)。油氣初次運(yùn)移過程中的能夠相態(tài)油氣初次運(yùn)移過程中的能夠相態(tài)低成熟階段，水溶相運(yùn)移最有能夠生油頂峰階段，主要以游離油相運(yùn)移生凝析氣階段，以氣溶油相運(yùn)移過成熟干氣階段，以游離氣相運(yùn)移3 3、初次運(yùn)移相態(tài)演化、初次運(yùn)移相態(tài)演化1

3、.壓實作用壓實作用壓實導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，巖石體密度壓實導(dǎo)致孔隙水排出，孔隙度減少，巖石體密度添加。對于一套地層，當(dāng)其中的流體壓力為靜添加。對于一套地層，當(dāng)其中的流體壓力為靜水壓力時，稱之為壓實平衡。水壓力時，稱之為壓實平衡。假設(shè)在壓實平衡的層序之上新堆積了一個密度為假設(shè)在壓實平衡的層序之上新堆積了一個密度為b0、厚度為、厚度為l0的堆積層，下伏地層進(jìn)一步壓的堆積層，下伏地層進(jìn)一步壓實，顆粒重新緊縮陳列，孔隙體積減少。實，顆粒重新緊縮陳列，孔隙體積減少。新堆積層作用于壓實平衡地層的瞬間，孔隙流體新堆積層作用于壓實平衡地層的瞬間，孔隙流體接受部分上覆負(fù)荷壓力，產(chǎn)生剩余壓力。接受部分上覆負(fù)

4、荷壓力，產(chǎn)生剩余壓力。二、油氣初次運(yùn)移的主要動力二、油氣初次運(yùn)移的主要動力 在剩余壓力作用下，孔隙流體排出，流體壓力又恢在剩余壓力作用下，孔隙流體排出，流體壓力又恢復(fù)為靜水壓力。復(fù)為靜水壓力。 上覆堆積層不斷添加上覆堆積層不斷添加瞬間剩余壓力與正常壓力瞬間剩余壓力與正常壓力交替變化，孔隙流體排出，孔隙體積減小。交替變化，孔隙流體排出，孔隙體積減小。 剩余流體壓力的大小等于上覆新堆積物的負(fù)荷與孔隙水的靜水壓力之差 ： dPL = (bo-w)gL0 式中： dPL剩余流體壓力；bo新堆積的L0堆積層的密度； w地層水的密度； L0新堆積的堆積層的厚度； g重力加速度。 新堆積物橫向厚度不變時，橫

5、向剩余壓力相等：新堆積物橫向厚度不變時，橫向剩余壓力相等： dPl=(b0-w)gl0dPl=(b0-w)gl0 只存在垂向剩余壓力梯度：只存在垂向剩余壓力梯度： dPl dPldH=dH=(b0-w)gl0(b0-w)gl0l0l0 =(b0-w)g =(b0-w)g 壓實流體垂直向上流動。壓實流體垂直向上流動。當(dāng)新堆積層橫向厚度有變化時，兩點間存在橫向當(dāng)新堆積層橫向厚度有變化時，兩點間存在橫向壓力梯度：壓力梯度： dP/dX=dPl-dPh/x dP/dX=dPl-dPh/x =(b0-w)gl0-(b0- =(b0-w)gl0-(b0-w)gh0/xw)gh0/x = =b0-w)gb0

6、-w)gl0-h0l0-h0/x /x 壓實流體垂向上由深部向淺部運(yùn)移，橫向上由壓實流體垂向上由深部向淺部運(yùn)移，橫向上由厚層區(qū)向薄層區(qū)運(yùn)移。厚層區(qū)向薄層區(qū)運(yùn)移。 砂泥巖互層剖面中壓實流體的運(yùn)移方向砂泥巖互層剖面中壓實流體的運(yùn)移方向 壓實流體的運(yùn)移方向：由泥巖向砂巖，由壓實流體的運(yùn)移方向：由泥巖向砂巖，由深部向淺部、由盆地中心向盆地邊緣深部向淺部、由盆地中心向盆地邊緣 欠壓實：泥質(zhì)堆積物在壓實過程中因流體排出欠壓實：泥質(zhì)堆積物在壓實過程中因流體排出受阻或來不及排出，孔隙體積不能隨上覆負(fù)荷受阻或來不及排出，孔隙體積不能隨上覆負(fù)荷添加而有效減小，導(dǎo)致孔隙流體接受了部分上添加而有效減小，導(dǎo)致孔隙流體接

7、受了部分上覆堆積負(fù)荷，流體壓力高于靜水壓力。覆堆積負(fù)荷，流體壓力高于靜水壓力。 特征：高孔隙度、超壓特征：高孔隙度、超壓 出現(xiàn)的條件：快速堆積、細(xì)粒堆積比率高出現(xiàn)的條件：快速堆積、細(xì)粒堆積比率高欠壓實帶中流體的排出方向欠壓實帶中流體的排出方向 當(dāng)欠壓實及其它作用產(chǎn)生的孔隙壓力超當(dāng)欠壓實及其它作用產(chǎn)生的孔隙壓力超越泥巖的接受強(qiáng)度時，泥巖產(chǎn)生微裂痕，越泥巖的接受強(qiáng)度時，泥巖產(chǎn)生微裂痕，超壓流體經(jīng)過泥巖微裂痕涌出，油氣發(fā)超壓流體經(jīng)過泥巖微裂痕涌出，油氣發(fā)生初次運(yùn)移；隨著流體排出，超壓被釋生初次運(yùn)移；隨著流體排出，超壓被釋放，泥巖回到正常壓實形狀。放，泥巖回到正常壓實形狀。欠壓實泥巖存在剩余壓力，具有

8、驅(qū)動流欠壓實泥巖存在剩余壓力，具有驅(qū)動流體向剩余壓力減小的方向運(yùn)移的趨勢。體向剩余壓力減小的方向運(yùn)移的趨勢。 蒙脫石：膨脹性粘土，構(gòu)造水多。蒙脫石：膨脹性粘土，構(gòu)造水多。 隨埋深添加，構(gòu)造水脫出，由蒙脫石轉(zhuǎn)變?yōu)橐岭S埋深添加，構(gòu)造水脫出，由蒙脫石轉(zhuǎn)變?yōu)橐晾?；利石?蒙脫石脫出的水排斥孔隙原有的流體，產(chǎn)生異蒙脫石脫出的水排斥孔隙原有的流體，產(chǎn)生異常高壓，有利于排烴。常高壓，有利于排烴。2. 2. 蒙脫石脫水作用蒙脫石脫水作用3.3.有機(jī)質(zhì)的生烴作用有機(jī)質(zhì)的生烴作用當(dāng)流體不能及時排出時，當(dāng)流體不能及時排出時，導(dǎo)致孔隙流體壓力增大，導(dǎo)致孔隙流體壓力增大，出現(xiàn)異常壓力排烴作出現(xiàn)異常壓力排烴作用。用。干

9、酪根所構(gòu)成的油氣的干酪根所構(gòu)成的油氣的體積大大超越原干酪根體積大大超越原干酪根本身的體積。本身的體積。 溫度添加時，油氣水的體積膨脹，即具有熱增容溫度添加時，油氣水的體積膨脹，即具有熱增容效應(yīng)。效應(yīng)。 隨埋深添加，地溫增大，水的密度降低，比容增隨埋深添加，地溫增大，水的密度降低，比容增大，這種膨脹作用促使流體運(yùn)移，有助于排烴。大，這種膨脹作用促使流體運(yùn)移，有助于排烴。 假設(shè)處在封鎖或半封鎖系統(tǒng)，可構(gòu)成異常高壓。假設(shè)處在封鎖或半封鎖系統(tǒng)，可構(gòu)成異常高壓。 4. 4. 流體熱增壓作用流體熱增壓作用 水的壓力水的壓力溫度溫度密度比容的關(guān)系曲線密度比容的關(guān)系曲線圖：正常壓力帶的三個地溫梯度情況圖：正常

10、壓力帶的三個地溫梯度情況 下，水的比容與深度關(guān)系下，水的比容與深度關(guān)系 水由鹽度低的一側(cè)經(jīng)過半透膜向鹽度高的一側(cè)運(yùn)移的水由鹽度低的一側(cè)經(jīng)過半透膜向鹽度高的一側(cè)運(yùn)移的作用作用 在浸透壓差作用下流體經(jīng)過半透膜從低鹽度區(qū)向高鹽在浸透壓差作用下流體經(jīng)過半透膜從低鹽度區(qū)向高鹽度區(qū)運(yùn)移，直到濃度差消逝為止。度區(qū)運(yùn)移，直到濃度差消逝為止。 含鹽量差別越大，浸透壓差也越大。含鹽量差別越大，浸透壓差也越大。5. 5. 滲析作用滲析作用美國灣岸地域某井砂巖和頁巖孔隙水含鹽量隨深度變化曲線據(jù)Schmidt，1971 泥巖和砂巖的鹽度均隨埋深添加而添加泥巖和砂巖的鹽度均隨埋深添加而添加. . 浸透流體從含鹽量低的部分

11、流向含鹽量高的部分。浸透流體從含鹽量低的部分流向含鹽量高的部分。 流體從泥巖到砂巖運(yùn)移。流體從泥巖到砂巖運(yùn)移。 構(gòu)造應(yīng)力作用構(gòu)造應(yīng)力作用 產(chǎn)生微裂痕，吸附烴解吸，構(gòu)造擠壓應(yīng)力產(chǎn)生微裂痕，吸附烴解吸，構(gòu)造擠壓應(yīng)力傳送到孔隙流體，流體運(yùn)移傳送到孔隙流體，流體運(yùn)移 6. 6. 其它作用其它作用最大主應(yīng)力為程度應(yīng)力時，主要最大主應(yīng)力為程度應(yīng)力時，主要排烴方向沿最小主應(yīng)力方向排烴方向沿最小主應(yīng)力方向 毛細(xì)管壓力毛細(xì)管壓力 源巖層與儲集層界源巖層與儲集層界面處，源巖孔喉較小，面處，源巖孔喉較小，儲集層孔喉較大，兩者儲集層孔喉較大，兩者間存在毛細(xì)管壓力差，間存在毛細(xì)管壓力差，合力方向指向儲集層方合力方向指向

12、儲集層方向。向。 6. 6. 其它作用其它作用 分散作用分散作用 巖性致密和高壓地層中對天然氣運(yùn)移有重要巖性致密和高壓地層中對天然氣運(yùn)移有重要作用作用 膠結(jié)和重結(jié)晶作用膠結(jié)和重結(jié)晶作用 使孔隙度降低，堵塞排液通道，構(gòu)成成巖封使孔隙度降低，堵塞排液通道，構(gòu)成成巖封鎖，促使已存在于孔隙中的油氣壓力添加，導(dǎo)致鎖，促使已存在于孔隙中的油氣壓力添加，導(dǎo)致巖石破裂而排烴。碳酸鹽巖。巖石破裂而排烴。碳酸鹽巖。 初次運(yùn)移的動力多種多樣，在源巖有機(jī)質(zhì)熱演化生烴過程的不同階段，其主要排烴動力有差別。 中淺層深度，壓實作用為主； 中深層以異常壓力為主。 7. 7.烴源巖排烴動力演化烴源巖排烴動力演化埋藏深埋藏深度度

13、m m溫度溫度 有機(jī)質(zhì)熱演化有機(jī)質(zhì)熱演化階段階段 油氣運(yùn)挪動力油氣運(yùn)挪動力0 0150015001010 5050 未未 熟熟 正常壓實、滲析、正常壓實、滲析、分散分散15001500400040005050150150 成成 熟熟 正常壓實欠壓實、正常壓實欠壓實、蒙脫石脫水、有機(jī)質(zhì)蒙脫石脫水、有機(jī)質(zhì)生烴、流體熱增壓、生烴、流體熱增壓、滲析、分散滲析、分散4000400070007000150150250250 高成熟過高成熟過成熟成熟 有機(jī)質(zhì)生氣、氣體有機(jī)質(zhì)生氣、氣體熱增壓、分散熱增壓、分散 7. 7.烴源巖排烴動力演化烴源巖排烴動力演化 中淺層深度，壓實作用為主；中淺層深度，壓實作用為主；

14、 中深層以異常壓力為主。中深層以異常壓力為主。 7. 7.烴源巖排烴動力演化烴源巖排烴動力演化較大孔隙、微層理面較大孔隙、微層理面微裂痕微裂痕構(gòu)造裂痕與斷層構(gòu)造裂痕與斷層縫合線縫合線干酪根網(wǎng)絡(luò)干酪根網(wǎng)絡(luò)三、油氣初次運(yùn)移的通道三、油氣初次運(yùn)移的通道泥頁巖孔徑的大小與烴類分子的比較 甲烷和水能經(jīng)過小微孔1nmd0.3nm 正烷烴、芳香烴、瀝青稀可經(jīng)過中微孔10nmd1nm 大分子集合體和游離相烴只能經(jīng)過大微孔d50nm10m100m巖石中連通孔隙的5種組構(gòu)孔徑孔徑 1nm-10nm 1 20% 10nm-100nm 2 30%100nm-1m 3 45%1m-10 m 4 5%10m-100 m

15、5砂巖砂巖泥巖泥巖1 190%90%2 210%10%其中包含其中包含3 3少許少許1.較大的孔隙與微層理面較大的孔隙與微層理面孔隙和微層理面是有機(jī)質(zhì)未成熟孔隙和微層理面是有機(jī)質(zhì)未成熟低成熟階低成熟階段的主要運(yùn)移途徑。較大的孔隙是指烴源巖中段的主要運(yùn)移途徑。較大的孔隙是指烴源巖中孔徑大于孔徑大于100nm以上的孔隙，包括微毛細(xì)管中以上的孔隙，包括微毛細(xì)管中的大微孔和少量的毛細(xì)管孔隙的大微孔和少量的毛細(xì)管孔隙(d2m)，雖然，雖然后者只占泥質(zhì)烴源巖孔隙的極少數(shù)后者只占泥質(zhì)烴源巖孔隙的極少數(shù)(平均不到平均不到5)，但它不僅能順利地讓分散流經(jīng)過，而且還，但它不僅能順利地讓分散流經(jīng)過，而且還能發(fā)生體積

16、流動能發(fā)生體積流動(達(dá)西流達(dá)西流)，因此是最重要的排，因此是最重要的排烴通道。游離相油氣運(yùn)移的主要經(jīng)過這類通道烴通道。游離相油氣運(yùn)移的主要經(jīng)過這類通道排出烴源巖。微層理面是層內(nèi)堆積物垂向變化排出烴源巖。微層理面是層內(nèi)堆積物垂向變化的界面，具有較好的浸透性，是烴類在泥質(zhì)烴的界面，具有較好的浸透性，是烴類在泥質(zhì)烴源巖內(nèi)橫向運(yùn)移、調(diào)整的重要途徑，在有機(jī)質(zhì)源巖內(nèi)橫向運(yùn)移、調(diào)整的重要途徑，在有機(jī)質(zhì)成熟成熟過成熟階段它可以與微裂痕和干酪根過成熟階段它可以與微裂痕和干酪根網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成良好的三維運(yùn)移通道系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成良好的三維運(yùn)移通道系統(tǒng)。有機(jī)質(zhì)未成熟低成熟階段的主要運(yùn)移途徑。有機(jī)質(zhì)未成熟低成熟階段的主要運(yùn)移途徑

17、。較大孔隙：孔徑大于較大孔隙：孔徑大于100nm最重要的排烴通道。最重要的排烴通道。微層理面：層內(nèi)堆積物垂向變化的界面，浸透性較微層理面：層內(nèi)堆積物垂向變化的界面，浸透性較好好烴類橫向運(yùn)移的重要途徑。烴類橫向運(yùn)移的重要途徑。1. 較大的孔隙與微層理面較大的孔隙與微層理面臨界排烴飽和度值1%-10%和泥質(zhì)蓋層的突破壓力值均與幾大微孔有關(guān) 假設(shè)泥巖中視孔徑30nm，油水界面張力取地面值3102N/m，那么泥巖中的毛細(xì)管阻力約為4MPa，至少需求百米以上的油柱或幾十米的氣柱高度，可見游離相的排烴動力主要是異常高壓力 2.微裂痕 微裂痕普通是指寬度小于100m的裂隙，實踐丈量的寬度大多為1025m (

18、EMCmexob，1974)，最小的寬度可為310m(Neglia，1979)，是成熟過成熟階段的主要運(yùn)移途徑。異常高流體壓力能導(dǎo)致源巖構(gòu)成微裂痕的觀念已被人們所普遍接受Snarsky，1962；Hubbert和Willis，1973；Momper，1978。Snarsky1962以為當(dāng)流體壓力超越靜水壓力的1.422.4倍時，巖石就會產(chǎn)生裂隙；李明誠2004以為當(dāng)流體壓力超越上覆靜巖壓力的0.70.9倍相當(dāng)于靜水壓力的1.62倍時，烴源巖即可產(chǎn)生張性微裂痕。這種微裂痕具有周期性開啟與閉合特點Rouchet，1981；Ungerer等，1983。Rouchet1981指出，當(dāng)裂隙周圍介質(zhì)的孔隙

19、壓力等于裂隙中的孔隙壓力時，裂隙可長時期堅持開啟，當(dāng)周圍介質(zhì)孔隙流體壓力低于裂隙中的初始壓力，這類裂隙會由于其流體滲流到周圍的孔隙中而迅速閉合。Ungerer等1983的研討結(jié)果也闡明，在微裂痕張開之后，原先封鎖的流體就沿裂痕排出，隨后在上覆地層負(fù)荷作用下裂痕閉合。以后又可建立新的高壓，又開場上述過程圖4-19。 假設(shè)說烴類的生成是產(chǎn)生異常高壓和微裂隙的重要緣由，而微裂隙又是初次運(yùn)移的重要通道，闡明生烴和排烴這兩種作用必然是一個延續(xù)的地質(zhì)過程，看來這種天然的內(nèi)在聯(lián)絡(luò)也完全符合自然規(guī)律。研討闡明，油氣沿此類微裂隙的運(yùn)移是呈幕式涌流方式進(jìn)展的，流體排出后壓力釋放，微裂隙閉合，又進(jìn)入新一輪的蓄壓破裂

20、排烴過程，如此周而復(fù)始。 微裂痕：微裂痕： 指寬度小于指寬度小于100m的裂隙，大多為的裂隙，大多為1025m，是成熟是成熟過成熟階段的主要運(yùn)移通道。過成熟階段的主要運(yùn)移通道。烴類的生成及其他作用烴類的生成及其他作用-異常高壓異常高壓-微裂隙微裂隙-排排烴烴-微裂隙閉合微裂隙閉合-蓄壓蓄壓再破裂再排烴再破裂再排烴 2. 微裂痕微裂痕干酪根生干酪根生成烴類過成烴類過程中，微程中，微裂痕的構(gòu)裂痕的構(gòu)成與烴類成與烴類的注入的注入據(jù)據(jù)UngererUngerer等等,1983),1983) 異常高流體壓力能導(dǎo)致烴源巖構(gòu)成微裂痕。當(dāng)流異常高流體壓力能導(dǎo)致烴源巖構(gòu)成微裂痕。當(dāng)流體壓力超越靜水壓力的體壓力超

21、越靜水壓力的1.421.422.42.4倍時，巖石就會產(chǎn)生倍時，巖石就會產(chǎn)生裂隙。這種微裂痕具有周期性開啟與閉合特點。裂隙。這種微裂痕具有周期性開啟與閉合特點。含有有機(jī)質(zhì)粘土加壓實驗，表示微裂痕對油氣運(yùn)移的影響含有有機(jī)質(zhì)粘土加壓實驗，表示微裂痕對油氣運(yùn)移的影響微微 裂裂 隙隙 證證 據(jù)據(jù) 據(jù)勝利油田據(jù)勝利油田1.1.高電阻率層段的優(yōu)質(zhì)烴高電阻率層段的優(yōu)質(zhì)烴源巖；源巖；2.2.在空間上與有機(jī)質(zhì)紋層在空間上與有機(jī)質(zhì)紋層嚴(yán)密相關(guān)；嚴(yán)密相關(guān)；3. 3. 烴源巖大量生烴階段烴源巖大量生烴階段相對應(yīng)。相對應(yīng)。亮晶方解石亮晶方解石有機(jī)質(zhì)紋層有機(jī)質(zhì)紋層亮晶方解石亮晶方解石微微 裂裂 隙隙 證證 據(jù)據(jù)裂隙的發(fā)生

22、在空間上與有機(jī)質(zhì)紋層嚴(yán)密相關(guān)裂隙的發(fā)生在空間上與有機(jī)質(zhì)紋層嚴(yán)密相關(guān)東營凹陷烴源巖順層微裂隙的發(fā)育情況一覽表東營凹陷烴源巖順層微裂隙的發(fā)育情況一覽表 井名井名 深度深度 層位層位 描述描述 資料資料 來源來源 井名井名 深度深度 層位層位 描述描述 資料資料 來源來源 辛辛 7 29343065 Es3 下下 豐富豐富 錄井錄井 坨坨 73 33803381.23 Es4 上上 存在存在 巖心巖心 辛辛 10 31353200 Es3 下下 豐富豐富 錄井錄井 牛牛 11 34483510 Es3 下下 豐富豐富 錄井錄井 辛辛 13 30823115 Es3 下下 豐富豐富 錄井錄井 牛牛 3

23、8 3360 Es3 下下 豐富豐富 巖心巖心 辛辛 128 30263050 Es3 下下 豐富豐富 錄井錄井 王王 78 3905 Es4 上上 存在存在 巖心巖心 郝科郝科 1 3000-3242 Es3 下、下、 Es4 上上 發(fā)育發(fā)育 錄井錄井 王王 57 34053421.5 Es3 下下 豐富豐富 巖心巖心 營營 74 30903130 Es3 下下 豐富豐富 錄井錄井 營營 80 29653000 Es3 下下 豐富豐富 錄井錄井 通通 2 30903166 Es3 下下 豐富豐富 錄井錄井 豐豐 112 3133.173134.17 3339.343340.4 3425.83

24、426.1 Es3 下下 存在存在 豐富豐富 存在存在 巖心巖心 河河 130 3223.303231.2 3243.503247.0 3263.253269.85 Es3 下下 Es3 下下 Es3 下下 豐富豐富 豐富豐富 豐富豐富 巖心巖心 坨坨 153 3471.83472.8 3494.23494.6 3543.83544.0 3652.23654.0 Es3 下下 Es3 下下 Es4 上上 Es4 上上 豐富豐富 存在存在 存在存在 存在存在 巖心巖心 測井曲線分析和巖芯察看均闡明，發(fā)生裂隙的母巖均為高測井曲線分析和巖芯察看均闡明，發(fā)生裂隙的母巖均為高電阻率的優(yōu)質(zhì)烴源巖段。電阻率

25、的優(yōu)質(zhì)烴源巖段。微微 裂裂 隙隙 證證 據(jù)據(jù) 進(jìn)入成熟階段的富有機(jī)質(zhì)源巖大量生烴，呵斥孔隙流體壓進(jìn)入成熟階段的富有機(jī)質(zhì)源巖大量生烴，呵斥孔隙流體壓力迅速上升到達(dá)或接近靜巖壓力，并導(dǎo)致了順層裂隙的產(chǎn)生。力迅速上升到達(dá)或接近靜巖壓力，并導(dǎo)致了順層裂隙的產(chǎn)生。 液態(tài)烴包裹體液態(tài)烴包裹體微微 裂裂 隙隙 證證 據(jù)據(jù) 3.構(gòu)造裂痕和斷層構(gòu)造裂痕和斷層 這里所指的構(gòu)造裂痕主要是在地應(yīng)力差作用下烴源巖中產(chǎn)生這里所指的構(gòu)造裂痕主要是在地應(yīng)力差作用下烴源巖中產(chǎn)生的裂痕。但對一個斷陷盆地來說，普通以為淺于的裂痕。但對一個斷陷盆地來說，普通以為淺于2000m以程度以程度應(yīng)力為主，而深于應(yīng)力為主，而深于2000m那么

26、以垂直應(yīng)力為主李明誠，那么以垂直應(yīng)力為主李明誠，2004，此時可產(chǎn)生近于垂直層面的張裂痕或剪切裂痕；對于，此時可產(chǎn)生近于垂直層面的張裂痕或剪切裂痕；對于以程度應(yīng)力為主的擠壓盆地來說，那么可產(chǎn)生平行于層面的張以程度應(yīng)力為主的擠壓盆地來說，那么可產(chǎn)生平行于層面的張裂痕或剪切裂痕。張裂痕的寬度普通大于裂痕或剪切裂痕。張裂痕的寬度普通大于100m，屬毛細(xì)管孔，屬毛細(xì)管孔徑，烴類只需抑制其毛細(xì)管阻力就能順利經(jīng)過它。徑，烴類只需抑制其毛細(xì)管阻力就能順利經(jīng)過它。 斷過烴源巖的斷層也是初次運(yùn)移的重要通道。斷層可以由構(gòu)斷過烴源巖的斷層也是初次運(yùn)移的重要通道。斷層可以由構(gòu)造裂痕銜接開展而成，同時斷層的活動又可以在

27、其臨近構(gòu)成寬造裂痕銜接開展而成，同時斷層的活動又可以在其臨近構(gòu)成寬度不等的裂痕帶。斷層還可以呵斥烴源巖與其他地層在兩盤并度不等的裂痕帶。斷層還可以呵斥烴源巖與其他地層在兩盤并置，使烴類流體發(fā)生橫穿斷層面的運(yùn)移進(jìn)入運(yùn)載層。此外，地置，使烴類流體發(fā)生橫穿斷層面的運(yùn)移進(jìn)入運(yùn)載層。此外，地震泵效應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)了斷層的通道作用。即在斷層張開和閉合震泵效應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)了斷層的通道作用。即在斷層張開和閉合的過程中，由于體積的擴(kuò)張和緊縮；流體壓力的降低和升高；的過程中，由于體積的擴(kuò)張和緊縮；流體壓力的降低和升高；致使斷層兩盤的流體流人和排出，斷層的活動就像是插入烴源致使斷層兩盤的流體流人和排出，斷層的活動就像是插

28、入烴源巖中的吸管，將烴類和流體吸入和排出。顯然，這種排烴是呈巖中的吸管，將烴類和流體吸入和排出。顯然，這種排烴是呈幕式的。幕式的。1構(gòu)造裂痕：構(gòu)造裂痕：地應(yīng)力作用下烴源巖中產(chǎn)生的裂痕。地應(yīng)力作用下烴源巖中產(chǎn)生的裂痕。 張裂痕：寬度普通大于張裂痕：寬度普通大于100m，屬毛細(xì)管孔徑。，屬毛細(xì)管孔徑。 2 斷過烴源巖的斷層也是初次運(yùn)移的重要通道斷過烴源巖的斷層也是初次運(yùn)移的重要通道 地震泵效應(yīng)加強(qiáng)了斷層的通道作用?；顒訑鄬酉竦卣鸨眯?yīng)加強(qiáng)了斷層的通道作用?；顒訑鄬酉癫迦霟N源巖中的吸管。插入烴源巖中的吸管。-幕式排烴幕式排烴3.構(gòu)造裂痕和斷層構(gòu)造裂痕和斷層4.縫合線 縫合線廣泛發(fā)育在碳酸鹽巖、蒸發(fā)巖

29、中特別是在含泥質(zhì)的石灰?guī)r中的縫合線，是成巖后生階段壓溶作用的產(chǎn)物，也初次運(yùn)移重要通道?？p合線往往順層面分布，也有與層面呈斜交或正交，其中常含有泥質(zhì)、鐵質(zhì)或有機(jī)物等不溶殘渣?？p合線與構(gòu)造裂痕在巖石中往往交錯在一同組成同體系。 5.有機(jī)質(zhì)或干酪根網(wǎng)絡(luò) Momper(1978)等以為，生油層中的有機(jī)質(zhì)并非呈分散狀，主要是沿微層理面分布。McAuliffe(1979)進(jìn)一步證明，生油巖中還存在有三維的干酪根網(wǎng)絡(luò)。相對富集的有機(jī)質(zhì)又可使微層理面具有親油性，有利于烴類運(yùn)移；假設(shè)在微層理面之間再有干酪根相連，那么在大量生油的階段，不但微層理面本身可以作為運(yùn)移通道，而且還可以在三維空間上構(gòu)成相互聯(lián)通的、不受毛

30、細(xì)管阻力的親油網(wǎng)絡(luò)，從而成為初次運(yùn)移的良好通道。 碳酸鹽巖、蒸發(fā)巖，特別是含泥質(zhì)的石灰?guī)r碳酸鹽巖、蒸發(fā)巖，特別是含泥質(zhì)的石灰?guī)r成巖后生階段壓溶產(chǎn)物，初次運(yùn)移重要通道。成巖后生階段壓溶產(chǎn)物，初次運(yùn)移重要通道。 4. 縫合線縫合線往往順層面分布，往往順層面分布，也有與層面呈斜交也有與層面呈斜交或正交。或正交。生油層中：生油層中： 有機(jī)質(zhì)主要是沿微層理面分布有機(jī)質(zhì)主要是沿微層理面分布微層理面具親油性，微層理面具親油性， 三維的干酪根網(wǎng)絡(luò)三維的干酪根網(wǎng)絡(luò)親油網(wǎng)絡(luò)，不受毛細(xì)管阻力親油網(wǎng)絡(luò)，不受毛細(xì)管阻力 大量生油的階段：初次運(yùn)移的良好通道大量生油的階段：初次運(yùn)移的良好通道 5. 有機(jī)質(zhì)或干酪根網(wǎng)絡(luò)有機(jī)質(zhì)

31、或干酪根網(wǎng)絡(luò) 烴源巖本身的非均質(zhì)性， 構(gòu)成大小不一、縱橫交錯的孔隙和裂痕系統(tǒng)，再加上后期構(gòu)成的次生孔隙，微裂隙、縫合線以及干酪根網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)成了烴源巖多種多樣的排烴通道。雖然烴源巖中以微孔和微裂隙為主，但也存在有較大的孔隙和裂痕，實踐上它們各有不同的作用。較大的孔隙和裂痕雖然較少但可以發(fā)生效率較高的體積流，而在微小孔隙和裂隙中那么可以發(fā)生分散流，兩者在時空上可以相互轉(zhuǎn)換、相互補(bǔ)足。闡明細(xì)粒的烴源巖中總是有運(yùn)移通道存在，只需有驅(qū)動力也總是可以排烴的。 孔隙、微裂痕、微層理面、構(gòu)造裂痕、孔隙、微裂痕、微層理面、構(gòu)造裂痕、干酪根網(wǎng)絡(luò)。干酪根網(wǎng)絡(luò)。低成熟低成熟- -未成熟階段：孔隙和微層理未成熟階段：

32、孔隙和微層理面；面；成熟成熟- -過成熟階段：微裂痕為主，復(fù)過成熟階段：微裂痕為主，復(fù)合通道。合通道。三、初次運(yùn)移的通道三、初次運(yùn)移的通道四、初次運(yùn)移的主要時期和間隔四、初次運(yùn)移的主要時期和間隔 石油：有機(jī)質(zhì)熱演化成石油：有機(jī)質(zhì)熱演化成熟階段熟階段 天然氣：多期，大量生天然氣：多期，大量生氣之后氣之后排烴門限：到達(dá)排烴所排烴門限：到達(dá)排烴所需的飽和度需的飽和度1 1、初次運(yùn)移的主要時期、初次運(yùn)移的主要時期六、烴源巖有效排烴厚度六、烴源巖有效排烴厚度源巖所生成的油氣，由于遭到各種要素的源巖所生成的油氣，由于遭到各種要素的制約如源巖厚度很大、浸透率很小、排制約如源巖厚度很大、浸透率很小、排烴動力缺

33、乏等烴動力缺乏等, ,并不是全部都能運(yùn)出源并不是全部都能運(yùn)出源巖層，巖層，排烴有效厚度：烴源巖中的油氣能有效排排烴有效厚度：烴源巖中的油氣能有效排出的厚度。只需與儲集層相接觸的一定間出的厚度。只需與儲集層相接觸的一定間隔內(nèi)生油層中的烴類才干排出來。隔內(nèi)生油層中的烴類才干排出來。生油層有效排烴厚度約為生油層有效排烴厚度約為28m(28m(上、下距儲上、下距儲集層各集層各14m)14m)。厚層塊狀泥巖源巖層排烴不利，相當(dāng)一部厚層塊狀泥巖源巖層排烴不利，相當(dāng)一部分厚度對初次運(yùn)移排油無效。分厚度對初次運(yùn)移排油無效。 排烴有效厚度：烴源巖中的油氣能有效排出的排烴有效厚度：烴源巖中的油氣能有效排出的厚度。

34、厚度。 只需與儲集層相接觸的一定間隔內(nèi)生油層中的只需與儲集層相接觸的一定間隔內(nèi)生油層中的烴類才干排出來。烴類才干排出來。 生油層有效排烴厚度約為生油層有效排烴厚度約為28m(28m(上、下距儲集層上、下距儲集層各各14m)14m)。 厚層塊狀泥巖源巖層排烴不利，相當(dāng)一部分厚厚層塊狀泥巖源巖層排烴不利，相當(dāng)一部分厚度對初次運(yùn)移排油無效。度對初次運(yùn)移排油無效。2 2、初次運(yùn)移的間隔、初次運(yùn)移的間隔 阿爾及利亞儲集層上覆頁巖生油層中阿爾及利亞儲集層上覆頁巖生油層中 烴類，膠質(zhì)，瀝青質(zhì)含量分布烴類，膠質(zhì)，瀝青質(zhì)含量分布五、油氣初次運(yùn)移方式五、油氣初次運(yùn)移方式三種方式：三種方式：正常壓實排烴方式正常壓實

35、排烴方式異常壓力排烴方式異常壓力排烴方式分散方式分散方式三者在運(yùn)移相態(tài)、動力、通道等方面有差別。三者在運(yùn)移相態(tài)、動力、通道等方面有差別。五、油氣初次運(yùn)移方式五、油氣初次運(yùn)移方式 源巖層埋深較淺，油氣生成的數(shù)量少，源巖孔源巖層埋深較淺，油氣生成的數(shù)量少，源巖孔隙水多，浸透率較高，部分油氣溶解在水中呈隙水多，浸透率較高，部分油氣溶解在水中呈水溶形狀，部分呈分散的游離油氣相。水溶形狀，部分呈分散的游離油氣相。 動力為正常壓實。動力為正常壓實。 在壓實作用下，油氣隨壓實水流，經(jīng)過源巖孔在壓實作用下，油氣隨壓實水流，經(jīng)過源巖孔隙運(yùn)移到運(yùn)載層或儲集層中。隙運(yùn)移到運(yùn)載層或儲集層中。 1 1未熟低熟階段正常壓

36、實排烴方式未熟低熟階段正常壓實排烴方式 源巖層孔隙水較少，浸透率較低，源巖排液不暢，源巖層孔隙水較少，浸透率較低，源巖排液不暢，有機(jī)質(zhì)大量生成油氣，大量油氣呈游離形狀。有機(jī)質(zhì)大量生成油氣，大量油氣呈游離形狀。 異常高壓為排烴動力。異常高壓為排烴動力。 欠壓實作用、蒙脫石脫水作用、有機(jī)質(zhì)生烴作用、欠壓實作用、蒙脫石脫水作用、有機(jī)質(zhì)生烴作用、熱增壓作用以及滲析作用等各種要素導(dǎo)致孔隙流熱增壓作用以及滲析作用等各種要素導(dǎo)致孔隙流體壓力不斷添加，構(gòu)成異常高壓，成為排烴的主體壓力不斷添加，構(gòu)成異常高壓，成為排烴的主要動力。要動力。 2 2成熟過成熟階段異常壓力排烴方式成熟過成熟階段異常壓力排烴方式 當(dāng)生油

37、巖孔隙流體壓力增高還缺乏以引起巖石產(chǎn)當(dāng)生油巖孔隙流體壓力增高還缺乏以引起巖石產(chǎn)生微裂痕時，油氣可從生油巖中漸漸驅(qū)出。生微裂痕時，油氣可從生油巖中漸漸驅(qū)出。 當(dāng)孔隙流體壓力很高、導(dǎo)致源巖產(chǎn)生微裂痕，這當(dāng)孔隙流體壓力很高、導(dǎo)致源巖產(chǎn)生微裂痕，這些微裂痕與孔隙銜接，構(gòu)成微裂痕孔隙系統(tǒng)。些微裂痕與孔隙銜接，構(gòu)成微裂痕孔隙系統(tǒng)。 在異常高壓驅(qū)動下，油氣水經(jīng)過微裂痕孔隙系在異常高壓驅(qū)動下，油氣水經(jīng)過微裂痕孔隙系統(tǒng)向源巖外涌出。統(tǒng)向源巖外涌出。 當(dāng)排出部分流體后壓力下降，微裂痕閉合。當(dāng)排出部分流體后壓力下降，微裂痕閉合。 壓力恢復(fù)升高和微裂痕重新開啟后，又發(fā)生新的壓力恢復(fù)升高和微裂痕重新開啟后，又發(fā)生新的涌

38、流。涌流。 油氣水以一種間歇式、脈沖式不延續(xù)方式進(jìn)油氣水以一種間歇式、脈沖式不延續(xù)方式進(jìn)展混相涌流。展混相涌流。 輕烴，特別是氣態(tài)烴，具有較強(qiáng)的分散才干，輕烴，特別是氣態(tài)烴，具有較強(qiáng)的分散才干，與體積流相比，效率較低，但在源巖中輕烴分與體積流相比，效率較低，但在源巖中輕烴分散具有普遍性。散具有普遍性。 氣體依托分散進(jìn)展的初次運(yùn)移，只發(fā)生在源巖氣體依托分散進(jìn)展的初次運(yùn)移，只發(fā)生在源巖層內(nèi)比較短的間隔。層內(nèi)比較短的間隔。 3 3、 輕烴分散輔助運(yùn)移方式輕烴分散輔助運(yùn)移方式三種排烴方式方式三種排烴方式方式裂痕帶排烴方式裂痕帶排烴方式差別突破壓力排烴方式差別突破壓力排烴方式斷層排烴方式斷層排烴方式 在

39、異常高壓區(qū)內(nèi)，由于生油母質(zhì)、烴源巖構(gòu)造、異常高壓分布以及斷裂發(fā)育特征等的不同，的排烴主要分為微裂痕排烴、和斷層排烴三種類型 有效烴源巖復(fù)式排烴表示圖有效烴源巖復(fù)式排烴表示圖斷層排烴 微裂痕排烴差別突破壓力排烴 微裂痕排烴： 當(dāng)烴源巖中的流體壓力到達(dá)或超越烴源巖的破裂壓力時，烴源巖內(nèi)相對封鎖的系統(tǒng)被突破，開場排出烴類流體。隨著排烴的繼續(xù)，裂痕開場閉合，一次排烴終了。之后，烴源巖內(nèi)的流體壓力又開場逐漸升高，當(dāng)再次積累到破裂壓力時，微裂痕開啟，發(fā)生二次排烴。周而復(fù)始，直到烴源巖生烴才干枯竭或生烴的物化條件被改動而停頓排烴。 微裂痕排烴排出流體的過程是幕式的，相態(tài)是混相的，即幕式排烴、混相涌流。有機(jī)質(zhì)

40、地球化學(xué)方面表現(xiàn)為：從開場排烴深度處到泥砂巖交界面，有機(jī)質(zhì)族組成無顯著變化，排烴效率高，排烴厚度大。T1T2TPT 1T 2泥 巖 破 裂 壓 力 曲 線泥 巖 孔 隙 流 體 壓 力 曲 線砂 巖 孔 隙 流 體 壓 力 曲 線靜 水 壓 力 曲 線第 1次 排 烴 時 期第 2次 排 烴 時 期裂痕帶排烴方式壓裂區(qū)裂痕帶排烴過程表示圖壓裂區(qū)裂痕帶排烴過程表示圖 樊1井Es3段超壓裂痕(被瀝青充填) 微裂痕排烴：幕式、混相，即幕式排烴、微裂痕排烴：幕式、混相，即幕式排烴、混相涌流混相涌流 微微 裂裂 隙隙 證證 據(jù)據(jù) 1.1.高電阻率層段的優(yōu)質(zhì)烴高電阻率層段的優(yōu)質(zhì)烴源巖；源巖；2.2.在空間

41、上與有機(jī)質(zhì)紋層在空間上與有機(jī)質(zhì)紋層嚴(yán)密相關(guān)；嚴(yán)密相關(guān)；3. 3. 烴源巖大量生烴階段烴源巖大量生烴階段相對應(yīng)。相對應(yīng)。位于營11濁積巖單砂體之上的營67井，油層頂面埋深3066.2m，壓力系數(shù)達(dá)1.60以上，上覆有效烴源巖的起始排烴深度為3056.5m，排烴厚度為11.2m，屬微裂痕向下排烴。 微裂痕排烴佐證明例微裂痕排烴佐證明例巖心地球化學(xué)分析資料闡明，在排烴方向上，飽和烴和芳烴分別堅持在43%和10%左右，變化不大，闡明生成的烴類是沿著壓裂產(chǎn)生的微裂痕進(jìn)入到儲層中的。 序號深度(m)有機(jī)碳(%)氯仿瀝青“A(%)氯仿瀝青“A族組分(%)飽和烴芳烴非烴瀝青質(zhì)總烴1234567893054.53056.53058.53060.03061.33062.43063.43064.43065.31.831.641.651.873.191.963.322.340.17540.21540.24150.42080.16450.39490.22510.35290.504653.2143.6240.5746.2743.0243.8742.2146.8041.9511.867.4111.019.028.1410.289.8711.209.7325.0029.632