➢与固体矿产相比，石油与天然气具有明显的运移性。 油气的地质史就是油气的运移史；运移是联结生、储、 盖、圈等静态条件的纽带。
➢油气运移研究有望解决：油气怎样从源岩中排出；什 么时候排出；排出来多少；运移到什么地方；可能到 哪儿聚集以及可能聚集多少。——正是油气勘探和评 价中十分关键的问题。
四、油气发生运移的必要条件
有效应力σ和流体压力Pf各司其职：σ促使岩石发生压 实作用，Pf则促使在压实中流体排出。
Effective stress 有效应力 Fluid pressure 流体压力
二．异常流体压力
Abnormal fluid pressure 异常高压/地压/超压
Abnormal high pressure / Geopressure /Overpressure
石油与天然气地质学
第六章 石油与天然气的运移
Migration of Petroleum and Natural Gas
油气水：流体矿产
盖层： 阻止逸散
烃源岩： 生烃
储集岩： 储存和渗透
圈闭： 容留场所
聚集成藏
油气运移 （hydrocarbon migration）
本章内容
✓ 概述 ✓ 油气运移过程中的受力分析 ✓ 油气的初次运移 ✓ 油气的二次运移 ✓ 油气运移科研实例
1.068ຫໍສະໝຸດ 更为明显。1.035
•体系的开放/封闭：
1.012
•封隔性边界又往往是隔
热层。
3、黏土矿物的转化 •泥质岩中含有50%以上的黏土矿物，在成岩过程中，
黏土矿物将发生一系列变化，如蒙脱石S→伊利石I。 •S层间吸附水密度一般都高于自由孔隙水，故脱去单
位质量的水将引起体积膨胀，促进异常高压的形成。
§1 概述
一、概念
➢油气运移：油气在地下的流动，或在地下因自然因 素所引起的位置移动。
➢按油气运移所发生的场所可分为：初次运移和二次 运移。
➢初次运移：油气自生油层向储集层(运载层)中的运移。 ➢二次运移：油气进入储集层/运载层之后的一切运移。
初
初次运移与二次运移示意图 ——以古隆起背斜和地层尖灭油气藏为例
1、流体 2、动力条件 3、通道
§2 油气运移过程中的受力分析
一．地静压力 lithostatic pressure
某一深度地层在单位面积上所承 受的上覆岩石柱的压力(压强)：
地静压力随着上覆地层的增厚而 增大，它对下伏沉积物的作用主 要是促进了压实和固结作用。
泥岩的正常孔-深关系：
沉积物可分为两部分：颗粒骨架和孔隙中的水。
σ1
完全封闭→半封闭体系
σ1－δ
• 克拉2气田，在完全封闭条件下，构造挤压对超压的贡献不超过40～ 50%（王震亮等，2005）。
总 结： ① 各种成因机制对超压的形成所起的作用在不同的地 质条件下可以不同。如某种机制在某一个地方起主要作 用，在另一个地区则为次要因素；
② 在一个具体地区，对异常压力形成有贡献的因素也往 往不止一个。从整体上来看压实和排水不平衡机制意义 似乎更大些，是后四种机制所赖以形成的物质基础—— 封闭体系都可由它引起。
四．浮力 Buoyancy
因流体之间的密度差(ρw-ρo、ρw-ρg、ρo-ρg)所产生 的力。
单位面积上的水对石油的浮力为： F=(ρw-ρo)·g ·H
H－连续油相高度。连续油柱越高，浮力值就越大。
当地层倾斜时，油气上浮到储集层顶面时，将继续在 浮力作用下向上倾方向运移。
当有不溶于水的游离相油气 存在时，推动油气前进的水 动力应等于连片油气两端的 水压差。若油柱长度为L： P=L×dP/dl
含水层中水力对油柱的作用
(a)管子两端存在水头时，水可从另一端流出；静水状态。 (b)受隔水层围限的含水层，水势面为该含水层特定位置钻井内水可上升的水 位。
井内抽水引起的水位降低和“压降漏斗”
注水井与采油井分布 ——三角形开发井网
3.采出的石油中可以找到比储层时代老的孢粉 （由老的生油层→储层）；
4.生油岩多为细粒岩 石如泥岩、页岩， 而目前的产油层 多为粗粒的砂岩 等岩性（生→ 储）；
5.油藏中油气水按密 度分异，从上到 下分别为气、油、 水（层内运移结 果）。
三、油气运移研究的意义
➢K< Kmin，则排水不畅，形成欠压实。
欠压实（undercompaction）状态的特征
与正常压实段相比： • 孔隙度偏高，密度偏低； • 声波时差、中子孔隙度均偏高。 ——可作为超压的证据。
准噶尔盆地南缘独深1井泥岩综 合压实曲线
（王震亮等，2003）
2、水热增压
•石英的热膨胀率仅为水
的1/15，水的膨胀效应
南
里
海
盆
地
地
下
超
压
•三个地区
分 布
砂、泥岩压 力分布及差
异性明显
三．水力 Hydraulic pressure
含水层中的水在重力作用下由高势区流向低势区，水 从A侧进，从B侧出，其连线即为理论上的动水压面。
沿水流方向单位距离的压力降称压力梯度。当地层倾 角不大时，（P1-P2）/L≈（P1-P2）/l；故 dP/dL≈dP/dl。
异常低压 Subpressure /
Abnormal low pressure
异常高压的成因……
1、压实与排水的不平衡 ➢上覆负荷在孔隙流体和岩石骨架上作用力的分配
关系，决定着沉积物的压实状态。
➢对于每一具体岩石来说，都有一个维持其压实需求 与实际排水之间平衡的最小渗透率界限值Kmin，岩 石K与Kmin的大小关系，决定其压实状态。
primary migration 初次运移 secondary migration 二次运移 carrier rock 运载层
垂 向 运 移 与 侧 向 运 移
二、地下油气运移的证据
1.地表渗出的油气苗（说明从地下→地表运移）；
克拉玛依：黑油山 油泉
2.试（采）油时很小的井孔可以流出大量的油气 （说明至少在开采时是四面八方汇集的结果）；
蒙脱石脱水段（阴影区）与地下流体异常压力的关系（据Bruce,1984）
4．有机质的热解生烃 •天然气的大量生成，会给较为封闭的烃源岩系统产
生一个附加的气体压力。
•气态烃生成量越大，岩石体系越密闭，这一因素对 异常压力形成的贡献就越大。
5、构造挤压作用 •前陆盆地最为典型 •机理：“构造压实作用”