石油地质学第5章油气运移ppt课件.ppt
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1、认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目石油与天然气的运移石油与天然气的运移认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目层层区区盖盖域域输导层输导层(储层)(储层)圈闭油气藏圈闭油气藏烃源岩烃源岩(灶)(灶)烃源岩烃源岩(灶)(灶)油气是如何从烃源层油气是如何从烃源层“跑跑”到圈闭中?到圈闭中?认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目流体为什么会流动?向哪儿流动?受力
2、 各方向的作用力的合力不等于 受力不平衡物体沿着合力方向运动!一般物体运动的条件?认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目第四章第四章 石油与天然气的运移石油与天然气的运移第一节第一节 与油气运移有关的基本概念与油气运移有关的基本概念第二节第二节 地下流体势分析地下流体势分析第三节第三节 油气初次运移油气初次运移第四节第四节 油气二次运移油气二次运移认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目第一节第一节 与油气运移有关的基本概念与油气运移有关
3、的基本概念 油气运移(油气运移(migrationmigration):油气在地层条件下的移动油气在地层条件下的移动一、初次运移和二次运移一、初次运移和二次运移油气从烃源岩层向储集层的运移油气从烃源岩层向储集层的运移油气进入储集层或运载层油气进入储集层或运载层之后的一切运移之后的一切运移二次运移(二次运移(secondary migrationsecondary migration):):初次运移(初次运移(primary migrationprimary migration):):认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫
4、”项目层层区区盖盖域域输导层输导层(储层)(储层)圈闭油气藏圈闭油气藏烃源岩烃源岩(灶)(灶)烃源岩烃源岩(灶)(灶)油气生成后可能的运移?油气生成后可能的运移?认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目润润湿湿性性是是指指液液体体在在表表面面分分子子力力作作用用下下在在固固体体表表面面的的展展开能力,是流体和固体之间表面能作用的结果。开能力,是流体和固体之间表面能作用的结果。1 1、润湿性的概念、润湿性的概念二、岩石的润湿性二、岩石的润湿性0 0:称完全润湿:称完全润湿909090:称不润湿:称不润湿接触角:认识到了
5、贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目润湿流体:润湿流体:易附着在固体上的流体,又称为润湿相易附着在固体上的流体,又称为润湿相非润湿流体:非润湿流体:不易附着在固体的流体,又称非润湿相不易附着在固体的流体,又称非润湿相水润湿的(水润湿的(water-wetwater-wet):):油水两相共存的孔隙系统中,如果水附着在岩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,石孔隙表面,称水为润湿相,油为非润湿相,这时称岩石为这时称岩石为水润湿的或亲水的水润湿的或亲水的2.2.岩石的润湿性岩石的润湿
6、性认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目油润湿的(油润湿的(oil-wetoil-wet):):油水两相共存孔隙系统中,如果油附着在岩石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,的孔隙表面,则油为润湿相,水为非润湿相,这时称岩石为这时称岩石为油润湿的或亲油的油润湿的或亲油的中间润湿的(中间润湿的(mixed-wetmixed-wet):):部分亲油,部分亲水的岩石部分亲油,部分亲水的岩石 认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视
7、,已经展开了“精准扶贫”项目岩石由多种矿物组成,不同矿物的表面性质极其复杂,岩石由多种矿物组成,不同矿物的表面性质极其复杂,润湿性复杂;润湿性复杂;由于油的组分不同,其润湿性差别很大,可能亲水,由于油的组分不同,其润湿性差别很大,可能亲水,也可能亲油。也可能亲油。石油在岩石中具有复杂的润湿性认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目3.3.岩石的润湿性对油气岩石的润湿性对油气运移的影响运移的影响影响体现在影响体现在:孔隙中的油水分布、流动难易程度、:孔隙中的油水分布、流动难易程度、残留形式和数量残留形式和数量亲水岩石中
8、:亲水岩石中:水附着在孔隙壁上,油在孔水附着在孔隙壁上,油在孔隙中心,油的运动必须克服毛细管力;残余隙中心,油的运动必须克服毛细管力;残余油数量少。油数量少。亲油岩石中:亲油岩石中:油附着在孔隙壁上,水在孔油附着在孔隙壁上,水在孔隙中心,油的运动不受毛细管力的阻碍;残隙中心,油的运动不受毛细管力的阻碍;残余油数量多。余油数量多。认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目湿润性影响运移的临界饱和度湿润性影响运移后的残留量湿润性影响可采储量的数量油气运移过程中会有大量损失留下蛛丝马迹可供追踪(油气包裹体荧光显示、储层氯仿可
9、抽提物)认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目三、地层压力与异常地层压力三、地层压力与异常地层压力(1 1)地层压力()地层压力(formation pressure)formation pressure):单位:单位:帕斯卡帕斯卡(Pa)(Pa)或常用或常用兆帕兆帕(MPa)MPa)(2 2)静水压力:)静水压力:静止水柱产生的压力(重量)称静止水柱产生的压力(重量)称为静水压力为静水压力 地下多孔介质中流体所承受的压力。地下多孔介质中流体所承受的压力。亦称亦称孔隙压力孔隙压力或或流体压力流体压力认识到了贫困户贫
10、困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目(3 3)静岩压力:)静岩压力:上覆地层岩石的重量产生的压力,又上覆地层岩石的重量产生的压力,又称为地静压力称为地静压力 (4 4)正常地层压力:)正常地层压力:如果地下某一深度的地层压力等于如果地下某一深度的地层压力等于(或接近)该深或接近)该深度的静水压力,则称该地层具有正常地层压力度的静水压力,则称该地层具有正常地层压力认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目如果某一深度地层的压力明显高于或低于对应深如果某一深
11、度地层的压力明显高于或低于对应深度处的静水压力,则称该地层具有异常地层压力。度处的静水压力,则称该地层具有异常地层压力。(5 5)异常地层压力:)异常地层压力:认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目静水压力、地静压力、地层压力之间的大静水压力、地静压力、地层压力之间的大小关系,及其随深度的变化小关系,及其随深度的变化认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目(6 6)压力系数:)压力系数:压力系数压力系数11:异常高压异常高压压力系数压力系
12、数11:异常低压异常低压(7 7)压力梯度:)压力梯度:地层压力随深度的变化率地层压力随深度的变化率地层压力与该深度静水压力的比值。地层压力与该深度静水压力的比值。认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目(8)水压头、测压面和折算压力折算压力:折算压力:水压头:测压面:测压面:地层压力能促使水从测点向上升的高度(水柱高度)。连接各点水压头顶面的连线。连接各点水压头顶面的连线。这是一个想象的面。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。静水条件则为水平的,动水条件下则为倾斜的。测点的实际压力再加上测点
13、到基准面的水柱测点的实际压力再加上测点到基准面的水柱压力,或者从测压面到基准面的水柱压力。压力,或者从测压面到基准面的水柱压力。认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目第二节第二节 地下流体势分析地下流体势分析q M.K.Hubbert(1940M.K.Hubbert(1940,1953)1953)把势概念引入石油地质学把势概念引入石油地质学 qW.A.England(1987)W.A.England(1987)对对HubbertHubbert流体势的概念进行了完善流体势的概念进行了完善 q单位物质所具有的总机械能称
14、为势。单位物质所具有的总机械能称为势。对于流体来讲,就是对于流体来讲,就是流体势流体势 地下流体的流动是由于地下流体受力的不平衡认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目一、流体势的概念一、流体势的概念1 1Hubbert势(单位质量势)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单位质量的流体相对于基准面所具有的总机械能z测点相对于基准面的距离,测点相对于基准面的距离,m;(基准面以上为正);(基准面以上为正)g重力加速度,重力加速度,9.81m/s;p测点地层压力,测点地层压力,PaPa;流体密度流体
15、密度,kg/m3,v v流速,流速,m/s。式中:式中:流体势,流体势,J/kg;认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目关于基准面z测点相对于基准面的距离,测点相对于基准面的距离,m;基准面以上为正值,基准面以上则为负值基准面以上为正值,基准面以上则为负值地面实际中,多以海平面为基准面,这样地下各海拔高度(Z)则都为正值认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目q第一项:重力势能第一项:重力势能反应重力的影响反应重力的影响q第二项:弹性势能
16、第二项:弹性势能-反映压力的影响反映压力的影响q第三项:动能反映流体流速影响第三项:动能反映流体流速影响流体势的内涵认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目水势:水势:油势:油势:气势:气势:认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目2 2England势(单位体积势)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需要做的功式中:式中:流体势,流体势,J/m3;两相界面张力,两相界面
17、张力,N/m;毛细管半径,毛细管半径,m m。第一项:第一项:克服重力所做的功克服重力所做的功第二项:第二项:克服膨胀力克服膨胀力(压力压力)所做的功所做的功第三项:第三项:克服毛细管力所做的功克服毛细管力所做的功认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目水势:水势:油势:油势:气势:气势:认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目二、流体势与油气运移二、流体势与油气运移1.1.静水压力条件下静水压力条件下A点的压力:点的压力:PA=A点的水势
18、:点的水势:B点的水势:点的水势:C点的水势:点的水势:静水压力条件下,水势处处相等,水不流动静水压力条件下,水势处处相等,水不流动压力深度认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目B点的油势:点的油势:A点的油势:点的油势:=C点的油势:点的油势:静水压力条件下,油势下静水压力条件下,油势下大上小,油气从深部向浅部大上小,油气从深部向浅部运移。运移。压力深度认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目2.2.动水压力条件下动水压力条件下二、流体
19、势与油气运移二、流体势与油气运移A点的水势:点的水势:在动水压力条件下,地层水的流动方向只与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,而与地层压力的高低无关。的高低有关,而与地层压力的高低无关。B点的水势:点的水势:C点的水势:点的水势:同理:认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目A点的油势:点的油势:B点的油势:点的油势:C点的油势:点的油势:水势水势上浮力上浮力毛细管力毛细管力油势差:油势差:在动水压力条件下,石油的运移在动水压力条件下,石油的运移方向取决于水动力与石油上浮力的方向取决于水动力与
20、石油上浮力的大小大小认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目三、流体势与流体运移方向三、流体势与流体运移方向:垂直于等势线从高势区流向低势区垂直于等势线从高势区流向低势区运移流线型式运移流线型式认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目第三节第三节 石油和天然气的初次运移石油和天然气的初次运移 油气初次运移油气初次运移(primary migration)primary migration)烃源岩环境:烃源岩环境:定义:油气从烃源岩层向储集层
21、的运移定义:油气从烃源岩层向储集层的运移低孔隙度、低渗透率、孔隙水少低孔隙度、低渗透率、孔隙水少认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目初次运移研究的主要内容初次运移研究的主要内容认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目1.1.石油石油的初次运移相态的初次运移相态一、油气初次运移的相态一、油气初次运移的相态石油初次运移相态包括:游离相态 水溶相态 气溶相态最重要的相态认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对
22、扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目 石油石油初次运移的主要相态初次运移的主要相态游离相游离相(独立相态)独立相态)石油在水中的溶解度很低石油在水中的溶解度很低 ;生油期烃源岩含水很少生油期烃源岩含水很少;无法形成商业性石油聚集;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。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:水溶相运移存在的问题:认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目 水溶相水溶相在烃源岩埋藏早期,生成少量低成熟油阶段,可能起到一定作用。气溶相气溶相 石油石油初次运移的其它
23、相态初次运移的其它相态在烃源岩埋藏较深,烃源岩以生气为主,只生成少量的油时,油反溶于天然气中形成气溶相。认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目2.2.天然气天然气的初次运移相态的初次运移相态 一、油气初次运移的相态一、油气初次运移的相态(1 1)水溶相)水溶相(2 2)游离气相)游离气相(3 3)油溶气相)油溶气相(4 4)分子运移(扩散相)分子运移(扩散相)认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目 水溶相水溶相天然气在水中具有较高的溶解
24、度,水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溶相是天然气运移的重要要相态 认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目轻烃扩散效应 模型计算的不同时期因轻烃扩散导致浓度的变化认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目2.2.油气初次运移相态影响因素及其随烃源岩埋深的演变油气初次运移相态影响因素及其随烃源岩埋深的演变影响油气初次运移相态的主要因素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有机质类型烃源岩的埋深:孔
25、隙度、渗透率、孔隙喉道直径烃源岩的埋深:孔隙度、渗透率、孔隙喉道直径地层中孔隙水的多少地层中孔隙水的多少地层的温度、压力状态地层的温度、压力状态认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目油气初次运移相态随烃源岩埋深的演变油气初次运移相态随烃源岩埋深的演变认识到了贫困户贫困的根本原因,才能开始对症下药,然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视,已经展开了“精准扶贫”项目油气初次运移的相态油气初次运移的相态石油主要是以游离相态运移的;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水溶相态和游离相态对
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