关于油气二次运移介绍

[拼音]：youqi erci yunyi

[外文]：secondary migration of oil and gas

油气沿油气运移通道或进入储集岩层以后的各种运移。它包括：油气在储集岩层中的运移，油气沿断层、裂隙、不整合面等通道的运移，以及聚集起来的油气由于外界条件的变化而引起的运移。二次运移是油气运移的第二个阶段，是初次运移的继续。

地表的油气显示，油气在圈闭中的聚集，油、气、水在圈闭中按比重分异和自然界存在的差异聚集规律，都证明了二次运移的存在。同时也说明：

（1）油气的二次运移主要是以游离相态进行；

（2）二次运移的主要动力是油气本身在水介质中的浮力；

（3）在水介质中运移的连续油（气）体两端的毛细管压力差是二次运移的阻力；

（4）水动力对二次运移有影响，当水流方向与运移方向一致时成为动力，反之则成为阻力。

运移机制

根据浮力、毛细管阻力和水动力在二次运移中的作用和影响，R.R.伯格(1975)建立了方程

式中 Z0为石油能够运移的临界高度，沿储集层顶面往上倾方向运移时可根据地层倾角换算为长度；ρ0、 ρW分别为地下的油、水密度；rt、 rp分别为储集岩层的喉道半径和孔隙半径（假设储集岩为各向均质体）;g为重力加速度；dh/dx为储集岩层的水势面梯度；X为连续油体的水平投影长度；σ 为地下油水界面张力。只要将方程中的σ 换成地下气水界面张力,把ρ0换成地下天然气的密度ρg,即可求得天然气运移的临界高度或长度。伯格方程加深了人们对二次运移机理的认识，可以说该方程就是二次运移模式的核心部分。

石油和天然气在以浮力为主的驱动下，其运移方向的总趋势是沿阻力最小途径由高势区向低势区，直到遇遮挡而形成聚集，或者散失于地表形成油气苗。在沉积盆地中，生油地区一般位于凹陷最深处，而与之相邻的斜坡和隆起是二次运移的指向地带。尤其是那些长期继承发育、保存条件较好的隆起更为有利。

运移方向

石油和天然气在岩层中运移一般要产生5种分异作用：

（1）吸附分异；

（2）渗滤分异；

（3）重力分异；

（4）水溶解度的分异；

（5）扩散分异。因此，油气在二次运移过程中，那些分子小的、轻的、极性低的和水溶解度大的成分，则可较自由地通过。这种分异效应造成石油变化的总趋势是随着运移距离的增加，胶质、沥青质、卟啉及钒镍等重金属减少，轻组分相对增多；在烃类成分上，烷烃相对增多、芳烃相对减少；烷烃中低分子烃相对增多，高分子烃相对减少。反映到物理性质上，为石油比重变轻,颜色变淡,粘度变小。如果当石油运移至近地表或与浅处地下水接触时，氧化作用占优势可使石油的胶状物质增加,轻组分相对减少；环烷烃增加,烷烃和芳香烃相对减少，比重和粘度也随之加大。石油运移的指标还有：碳同位素 13C/12C的比值随运移距离的加大而降低；甾、萜烷生物标志化合物 (5β-C27)/(5α -C27)、(5β-C28)/(5α -C28)、 (5β-C29)/(5α -C29)的比值随运移距离的加大而增高。此外，根据原油中的孢粉组合有时也能判断石油运移的方向。

运移的通道和距离

二次运移的主要通道有储集层的连通孔隙和裂隙、断层以及不整合面(见不整合)。储集层的连通孔隙和裂隙是油气进行二次运移的基本通道。断层有时起通道作用，有时起圈闭作用。断层作为通道时有两种情况:横穿断层面的运移;沿断层面的运移。横穿断层面的运移，主要取决于断层两侧岩层的对置状况和断层面本身的渗透性。如果断层面两侧为储集性好的砂岩对置，而且断层面渗透性好，油气就会发生横穿断层面的运移。沿断层面运移比较复杂，至少要有 3个先决条件：

（1）断层面必须具有较高的渗透率；

（2）沿断层面上下必须具有流体流动的势梯度；

（3）断层两侧地层的渗透率要比断层面低。不整合面也是油气运移的重要通道。一般认为不整合面起侧向运移的通道作用。如果不整合面之上为细粒泥质岩层盖覆，其下为孔隙性渗透性好的地层，则常形成新生古储的潜山型油气藏。

二次运移的距离也是一个有争议的问题。二次运移的距离主要取决于运移通道的情况，即取决于储集层延续性、断层作为通道以及不整合面的区域性分布等。因此，在岩性比较稳定的海相地层中，油气运移的距离一般比陆相地层要大。

断陷盆地中二次运移的一般规律是:在陡坡一侧,油气主要沿一两条主断层垂向运移；在缓坡一侧，油气则沿多条断层组成阶梯状运移。

参考书目

1. 陈发景、田世澄主编：《压实与油气运移》，中国地质大学出版社，北京，1989。
2. R.E.Chapman,Petroleum Geology,Elsevier Science Publishers, Amsterdam, Oxford, New York,1983.