基本介紹
- 中文名：油氣初次運移
- 外文名： hydrocarbon primary migration
- 屬性：物理現象
- 釋義：油層中向鄰近儲集層的運移
- 初次運移狀態：水溶
- 動力：壓實作用、水熱增壓作用等五項
油氣物理狀態,動力,
油氣物理狀態
油氣在初次運移中，以什麼物理狀態流動是目前石油地質學尚未解決的問題之一。
很多學者曾做過大量的實驗和推斷，歸納起來可分為兩大類，即油氣以溶解於水的狀態運移和油氣以原有的相態隨水一起運移。不論以哪種物理狀態運移，都與水有密切關係。
生油層中的水，主要來源於沉積水和粘土礦物脫水。沉積水是與沉積物一起埋藏下來的原生水，在沉積壓實作用下，隨著埋藏深度加大，將逐漸被排出。當埋藏深度達到生油門限深度後，泥質生油岩中的沉積水，大部分已成為束縛水，很難為初次運移提供大量的水源。粘土礦物脫水是在成岩過程中，在熱力作用下蒙脫石轉變為伊利石，同時排出層間結合水，這種水可能是初次運移過程中的主要水源。從圖中，可以看到粘土成岩作用與釋出水之間的關係。
水源問題解決之後，還要探討烴類在水中的溶解問題。
在常溫下液態烴在水中的溶解度很低，而且不同族分和不同的碳原子數其溶解度又有很大差別，一般來說，芳香烴的溶解度大於環烷烴，環烷烴的溶解度又大於烷烴。當非烴化合物含量比較高時，其溶解度可以大大增加。液態烴在水中的溶解度隨溫度升高而增加。
綜上所述，液態烴大部分以水為運載體，隨水一起運移。在生油層中生成的液態烴，多呈油珠狀，分散於生油層之中，隨著烴類大量生成，油的飽和度及相對滲透率均相應增加，在壓實等動力作用下，即可隨水從生油層運移到儲集層，而少量的液態烴也可能以溶解於水的方式從生油層運移到儲集層。氣態烴情況則相反，大部分以溶解於水的狀態運移，但也可呈氣泡或串珠狀，從生油層運移到儲集層。
動力
初次運移的動力比較多，主要有超壓作用、壓實作用、水熱增壓作用、粘土礦物脫水作用、甲烷氣的作用等。
1.超壓
超壓可以促使烴類運移，超壓使孔隙度變高成為有效的儲層，,超壓也可以使蓋層破裂形成優勢運移通道 ，使油氣幕式運移成藏。超壓對油氣成藏的影響如圖1所示。超壓可產生烴類運移的動力。當超壓達到一定程度便會產生裂縫，為烴類運移提供優勢運移通道，烴類進入超壓改造的良性儲集層，在合適的地質條件下就會聚集成藏。
超壓對油氣運移的影響主要表現在油氣的次運移階段，主要表現：改善運移通道和成為油氣運移的動力因素促使油氣運移油氣自烴源岩向儲儲集層的運移成為油氣初次運移（柳廣弟2009）。油氣在烴源岩里主要是以游離相態的形式賦存在烴源岩里，由於烴源岩主要是泥岩和頁岩，而眾所周知，泥岩空隙的直徑很小（一般都是納米級），因此當烴類想從烴源岩中運移出來時，就必須克服泥岩細小空隙的毛細管阻力，也就是說只有當泥岩與鄰近儲集層和輸導層孔隙流體間的壓差超過了油氣運移的阻力時 ,油氣才能從母岩中排出。因此要想油氣從泥岩中運移出來，這時就需要一個外力來作用游離態的烴源岩，使它衝破毛細管力進入到儲集層。而異常高壓可以為烴類的初次運移提供動力，使油氣從烴源岩運移到儲集層。
超壓壓裂促使裂隙形成。超壓平衡被突破之後，超壓釋放破壞了地下岩層的力學平衡，造成岩石破裂，產生微裂隙或微裂縫，這些微裂隙可以成為油氣初次運移的通道， 超壓帶的烴源岩內滯留在孔隙間的烴類可以依此微裂隙進行運移（達江2006）。
2.壓實作用
壓實作用，指生成油氣的沉積物質在上覆沉積負荷的作用下，孔隙縮小，其中流體逐漸被排出的作用。
在壓實過程中，沉積物的體積密度不斷增加，孔隙度不斷減少，孔隙中流體不斷被排出。若壓實過程中沉積物的基質不變，則排出流體的總體積等壓壓實前與壓實以後沉積物體積之差，即：
壓實作用又可分為正常壓實和欠壓實兩類。如果孔隙度隨上覆沉積物的增加而相應減少，孔隙流體基本保持靜水壓力，稱之為正常壓實。如果孔隙中流體在排出過程中受阻或來不及排出，孔隙度不能隨上覆沉積物的增加而相應減少，孔隙中的流體將具有高於靜水壓力的異常值，則稱之為欠壓實。
查普曼（Chapman，1972）指出，泥岩正常壓實排水的主要時期和油氣大量生成在時間上的矛盾，使通過正常壓實水流載出的油氣可能是有限的，但可以通過欠壓實作用得到調節。對於較厚的泥岩，由於傳導能力的限制，以致在負荷壓力下內部的流體不能及時排出，於是造成欠壓實，產生異常高壓，在油氣生成、運移過程中起到很好的作用：
（1）欠壓實使孔隙流體的排出受到不同程度的延緩，如果流體的排出正好被推遲到主要生油時期，則將對油氣初次運移起到積極作用。
（2）欠壓實還使更多的水較長時期處於高壓下，這有利於促進有機質的熱成熟，也有利於油氣在水中的溶解。
（3）欠壓實地層中流體的異常高壓是驅使油氣進行初次運移的潛在動力，這種異常高壓遠遠超過一般正常壓實地層的剩餘壓力，因此在多相流體運移過程中，它可以推動油氣去克服毛細管阻力，而且還有可能進一步使岩層產生微裂隙，給油氣運移創造更好的條件。但如果為非生油層時，它只能成為最好的壓力封閉蓋層。
3.水熱增壓作用
水熱增壓作用是指由於溫度升高、水體膨脹、壓力增加而引起流體運移的作用。沉積盆地中生油層的溫度將隨埋藏深度的增加而增加，生油層中的水，隨溫度升高，比容加大，體積膨脹。水的膨脹作用，將使生油層內壓力增加，促使已生成的烴類從生油層向外運移。
在壓實作用下，已生成的油氣將從盆地中心向盆地邊緣的儲集層運移。
4.粘土礦物脫水作用
在沉積盆地內，常含有大量的粘土岩，它們主要山蒙脫石、伊利石、高嶺石和綠泥石等粘土礦物組成。
它們都不同程度地含有層間水，尤其是蒙脫石含水最多。在地層的一定深度範圍內，由於熱力作用，蒙脫石將失去層間水而轉化為伊利石。在此過程中，一方面為生油層中烴類運移提供了深部水源，另一方面由於層間水變成自由水，體積膨脹，使生油層孔隙中流體壓力增加，形成異常高壓帶，成為烴類初次運移的動力。
5.甲烷氣的作用
沉積有機質向烴類轉化的整個過程中，都伴隨有甲烷氣的產生，這些甲烷氣一部分可溶於孔隙水，另一部分呈游離狀態。隨著埋藏深度和溫度的增加，生油層中甲烷氣的數量也增多。由於壓實作用使生油岩的孔隙變小，滲透性變差，已生成的甲烷氣和其他流體不能及時排出，使層內壓力不斷增加，形成層內局部高壓異常帶，使生油層產生微裂縫。為油氣運移提供通道和動力。同時，飽和甲烷氣的孔隙水在一定壓力和溫度條件下，可以增溶較多的烴類，溶解的烴類可與孔隙水一起運移出生油層。
此外，滲透壓力作用、擴散作用、毛細管力作用等因素，對油氣初次運移也有一定的影響。
