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油气二次运移

油气二次运移
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第二节 油气二次运移

油气二次运移 :是指油气脱离生油岩后,在孔隙度、渗透率较大的储集层中或大的断 裂、 不整合面中的传导过程, 它包括聚集起来的油气由于外界条件的变化而引起的再次 运移。

相态 :油气从烃源岩经过初次运移进入渗透岩石之后,就开始了二次运移。由于二次 运移的介质环境的改变,主要为孔隙空间、渗透率都较大的渗透性多孔介质,毛细管压 力变小,渗透率变大,便于孔隙流体(包括水、油、气)的活动。因此,二次运移中油 气一般以连续游离相进行运移,应视为多孔介质中的渗流作用。

一、油气二次运移的机理

从物理角度讲, 油气二次运移实际上是油气在含水介质中的机械渗流过程。 对于单位 质量的油气质点受到以下 4个力的作用:垂直向下的重力;垂直向上的 浮力 ; 水动力 和 油气在孔隙介质中运移所受的 毛细管阻力 。

油气的二次运移要看是否具备了运移的条件, 首先必须具有一定的油气饱和度, 只有 当油气饱和度大于临界油气饱和度时,才有相对渗透率和有效渗透率。其次,油柱必须 大于临界油柱高度,具有足够的浮力和水动力来克服毛细管阻力。在静水条件下,油体 上浮的条件是浮力 Fr 应大于毛细管阻力差 Pc ;在动力条件下,油体运移的条件是浮力 Fr 和水动力 Fo 之矢量和 Eo 大于毛细管阻力差 Pc ;当两者相等时,油气产生聚集。油 气的净浮力和水动力的矢量和为油气的力场强度:

Eo=ρw/ρo·Ew-(ρw-ρo)/ρo·g

Eg=ρw/ρg·Ew-(ρw-ρg)/ρg·g

Eo 、 Eg 取决于 Ew ,即水的力场强度。因此,当水由高势区向低势区流动时,油气 也在其力场强度的作用下自发地从油气的高势区向低势区渗流, 油气存在势差是二次运 移的动力源。

1、二次运移的阻力

二次运移的阻力即孔隙介质对油气的毛细管力。 毛细管力取决于储集层孔隙半径、 烃 和水界面张力、润湿角。影响烃水界面张力的因素主要是烃类成分、温度等,气水界面 张力一般比油水界面张力大。据 Schowalter (1979)的资料,温度升高,界面张力降低。 因此地下高温条件下,烃类所受毛细管力降低。

二次运移途经中的岩石, 被认为自沉积到成岩都是充满水的, 颗粒表面有一层水的薄 膜,因而湿润角可看作为零度, cosθ=1。当石油经过孔隙系统时,油滴要发生变形,在 油滴两端的毛细管压力差即为真正的毛细管阻力。

Pc = 2γ( 1/γt -1/γp )

式中, γt、 γp分别为油滴两端的岩石孔喉半径,为界面张力。

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