[科普中國]-石油運移

石油生成于壓實的黏土和頁巖中，而這種巖石本身基本不具有滲流能力，所以烴類物質(zhì)從烴源巖中生成后要運移（稱為初次運移）到孔滲性儲層，該過程稱之為石油運移。

石油運移的三個力學(xué)條件石油在孔滲性差的細屑巖中以分散狀態(tài)生成后，儲集到孔滲性好的粗粒裂隙巖中成聚集狀態(tài)，要經(jīng)過復(fù)雜的運移過程。富含粒隙、裂隙和溶隙的滲透層、不整合風(fēng)化売和斷層構(gòu)成運移層。石油可以從生油層經(jīng)運移層進入儲集層或直接進入儲集層，并在儲集層內(nèi)再聚集而成藏。在儲集層內(nèi)聚集后,因條件變化,可發(fā)生再運移,形成差異聚集或破壞油藏。

在石油運移過程中，構(gòu)造應(yīng)力場對運移的動力、運移的方向和運移的流量方面，都起到了極其重要的作用，是決定石油運移發(fā)生的主要動力，控制運移的方向，并影響運移的流量。

石油之所以能從生油層運到儲集層，要求二者須滿足三個力學(xué)條件：

1、儲集層孔隙壓力比生油層低，使石油從生油層中的高孔隙壓力驅(qū)動下流向低孔隙壓力的儲集層。

2、儲集層孔隙率比生油層大，使石油從密致的生油層流向有充分儲集空間的儲集層。

3、儲集層抗壓實強度比生油層高，使石油從易于壓實的生油層流入剛性強不易壓實而有較好支撐格架的空間來儲集。

這三個力學(xué)條件中，第一個是動力條件，第二個是巖體結(jié)構(gòu)條件，第三個是巖體力學(xué)性質(zhì)條件，都滿足是最佳狀態(tài)。后兩個條件常較易于滿足，如儲集砂巖、裂隙巖，其儲油孔隙比生油泥巖大且脆而易裂更增大儲油空間，其固體格架體積壓縮模量比泥巖高而使支撐儲油空間的固體格架有較高的剛性，只要石油承受有足夠的孔隙壓差便可從生油泥巖流向此種儲集層。可見，含油區(qū)巖體只要具備足夠的巖體結(jié)構(gòu)條件和力學(xué)性質(zhì)條件，石油發(fā)生運移的關(guān)鍵便取決于動力條件了1。

初次運移石油生成的地球化學(xué)證據(jù)表明石油并不是起源于現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)石油的構(gòu)造和地層圈閉中。油藏屬于孔滲性地質(zhì)體，而烴源巖是被壓實、不滲透的泥頁巖。由于烴源巖基本不具有滲透性，石油從泥巖中排驅(qū)出來的過程并不是簡單的流體流動。在壓實過程中頁巖排水的大量證據(jù)表明，在溫度尚未達到生油門限前，大部分地層水即已被排出。

沉積物開始聚集時就存在壓實作用，混合有機物的疏松、細粒沉積物中含50%以上的水。隨著埋深增加，由于沉降和沉積物在頂部連續(xù)堆積，深層沉積物中的孔隙水被排出，導(dǎo)致孔隙度降低和密度増加。進一步壓實后，沉積顆粒之間逐漸產(chǎn)生凝聚力，孔隙流體中發(fā)生的一些化學(xué)反應(yīng)使得顆粒產(chǎn)生膠結(jié)，最終形成地層巖石的沉積物。

二次運移迄今發(fā)現(xiàn)的所有油藏都是形成于水環(huán)境中，烴類從烴源巖至圈閉的運移過程與毛管壓カ、水文條件緊密相關(guān)。不同油藏中巖石的粒徑分布、連續(xù)孔道遷曲度、孔隙度、滲透率、儲層巖石化學(xué)特性及其流體特性都相差很大。盡管如此，由于水普遍存在，毛管壓力、浮力和水文條件在各種儲層條件下都適用。

隨著原油在壓實作用下離開烴源巖進入圈閉后，飽和度增加，隨后連續(xù)相原油呈絲狀在巖石孔隙中向上運移，此時，浮力和水動力就足以推動油滴運移。也有人認為，原油運移是由溶于水的原油分子運動或原油中的表面活性劑產(chǎn)生膠束溶液引起的。但是，由于原油在水中的溶解度非常低，原油中表面活性劑的濃度也非常低，因此這兩個理論都面臨很大的挑戰(zhàn)。實驗表明，砂巖被大量熱水沖刷后其中含有的分散油滴可以被濾除，這有助于解釋在漫長的地質(zhì)年代中如果溫度變化和構(gòu)造變形充足，許多飽和烴類油藏的下面能找到不含原油的砂巖2。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

黃倫先 - 副教授 - 西南大學(xué)