天然气的运移和聚集.ppt

第三章 天然气的运移和聚集 一、天然气和石油运聚特征比较 二、天然气的扩散在天然气运聚中的作用 二、天然气在地下水中的溶解及析出与天 然气的运聚 三、水动力在天然气运聚中的作用 四、天然运聚时期的确定 一、天然气和石油运聚特征比较 天然气与石油相比，其物理性质有很大不同，从而引起它们在运移和聚集特征上有很大不同。 初次运移特征 二次运移特征 聚集条件 二、天然气的扩散作用 天然气扩散机理 扩散系数影响因素 扩散量计算模型 天然气从源岩到储层的扩散运移 扩散对天然气藏的破坏 1、天然气扩散机理 从浓度高向浓度低方向迁移 实测扩散剖面 从源岩向上浓度变小 与分子大小有关 孔隙对扩散有影响 孔隙度 例如，准噶尔腹部彩25井盖层实测数据拟合关系： D=4x10-8?（z）-7x10-10 孔隙结构 Deff=Dfluid/? 3、扩散量计算模型 理论基础 Fick第一和第二定律 扩散模型 半无限空间介质模型（稳态/不稳态） 单层模型（稳态/不稳态） 1）半无限空间介质模型 条件： 扩散介质无限厚，初始浓度一定 源的初始浓度不变（扩散损失瞬间得到补偿） 充分远处，浓度为0 数学表达：?u/?t=D??2u/?2x u|t=0=C0 u|x=0=Cl u|x??=0 扩散量：Q(t)=2(Cl - C0 )?(D ? t/? ) 3）多重生储盖组合模型 四川盆地磨14井天然气扩散数值模拟结果 推荐文献阅读 4、天然气从源岩到储层的扩散运移 扩散在初次运移中的作用模式 5、扩散对气藏的破坏 动态平衡 晚期成藏 中国主要大中型气田成藏晚 成藏时期较晚，绝大部分在晚第三纪合第四纪，散失时间短，散失量小，大量天然气得以保存下来 另外注意，圈闭形成晚，气形成时期晚也是主要原因 关于天然气藏的形成、保存与破坏 气的聚集是动态的，供给量需大于散失量 早期的气藏，因扩散而多被破坏，聚集时间较晚的气藏才可得以保存，即晚期成藏 烃源岩作为气藏上覆盖层时，可以阻止气藏的扩散破坏；岩性细（孔隙小，少）与地层厚度大对气藏保存有重要意义。 天然气扩散对气藏破坏是必然的，但其破坏的效率远远低于渗流破坏；盖层的渗漏和通过断层的渗漏是最需要重视的。 扩散在天然气运聚中的作用（小结） AAPG,1982, Vol.66,No.4 P408-429. 三、天然气在地下水中的溶解及析出与天然气的运聚 水溶相是天然气运移的重要相态之一；气体呈水溶相存在是一种天然气资源；从水溶相到游离相是纯气藏的形成模式之一。 天然气在水中的溶解度 天然气从水中析出的地质条件 1、水溶相天然气是重要的运移方式 游离气相运移的临界饱和度（10%） 要达到10%，地下水需要替换的次数N N=0.1?/V, 其中，V= ? ? sin? /（10P） N=P/（?sin?） ?，孔隙度，V为单位水体积更换一次，压力降低从水中释出的气量， ?为释出系数（m3/m3.bar); ?为储层倾角；p为地层压力 假设， ?=0.01, P=100bar ?=1度，则N=60万次 ? =90度，N=1万次 结论：要从饱和天然气的地下水运移过程中释出天然气并达到运移条件是相当困难。 2、天然气在水中有较高的溶解度 压力是影响溶解度关键的因素 3、从溶解相到游离相是天然气成藏 的一种模式 在中浅层，孔隙水较多，生成的气被溶解，以溶解状态储存在地层水中，随后的地层抬升，导致水层压力降低，气体从水中释出，运移到合适的圈闭中聚集成藏。 4、天然气水溶状态的析出条件 地下水向上流动，使压力降低 地壳运动使含水层抬升，使含水层压力降低 地下水区域泻水面下降 温度下降 水的矿化度增大 四、地下水动力与天然气运移和聚集 水动力是油气运移的重要动力，对天然气藏的保存破坏也有影响 盆地水动力类型及其演化 水动力对油气运聚的作用 盆地水动力演化阶段与类型划分 区域重力流与局部重力流 构造运动导致盆地水流类型的转变 水动力大小对油气聚集位置的改变 根据水文地质条件和水地球化学研究油气藏的保存条件 水交流停滞带，封闭性好 工业气藏多分布于沉积水承压系统控制的区域（异常高压区） 渗入水承压系统内，矿化度低，水溶解度高，淋滤交替作用剧烈（气藏易被破坏） 矿化度高，Cl-、Na+、K+、Ca2+、Ba2+富集，HCO3-、SO42-低，封闭性好；C1-C4有机酸浓度高；H、C、O同位素特征不同于地表水（渗入水）。 五、天然气运聚时期的确定 概述 油气水包裹