油氣運移

石油和天然氣在地殼中的移動。油、氣在生油層中生成時，呈分散狀態分佈，經運移后才在儲集層中聚集形成油氣 藏。油氣藏遭破壞后，也可能由於油氣的運移而形成次 生油氣藏，或由於油氣沿裂縫、孔隙滲出或隨地下水流至地表（見油氣顯示）。油氣運移研究的主要內容包括運移的相態、動力、方向和時期等問題，了解這些問題對找油有重要意義。通常根據油氣運移的方式、動力等將整個油氣運移過程分為初次運移和二次運移兩個階段。

石油和天然氣在生油層中向鄰近儲集層的運移，為運移的第一階段，稱初次運移。生油層中的有機質處於分散狀態，呈微粒狀分佈在岩石顆粒之間，或為薄膜狀吸附在顆粒表面。所以剛形成的油和氣也是分散於原始母質之中。通常認為，油氣初次運移的主要動力是地層靜壓力、地層被深埋所產生的熱力以及粘土礦物的脫水作用。發生初次運移的主要時期為晚期生油階段，與之相應的為晚期壓實階段（相應深度為1500～3000米）。初次運移的狀態主要為水溶。碳酸鹽岩生油層中油氣的運移，可能以氣溶為主。

20世紀60年代乾酪根熱降解晚期生油理論確立后，給初次運移帶來兩個嚴重的問題：一是生烴岩層成熟時一般已進入壓實晚期，此時正常壓實泥岩的孔隙很小，其視直徑約為5～10毫微米，如再減去孔隙兩邊的吸附水層的厚度，與烴類分子的大小相差無幾，油氣如何從泥質岩層中運移出來；二是在親水介質如此小的孔隙中，毛細管壓力差約為6×10帕，油氣如何克服這一阻力而運移。大多數學者認為生烴岩層中的異常高壓力是排烴的主要動力。生烴岩層中的異常高壓力主要由6個方面造成：①泥質沉積欠壓實作用;②水熱增壓作用；③滲透壓力的作用；④粘土脫水作用；⑤岩石的膠結和重結晶作用；⑥烴類的生成作用等。儘管如此，人們對初次運移仍存在著很多困惑不解的問題。

圍繞著上述問題，人們提出了各種有關初次運移機理的假說。最著名的有L.C.普賴斯(1976)的水溶液運移假說；E.G.貝克(1967)、R.J.科德爾(1973)的膠束溶液運移假說；E.E.布雷(1980)的甲烷、二氧化碳氣體容載運移假說；P.A.迪基(1975)、真柄欽次（即K.馬格拉，1977）的連續油相運移假說；C.巴克(1978)的孔隙中心網路運移假說；C.D.麥考利夫(1978)的乾酪根網路運移假說;D.萊塔蘇爾(1982)的氣相擴散運移假說;S.尼格利亞(1979)的氣相溶液運移假說；B.P.蒂索(1978)、H.D.赫德伯格(1980)的微裂隙運移假說。概括起來可以分為水相運移和油（氣）相運移兩大類。

水相運移的特點是以水為載體，在親水介質中不受毛細管阻力的限制是最省功的運移方式。但有兩方面的問題：①不能滿足物質平衡計算的要求，例如洛杉磯盆地現已發現的石油如果都是水相運移的結果，則要求油在水中的溶解度要達到100000～150000ppm(10～15％)，然而即使在200℃以上原油的實際溶解度也不過幾十個ppm;②石油聚集的成分與易溶於水的成分不匹配，芳烴比烷烴易溶於水，然而在聚集的石油中芳烴卻不多。多數人認為，水相運移不是石油初次運移的主要方式。但是，天然氣在水中的溶解度很大，水相運移可能是天然氣運移的主要方式。

油(氣)相運移在數量上和效率上可以滿足當今發現的油氣聚集。生油岩孔隙的顯微觀察也證明有遊離相態的烴類存在。但也遇到難於解決的問題：①油氣在親水介質中運移如何克服巨大的毛細管阻力；②在雙相（或多相）的流動中，石油如何達到臨界運移飽和度。臨界運移飽和度在砂岩中為20～30％，在泥岩中目前尚無測定，在生油泥岩中，可降到10％，甚至1％。

在各種初次運移的機理中，比較流行的是微裂隙運移。А.Н.斯納爾斯基(1963)認為，當地層壓力超過靜水壓力1.42～2.5倍時，岩石就要產生破裂。蒂索和D.H.韋爾特(1978)把岩石破裂與排烴作用聯繫起來，認為生油岩層在異常高壓力作用下可以產生微裂隙，使具高壓的孔隙流體(包括烴類)得到釋放，壓力降低后微裂隙關閉，這樣就形成周而復始的間歇性排烴。赫德伯格(1980)進一步強調了甲烷等氣體在產生微裂隙和間歇性排烴方面的作用。但是到目前為止，還沒有一種機理能夠解決所有的矛盾而適用於各種地質情況。看來不同情況下有不同的模式也許就是客觀真實的反映。

初次運移的時期，一般認為是在油氣大量生成或稍後的時期，通常的深度是在1500～3500米之間。油氣最重要的初次運移時期在晚期壓實階段，與晚期生油階段相對應。真柄欽次等（1977）在加拿大、日本和奈及利亞等地，利用烴類中的碳與總有機碳的比值變化來確定運移期。一般該比值有隨埋深增加的趨勢，其中比值突然減少的異常段, 被認為是初次運移的深度（或時期）。除此之外，類異戊二烯烴／正烷烴比值等也可以作為指示運移發生深度的標誌。

關於初次運移的距離，蒂索和R.佩列特(1971)根據阿爾及利亞泥盆系生油頁岩的研究，發現只在靠近儲集層14米範圍內烴類和非烴含量才有變化，因而推測生油岩中只有距儲集岩上下共28米距離內的烴才能運移出來，也就是生油岩的有效厚度為28米。這一數值是來自對某一生油頁岩的研究。如果生油岩中有許多砂岩夾層或生油岩中發育裂縫，則將大大增加排烴的有效厚度。

油氣進入儲集層后的一切運移稱二次運移。它是油氣運移的第二階段，是初次運移的繼續。二次運移包括：油氣在儲集層內部的運移；沿斷層、不整合面等通道進入另一儲集層的運移；已形成的油氣聚集在條件變化時所引起的再次運移。

二次運移的動力主要是水力、浮力和毛細管力，運移狀態主要為遊離相態。油氣在二次運移中的主要通道有儲集層的孔隙、裂縫、斷層、不整合面。

油氣運移的主要方向和距離一方面取決於可滲透性地層的產狀；一方面取決於地層水動力和浮力的大小和方向。顯然，這些因素是由區域構造背景決定的。