程付啟 宋國奇 王永詩 劉雅利

(1.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院 山東東營 257015; 2.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司 山東東營 257001)

地層溫度對油氣運(yùn)、聚影響的系統(tǒng)分析①

程付啟1宋國奇2王永詩1劉雅利1

(1.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院 山東東營 257015; 2.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司 山東東營 257001)

地層溫、壓是油氣成藏環(huán)境的能量參數(shù),影響著油氣從生成、運(yùn)聚、調(diào)整,直至逸散的整個過程。前人研究多注重溫度對油氣生成、壓力對油氣運(yùn)移的控制作用,對溫度在油氣運(yùn)移、聚集中的作用還沒有系統(tǒng)的研究。作者通過對油氣運(yùn)移、聚集過程中所發(fā)生的物理、化學(xué)及物理化學(xué)作用分析,明確了地層溫度在其中所起的作用。對油氣運(yùn)移,一方面,地層溫度非均勻變化引起的熱應(yīng)力,可以直接為油氣運(yùn)移提供驅(qū)動力;另一方面,地層溫度通過改變分子粘度、表面張力、溶解度等物性參數(shù)影響油氣運(yùn)移能力。對于油氣聚集,地層溫度(和地層壓力等)不僅影響和制約油氣的分布位置,還通過控制有機(jī)質(zhì)演化進(jìn)程、影響烴類流體相態(tài)分異,來影響油氣的聚集特征。最后還對地層溫度控藏中存在的問題進(jìn)行了探討,認(rèn)為地層溫度與地層壓力、構(gòu)造應(yīng)力等因素存在一定內(nèi)在聯(lián)系并共同控制油氣成藏,在分析地層溫度對各成藏階段的影響時應(yīng)恢復(fù)相應(yīng)時期的地溫場。

地層溫度 影響油氣運(yùn)移 聚集特征

0 引言

油氣成藏的各個階段均在一定的地層溫、壓條件下完成。作為油氣成藏環(huán)境的能量參數(shù),地層溫、壓對油氣生成、運(yùn)移、聚集及保存等各個過程產(chǎn)生影響,并在很大程度上決定了油氣的分布位置和富集狀況[1～4]。因此,正確認(rèn)識溫、壓條件對成藏過程的影響,是揭示油氣成藏機(jī)制、準(zhǔn)確預(yù)測油氣分布的基礎(chǔ)。但是,目前對溫、壓控藏作用的認(rèn)識,多限于溫度對成烴、壓力對運(yùn)移的影響,對溫度在油氣運(yùn)移、聚集中的作用還沒有系統(tǒng)的研究。那么,油氣運(yùn)移、聚集是否也受溫度的影響?其影響方式及作用機(jī)制是什么?本文通過對相關(guān)文獻(xiàn)的調(diào)研,綜述了油氣運(yùn)、聚過程中發(fā)生的各種物理、化學(xué)及物理化學(xué)作用,結(jié)合前人的相關(guān)研究成果,系統(tǒng)分析了地層溫度對油氣運(yùn)、聚的影響。

1 對油氣運(yùn)移的影響

剩余地層壓力是油氣運(yùn)移的重要動力,是決定油氣運(yùn)移方向、運(yùn)移距離等的重要因素之一[5,6]。那么,作為熱能量度的地層溫度,在油氣運(yùn)移中的作用如何?筆者認(rèn)為,溫度不僅能夠直接影響甚至產(chǎn)生油氣運(yùn)移的動力條件,還可通過影響流體物性而改變油氣運(yùn)移的速率與規(guī)模,輔助剩余壓力驅(qū)動油氣成藏。

1.1 提供運(yùn)移能量

從能量的角度上講,自然界中任何物質(zhì)的運(yùn)動都是一個能量逐漸降低、系統(tǒng)趨于穩(wěn)定的過程[7],這也是油氣總是從高勢區(qū)向低勢區(qū)運(yùn)移的原因。地層溫度作為成藏環(huán)境中熱能指標(biāo),其高低與熱能大小密切相關(guān),高溫區(qū)油氣往往具有較高的能量,在相同壓力條件下分子活動速率高、系統(tǒng)穩(wěn)定性差,具有向低溫區(qū)(低能區(qū))逸散的趨勢。根據(jù)邱楠生等[8]的溫差驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果,油氣運(yùn)移速度、運(yùn)移距離和運(yùn)移量與溫度差和運(yùn)移時間有關(guān),而在某一溫度差下,油氣運(yùn)移的最遠(yuǎn)距離恒定,與地層壓力驅(qū)油特征相似。

不僅如此,當(dāng)物體溫度變化不均時,其內(nèi)部將產(chǎn)生熱應(yīng)力[9]。在高地?zé)岱€(wěn)定性盆地、構(gòu)造應(yīng)力作用較弱時,熱應(yīng)力將成為油氣運(yùn)移的主要動力。根據(jù)李志安等的研究,大慶長垣及鄰區(qū)凹陷內(nèi)(古龍、三肇、黑魚泡等凹陷)葡萄花油層油氣運(yùn)移方向基本與該層熱應(yīng)力矢量一致,反映了熱應(yīng)力在地溫梯度帶對油氣運(yùn)移的控制作用[10]。這是地層溫度提供油氣運(yùn)移動力、控制油氣運(yùn)移的實(shí)例。此外,封閉盆地中的高溫增壓作用,也是熱力提供油氣運(yùn)移能量的重要方式[11]。

由此可見,地溫分布不均時,油氣能夠在溫度(能量)差及熱應(yīng)力的驅(qū)動下直接發(fā)生運(yùn)移。此外,地層溫度還通過影響地層壓力,并與之一起影響油氣運(yùn)移。例如,在封閉環(huán)境下,高溫增壓作用產(chǎn)生的異常壓力,不僅為油氣初次運(yùn)移提供足夠的動力,還控制了油氣二次運(yùn)移的方向和效率。由于深部地殼結(jié)構(gòu)、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造及巖石間熱參數(shù)的差異,盆地在縱、橫向上必將存在地溫變化差異[10,12],而封閉環(huán)境下高溫增壓作用也十分普遍。因此,溫度驅(qū)動油氣運(yùn)移的現(xiàn)象也必然普遍存在,應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。

1.2 影響運(yùn)移能力

油氣運(yùn)移能力的高低可以用運(yùn)移速率(單位時間運(yùn)移的距離)和運(yùn)移效率(單位時間運(yùn)移量)來表征。根據(jù)現(xiàn)有的認(rèn)識,游離、水溶和擴(kuò)散是油氣運(yùn)移的主要相態(tài)[13],三種相態(tài)下油氣運(yùn)移能力分別受油氣運(yùn)移動力-阻力關(guān)系、油氣溶解能力與擴(kuò)散速率的控制,地層溫度通過改變油氣的各種物性參數(shù),從而影響其運(yùn)移能力。

1.2.1 游離相運(yùn)移

根據(jù)前人研究,游離相是油氣、特別是石油運(yùn)移的主要相態(tài)[14～16],運(yùn)移動力主要包括剩余壓力、浮力、水動力和構(gòu)造應(yīng)力等,阻力主要有毛細(xì)管力、吸附力、粘滯阻力等[17]。在運(yùn)移動力、時間和源巖供烴能力一定的情況下,阻力越小則運(yùn)移速率越高、運(yùn)移距離越遠(yuǎn)、運(yùn)移規(guī)模越大,溫度主要通過改變運(yùn)移阻力大小影響油氣運(yùn)移。

(1)對毛細(xì)管阻力的影響

毛細(xì)管阻力是游離態(tài)油氣在孔隙介質(zhì)中運(yùn)移的主要阻力,其大小與油水界面張力、孔隙半徑及潤濕角有關(guān)。當(dāng)油氣在由大小不同的毛細(xì)管組成的空間中運(yùn)移時,所受到的阻力為連續(xù)油氣兩端的毛細(xì)管壓力差[13]:

式中Pc為毛管壓力,Pa;σ為界面張力,N/m;rt和rp分別為巖石喉道和巖石孔隙半徑,m。

從上式可知,在巖石孔隙結(jié)構(gòu)確定的情況下,毛細(xì)管阻力的大小僅與油-水或氣-水界面張力有關(guān)。而界面張力的大小除與流體成分有關(guān)外,一般具有隨溫度升高而降低的規(guī)律。根據(jù)Schowalter[18]等的研究,油-水界面張力隨溫度升高而降低的梯度為1.8 X10-4N/(m。℃),氣-水界面張力降低的梯度為1.8 X10-4～1.8 X 10-3N/(m。℃)。因而,溫度通過改變油-水、氣-水界面張力,從而改變毛細(xì)管阻力,并進(jìn)而影響油氣運(yùn)移速率與規(guī)模。溫度越高,油-水、氣-水界面張力越小,毛細(xì)管阻力也越小,油氣運(yùn)移速率越高,相同的時間和供烴條件下油氣運(yùn)移越遠(yuǎn);反之亦然。

(2)對吸附力的影響

吸附是在范德華力和靜電引力的作用下流體分子附著在固體表面上的現(xiàn)象。吸附作用往往使油氣在源巖或運(yùn)載層中滯留,降低運(yùn)移通道的有效截面及孔喉半徑,使運(yùn)移難度增加。油氣在地下巖石孔隙中運(yùn)移時,所受吸附力(量)的大小與巖石結(jié)構(gòu)、骨架顆粒礦物組成、流體成分等有關(guān)[7]。當(dāng)巖石類型、流體性質(zhì)等確定時,吸附力的大小則主要受溫度的影響,通常表現(xiàn)為溫度升高吸附力(量)降低[19]。

(3)對粘滯阻力的影響

油氣在地下巖石孔隙中流動時,除受毛管壓力、礦物吸附等外部阻力的制約外,還受其內(nèi)部摩擦力,即粘滯阻力的影響。油氣在孔隙中流動時,其內(nèi)摩擦力的大小可用粘滯力來衡量,粘滯力越大則粘滯阻力越大,油氣越難運(yùn)移;反之亦然。流體粘滯力大小取決于孔隙結(jié)構(gòu)、流體流動速度及流體粘度,后者均與溫度存在良好的相關(guān)關(guān)系。對于石油來說,溫度升高則粘度下降,運(yùn)移速度增加。圖1所示是勝利油田某井原油粘-溫關(guān)系,表明原油粘度隨溫度的增加呈幾何梯度降低;反之,溫度降低粘度則迅速增加,導(dǎo)致運(yùn)移能力下降。以東營凹陷為例,原油粘度向南部斜坡逐漸升高,其運(yùn)移能力逐漸下降,并在草橋附近成為油氣封堵的重要機(jī)制。

圖1 勝利油田某井原油粘-溫曲線Fig.1 Viscosity-temperature curve of a well in Shengli oilfield

1.2.2 水溶相運(yùn)移

Admas早在上世紀(jì)初期就已提出了水溶相運(yùn)移的觀點(diǎn),并逐漸被中外石油地質(zhì)家接受[16,20,21]。制約水溶相運(yùn)移能力的關(guān)鍵因素是油氣溶解度大小,在地層水運(yùn)移量確定的情況下,溶解度越大則溶解運(yùn)移能力越強(qiáng),反之則越低。根據(jù)Price的研究[20,21],溫度從25℃升高到150℃時,石油在水中的溶解度可以增加400倍;而天然氣的溶解度在<80℃時隨溫度升高而降低,>80℃則隨溫度升高而增加。根據(jù)付曉泰等[22]的計(jì)算,42 MPa壓力下,CH4在礦化度58.5 g/L水中的溶解度可從104.44℃時的3.406 m3/m3增加到137.78℃的4.221 m3/m3。

在一定條件下,石油(天然氣)還可以氣溶相(油溶相)運(yùn)移,其溶解度也同樣受溫度的影響。因此,地層溫度通過改變油氣溶解度,影響油氣溶解相運(yùn)移能力。運(yùn)移路徑上溫度的變化往往是溶解油氣,特別是溶解天然氣,析出成藏的重要原因。例如,柴達(dá)木盆地三湖坳陷澀北一、二號生物氣田形成機(jī)制之一,是溶解態(tài)的生物氣,隨地層水運(yùn)移至澀北構(gòu)造后,因溶解度降低而析出成藏[23]。

1.2.3 擴(kuò)散相運(yùn)移

擴(kuò)散是由物理量差異引起的促使物理量平均化的物質(zhì)遷移現(xiàn)象,包括由濃度差引起的分子擴(kuò)散,由溫度差引起的熱擴(kuò)散,及外力(壓力、電磁場等)引起的強(qiáng)制擴(kuò)散等[16]。由于源、儲之間,儲、蓋之間或輸導(dǎo)路徑上總存在濃度、溫度及外力差異,因此擴(kuò)散運(yùn)移是最普遍的油氣運(yùn)移方式,對天然氣運(yùn)移具有重要意義[24,25]。

根據(jù)熱擴(kuò)散定義,溫度差的存在是物質(zhì)熱擴(kuò)散前提[9]。不難理解,溫度差越大則油氣擴(kuò)散運(yùn)移能力越大。此外,溫度還通過影響擴(kuò)散系數(shù)改變分子擴(kuò)散效率。由Fick定律:

式中:K為波爾茲曼常數(shù),g.cm2/s2.;T為擴(kuò)散系統(tǒng)的溫度,K;r為氣體的分子半經(jīng),cm;μ為介質(zhì)的粘度系數(shù)。

由計(jì)算公式可知,擴(kuò)散系數(shù)與系統(tǒng)溫度成正比。系統(tǒng)溫度越大,分子活動性越強(qiáng),其運(yùn)移速率越大。

綜上所述,溫度作為熱能的量度,通過改變油氣物理參數(shù)可以明顯影響其運(yùn)移速率。因此,對勘探程度較低的地溫變化區(qū),查明地溫場的分布及變化規(guī)律,對于預(yù)測油氣的形成與分布,勘察油氣聚集區(qū),具有十分重要的意義。

2 對油氣聚集特征的控制

聚集特征是指油氣通過運(yùn)移、匯集而大量滯留的運(yùn)移動力-阻力平衡部位及其聚集的狀態(tài),也受地層溫度條件的控制。

2.1 對油氣聚集部位的控制

油氣在盆地中的聚集部位是源巖條件、輸導(dǎo)體系、儲層分布、圈閉發(fā)育,以及運(yùn)移、保存過程等多種成藏要素和成藏過程綜合作用的結(jié)果。而所有成藏要素的發(fā)育與成藏過程的發(fā)生均在一定的地層溫度下進(jìn)行,并受地溫環(huán)境的影響。例如,源巖演化速率與成烴特征與地層溫度存在函數(shù)關(guān)系[27～29],運(yùn)移路徑的有效性也受地溫條件的影響[30],儲層次生孔隙往往在一定的溫度下發(fā)育[31],油氣運(yùn)移方向、速率、規(guī)模及保存過程也受地溫的控制[1,32]。地層溫度通過制約成藏要素與成藏過程,影響油氣的聚集部位。油氣往往在一定的溫度區(qū)間內(nèi)分布和富集,這已在多個盆地勘探實(shí)踐中得到證實(shí)。例如,準(zhǔn)噶爾盆地油氣主要聚集在相對低能的地溫系統(tǒng)內(nèi)[3],柴西地區(qū)油氣主要低能地溫系統(tǒng)區(qū)[4]。其他如酒東盆地營爾凹陷、銀額盆地查干凹陷等,油氣分布與地層溫度存在一定關(guān)系[33,34]。

值得注意的是,地層溫度往往與地層壓力聯(lián)合控制油氣分布。肖煥欽等曾提出利用地溫異常值(某層測溫點(diǎn)實(shí)測井溫與相同深度處全區(qū)平均地溫之差)與壓力系數(shù)來劃分溫壓區(qū)的方法,并明確了東營凹陷油氣富集的溫壓環(huán)境[35]。作者利用該方法對沾化凹陷多個剖面的溫壓區(qū)進(jìn)行了劃分,通過與油氣聚集情況對比,發(fā)現(xiàn)油氣均聚集在特定的溫壓區(qū)。以墾斜627-義107剖面為例(圖2),油氣主要在常、低溫區(qū)(地溫異常值<-4℃)-高壓(壓力系數(shù)>1.2)過渡區(qū)富集,如義65-義123井區(qū)沙三中、上亞段,含油高度最大超過150 m;在遠(yuǎn)離壓力中心的高溫(地溫異常值>4℃)-常、低壓區(qū)(壓力系數(shù)<1.2)也可以聚集油氣,只是富集程度降低,表現(xiàn)為含油高度從內(nèi)向外逐漸降低。

分析認(rèn)為,油氣的這種分布狀態(tài),反映了地層溫、壓對油氣成藏的共同控制作用,即剩余壓力是油氣成藏的主控因素,決定了油氣運(yùn)移的方向和距離;地層溫度通過改變地層中油氣水的物性制約著的流體的活動能力,兩者合適配置的低溫-高壓區(qū)(油氣惰性強(qiáng)但動力足)、高溫-中低壓區(qū)(油氣活性強(qiáng)而驅(qū)動力弱)是油氣聚集的有利部位。

圖2 沾化凹陷渤南洼陷墾斜627-義107油氣與溫壓分布剖面圖Fig.2 Oil-gas and geo-temperature-pressure section crossing Kenxie627-Yi107 wells in Bonan sub-sag,Zhanhua Sag

2.2 對油氣聚集相態(tài)的影響

一個盆地甚至同一凹陷,常常發(fā)育多種相態(tài)的油氣藏,例如濟(jì)陽坳陷既存在稠油藏、正常油藏、凝析油藏,也發(fā)育濕氣及干氣藏。油氣聚集相態(tài)的確定,是部署開發(fā)方案的重要依據(jù),直接影響著油氣資源的開發(fā)效率及所取得的經(jīng)濟(jì)效益[36]。根據(jù)前人研究,油氣聚集相態(tài)由其生成相態(tài),及生成后相態(tài)分異兩方面決定[37～39]。油氣生成相態(tài)及生成后相態(tài)分異均受地層溫度影響。

2.2.1 對生成相態(tài)的影響

從生成過程上來講,烴類相態(tài)與有機(jī)質(zhì)類型及其演化階段有關(guān)[38],其中有機(jī)質(zhì)演化階段是主控因素。根據(jù)經(jīng)典的生烴模式,有機(jī)質(zhì)成熟度(Ro%)<0.5%主要生成生物氣;正常原油生成于Ro為0.5%～ 1.35%之間,Ro>1.35%進(jìn)入凝析油和濕氣階段,Ro>2.0%則進(jìn)入生成干氣階段[21,40,41]。由于有機(jī)質(zhì)成熟度是地層溫度的函數(shù)。因此,地層溫度通過影響有機(jī)質(zhì)演化進(jìn)程,控制了油氣的生成相態(tài)。

溫度對油氣生成相態(tài)的影響,在實(shí)際剖面中往往表現(xiàn)為不同埋藏深度,油、氣藏類型,以及油藏中天然氣賦存狀態(tài)的差異。以油氣富集的沾化凹陷為例,受地層埋深、溫度變化的控制,烴源巖在溫度<200℃(埋深<5 000 m)的深度段,主要生成液態(tài)烴(含不同賦存狀態(tài)的天然氣),從目前勘探情況來看,除淺部(溫度<70℃、埋深<1 500 m)存在生物降解氣藏之外,發(fā)現(xiàn)的也主要為油藏;而在溫度>200℃(埋深>5 000 m、Ro>2.0%)的深層,烴源巖進(jìn)入生成干氣階段,目前發(fā)現(xiàn)的也主要是天然氣藏,如渤深5氣藏。

2.2.2 對相態(tài)分異的影響

除生成過程之外,油氣聚集的相態(tài)還與運(yùn)移過程中的相態(tài)分異、儲集環(huán)境以及油氣保存條件等有關(guān)[42]。其中地層溫度是儲集環(huán)境的重要因素之一(能量因素還有地層壓力)。根據(jù)流體相態(tài)方程,當(dāng)流體組成與地層壓力確定,地層溫度變化會改變地下流體的相態(tài)[43],這常常是次生凝析油氣藏形成的原因[37,44,45].ngland等[46,47]曾通過大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),研究了地層溫度和壓力條件對地下液態(tài)烴“氣油比” (GOR)、氣態(tài)烴“凝析油氣比”(CGR)的影響,并回歸了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式,顯示了地層溫、壓對油氣運(yùn)移相態(tài)的影響。

地層溫度除直接決定氣液比之外,還可以改變不同相態(tài)烴或同相態(tài)烴不同組分的運(yùn)移速率,從而引起油氣運(yùn)移過程中的相態(tài)分異,這一影響作用常常導(dǎo)致含油氣系統(tǒng)內(nèi)不同相態(tài)流體,或不同密度、不同粘度流體從源到藏的規(guī)律性分布。這是因?yàn)椴煌鄳B(tài)烴或同相態(tài)烴中的不同組分,在運(yùn)移過程中吸附程度、溶解度或擴(kuò)散效率受溫度變化影響的程度不同,從而導(dǎo)致烴類流體相態(tài)的分異。以渤南洼陷沙四上亞段羅9-義172剖面為例,原油物性從生烴中心向南部緩坡規(guī)律性變化,其密度從義172井的0.810 g/cm3增加到羅9井的1.081 g/cm3,動力粘度由2.17 MPa.s升高到12 886 MPa.s;相應(yīng)的地層溫度也從義172井的148℃降低到羅9井93℃(圖3)。渤南洼陷原油物性的這種規(guī)律性變化,即是運(yùn)移分異作用的結(jié)果,而地層溫度的變化應(yīng)是導(dǎo)致原油相態(tài)分異的重要因素。

圖3 渤南洼陷沙四上亞段油氣相態(tài)與地層溫度變化特征Fig.3 Change characteristic of oil-gas phases and geotemperature of Es4s in Bonan sag

此外,保存條件也是決定油氣聚集相態(tài)的重要因素,如在蓋層封閉性稍差的地區(qū),天然氣和輕烴組分大量散失,只有重質(zhì)組分相對富集,可形成殘余油藏[48]。除此之外,藏內(nèi)發(fā)生的一些物理化學(xué)作用,如微生物降解、高溫裂解、TRS反應(yīng)等,也常常是油氣聚集相態(tài)變化的重要原因[49～52]。油氣從藏內(nèi)向外散失的過程是油氣運(yùn)移的特殊方式,其方式和機(jī)理均與運(yùn)移成藏相似,油氣散失速率及分異同樣受地層溫度的影響。此外,微生物降解、高溫裂解、TRS等物理化學(xué)反應(yīng)均遵循反應(yīng)動力學(xué)定律,反應(yīng)速率是系統(tǒng)溫度的函數(shù)。由此可見,地層溫度通過影響油氣逸散速率及相關(guān)物理化學(xué)過程,影響著藏內(nèi)油氣的相態(tài)分異。

3 結(jié)語

作為油氣成藏的環(huán)境能力參數(shù),地層溫度從多個方面影響油氣的運(yùn)、聚特征。對于油氣運(yùn)移,一方面,地層溫度非均勻變化引起的熱應(yīng)力,可以直接為油氣運(yùn)移提供驅(qū)動力;另一方面可以通過改變分子粘度、表面張力、溶解度等物性參數(shù)來影響油氣運(yùn)移能力。對于油氣聚集,地層溫度(和地層壓力)不僅影響和制約油氣的分布位置,還通過控制有機(jī)質(zhì)演化進(jìn)程、影響烴類流體相態(tài)分異,來影響油氣的聚集。

值得注意的是,地層溫度只是油氣成藏的熱能環(huán)境量度,并非影響油氣運(yùn)、聚的單一因素,它和地層壓力、構(gòu)造應(yīng)力等因素聯(lián)合影響油氣的運(yùn)移過程和聚集特征。事實(shí)上,作為油氣成藏的環(huán)境因素,地層溫度與地層壓力、構(gòu)造應(yīng)力存在一定的內(nèi)在聯(lián)系,并共同控制著油氣生成、運(yùn)移、聚集及保存過程,進(jìn)而決定油氣藏現(xiàn)今的分布狀況。此外,由于油氣成藏多發(fā)生在一定的地質(zhì)時期,在分析地層溫度對各成藏階段的影響時,首先要利用包裹體分析、盆地模擬等方法,恢復(fù)地質(zhì)時期的地溫場。

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Systematic Analysis of Geotemperature Influencing on M igration and Accumulation of Oil-Gas Fluids

CHENG Fu-qi1SONG Guo-qi2WANG Yong-shi1LIU Ya-li1
(1.Research Institute of Geological Sciences of Shengli Oil Field,SINOPEC,Dongying Shandong 257015; 2 Shengli Oilfield Com pany of SINOPEC,Dongying,Shandong 257001)

As pool-forming energy parameters,geo-temperature and pressure influence the whole process from oil-gas generating,migrating and accumulating to dissipating.The controllingmechanisms of geo-temperature on oil-gas generated and geo-pressure onmigrating have been investigated,while influences of geo-temperature on oil-gasmigrating and accumulating have not been considered sufficiently.In order to uncover geo-temperature influence on migrating and accumulating of oil and gas,physical,chemical and physical chemicalmechanisms during oil-gasmigrating and accumulating have been investigated systemically.After these investigating and analyzing,a conclusion that each reservoiring processes of oil and gas are influenced by geo-temperature has been gained.

There are two types of influencing mechanisms of geo-temperature on oil-gas migrating.Proving dynamic and driving oil and gas directly is the firstmechanism.Inhomogeneous distribution of geo-temperature could provide heatstress which drives oil and gasmigrating directly.According to the heat stress theory,if temperature differences exist among different parties of a same body,heat stress would appear immediately.As giant geological bodies,stratums not for a moment have homogeneous temperature.Those eternal temperature differences imply timeless heat stress which has been and will be driving oil and gasmigrating from higher temperature area to lower temperature area.The inference that temperature could drive oil and gas has been testified by Qiu Nansheng's experiment,in which the phenomenon of oilmigrating from the higher temperature end of tube to the lower end was observed。

In oil-gasmigrating process,geo-heat could not only provide power for oil-gasmigrating,but also controlmigrating efficiency by changing some physical parameters,such as sorption,diffusivity and solubility.According to present relative achievements about accumulation of oil and gas,geo-temperature not only partly influences accumulating location of oil and gas,but alsomainly controls oil and gas's accumulating phases.Where oil and gaswill accumulate in is determined by many factors,such as source rock,reservoir,capping,migrating process,preserved process, etc.However,these factors are more or less influenced by geo-temperature.Based on phase of reservoired oil and gas,reservoirs could be classified into heavy oil reservoir,normal oil reservoir,condense oil reservoir,oil-gas reservoir and gas reservoir.Phase of reservoired oil and gas is determined by their primordial phase and subsequent change.Geo-temperature is one of the two primary factors that determine primordial phase of oil and gas(another factor is the organic materials type of source rock).ccording to present data gain from experiments and experiences,reflection of vitrinite(Ro%),the directly decisive parameter of primordial phase of oil and gas,is a function of geo-temperature.In Zhanhua sag,when geo-temperature is under 100℃ (Ro<0.5%),the source rock in E sgenerates biogas only.From 100℃ to 175℃(Rois from 0.5%to 1.35%),routine oil is themain produce.When geo-temperature increase to 175℃(Ro>1.35%),produce of the source rock is condensable oil containing with wet gas.When geo-temperature is above 200℃(Ro>2.0%),produce of the source rock will be dry gas only。

In summary,in accumulating,distributing situation and accumulating phase of oil and gas are influenced by geotemperature(associating with pressure).wo facts are noteworthy,the first one is that geo-temperature is not only, but one ofmany factorswhich control reservoiring processes of oil and gas.According to the authors,geo-temperature has inherent relationshipswith geo-pressure and tectonic stress,and the three factors always control oil and gasmigrating and accumulating cooperatively.Another one is that the oil and gas reservoirs we are looking for all reservoired during geological time.It is the paleo-geo-temperature that influenced oil and gas's migrating and accumulating process.So paleo-geo-temperature should be estimated before analyzing influences of geo-temperature on oil-gasmigrating and accumulating。

geo-temperature;influence;oil and gasmigrating;oil and gas accumulating

程付啟 男 1978年出生 高級工程師 石油地質(zhì)學(xué) E-mail:chengfq9804@yahoo.com.cn

TE122.1+2

A

1000-0550(2012)04-0747-08

①中國博士后科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:20090451345)項(xiàng)目,國家專項(xiàng)“渤海灣盆地南部精細(xì)勘探關(guān)鍵技術(shù)”(編號:2008ZX05006)資助。

2011-02-05;收修改稿日期:2012-03-06