天然气二次运移组分变化机理研究.pdf

第 3 2 卷第 6 期 2 0 1 0年 1 2月 石 油 察 籀 弛 属 PETR0LEUM GEoLoGY EXPERI M ENT Vo1 ．3 2， No ． 6 De c ．， 2 01 0 文章 编 号 1 0 0 1 6 1 1 2 2 0 1 0 0 6 0 5 7 8 0 5 天然 气 二次 弋一从 姜 林 ， 薄冬梅 运移组分变化机理研 究 ，柳少波 ， 洪 峰 ， 郑永平 蔡 冰 1 ． 中国石油勘 探开发研 究院 ， 北京 1 0 0 0 8 3 ； 2 ． 中国石油天然气集团公 司 盆地 构造 与油气成 藏重 点实验室 ， 北京 1 0 0 0 8 3 ；3 ． 中国石油天然气集 团公 司 提高石油采 收率 国家重点实验室 ， 北 京 1 0 0 0 8 3 摘要 天然气 的烃类组成并不单一 ， 但成藏天然气一般以甲烷为主， 除了与烃源岩母 质类 型及其演化有关 以外 ， 二次运 移也是一 个重要的作用 因素 。通过天然气二次运移物理模拟实验 ， 研究了天然气二次运移特 征， 注意到天然气二次 运移是一种 断续流运 移， 主要包括 2种基本运移方式活塞流和优势流 ， 两者交替就形成 了天然气的断续 流运移 ； 结合有机质热演化 生烃过程以及 气、 水、 岩的相互关系分析 ， 探讨了天然气二次运移过程 中组分变化的机理 ， 认为二次运 移会 导致成藏天然 气组分 中甲烷 含量增 高， 其主要原因包括二次运移过程 中的组分分异作用， 断续流运移导致重组分在 岩石孔 隙中的封闭滞留作用 ， 以及二次运 移路 径 上残 留原油的溶解作用。 关键词 活塞流 ； 优势流 ； 断续 流； 天然气 ； 二次运移 中图分类号 T El 2 2 ． 3 文献标识码 A 【 T 【 J DY ON S 】 I 巾lARY ⅣⅡGR r I ON T 、 佃 CHA NI s 僵oF N 瓜 AI GAS J i a n g L i n ’ ，B a o Do n g me i ，Li u S h a o b o ， 。 ，Ho n g Fe n g ，Z h e n g Yo n g p i n g ，Ca i B i n g 1 ． Re s e a r c h I n s t i t u t e o fPe t r o l e u m Exp l o r a t i o n a n d De v e l o p me n t ，Pe t r o C h i n a，Be i j i n g 1 0 0 0 8 3，Ch i a n； 2 ． Ke y La b o r a t o r y o f Ba s i n S t r u c t u r e a n d Pe t r o l e u m Ac c u mu l a t i o n，CNPC，Be i j i n g 1 0 0 0 8 3，C h i a n ； 3 ． S t a t e Ke y La b o r a t o r y o f EO R ， CNPC，Be i j i n g 1 0 0 0 8 3，Ch i a n Ab s t r a c t Na t u r a l g a s i s c o mp o s e d o f s o me k i n d o f l o w mo l e c u l a r h y d r o c a r b o n，b u t t h e a c c u mu l a t e d n a t u r a l g a s i n r e s e r v oi r i s ma i n l y c ompo s e d of m e t ha ne ge ne r a l l y． Th i s p a p e r s t u d i e d t he s e c o nd a r y mi g r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f n a t u r a l g a s b y t h e p h y s i c a l s i mu l a t i o n e x p e r i me n t 。a n d d i s c o v e r e d t h a t t h e s e c o n d a r y m i g r a t i o n o f na t u r a l g a s i s a k i nd of I n t e r mi t t e nt Fl o w whi c h de v e l o pe d f r o m t h e a l t e r n a t i on o f Pl u g Fl o w a nd Pr e f e r e nt i a l Fl o w．The I nt e r m i t t e nt Fl o w of n a t u r a l ga s c a n c a us e he a v i e r hy dr o c a r bo n c a p t ur e d a nd s e a l e d of f i n t o r o c k p or e s wi t h f o r m a t i o n wa t e r ． An d t h e n t h i s p a p e r di s c us s e d c ompo s i t i o n a l t e r n a t i on m e c h a ni s m of n a t u r a l ga s du r i n g s e c on da r y m i gr a t i on ba s e d O n t h e a n a l y s i s of hy dr o c a r bo n f o r m a t i on a nd t h e r e l a t i o ns hi p o f ga s ，wa t e r a nd r o c k ． I t i s r e s ul t e d t ha t t he c ompo s i t i o n d i f f e r e nt i a t i o n i n t he s e c o nd a r y m i g r a t i o n o f na t ur a l ga s ，h e a v i e r hy d r oc a r bo n s c a p t ur e d a nd s e a l e d o f f i n t o r o c k p o r e s c a u s e d t he I n t e r mi t t e nt Fl o w of n a t u r a l g a s a n d t he d i s s o l ut i o n of o i l pr e s e r v e d i n t h e s e c o nd a r y m i g r a t i o n pa t h a r e m a i n r e a s o ns why t h e a c c umul a t e d n a t ur a l g a s i s c ompo s e d o f m uc h m o r e m e t h a ne ． Ke y wo r d s Pl u g Fl o w；P r e f e r e n t i a l Fl o w；I n t e r mi t t e n t Fl o w；n a t u r a l g a s ；s e c o n d a r y mi g r a t i o n 对于天然气成藏来说 ， 烃源岩母质类型及其演 化对成藏天然气的组分有重要 的影响 ， 但有机质热 演化生烃是一个持续发生的过程 ， 从高成熟生凝析 油 气 阶段到过成熟生气阶段也是逐渐变化的过 程口 ] _ ， 因此 即便 是过 成熟 阶段 也 不可 能 仅产 出 甲 烷 尤其是腐泥型有机质 ， 其它重组分气体在过成 熟阶段也必然有一定产出量 。但 目前成藏天然气 组分往往 以甲烷为主， 而且 占绝对优势， 这种表征 似 乎 与事物 发展 的客观 规律 形成 了矛盾 。那 么 ， 究 竟是什么原因导致成藏天然 气干燥系数这么大 从天然气成藏角度来看， 对于联系生排气过程与聚 集成藏过程的二次运移过程 的认识 可能是解决这 个 问题 的重 要 方 向 ] 。天 然 气 二 次运 移 的相 态 主 要包括游离相、 油溶相 、 水溶相和扩散相， 但通常游 离相天然气运移是最主要 的运移方式[ 5 ] 。本文 针对游离相天然气的二次运移过程进行探讨 。 收稿 日期 2 0 1 0 0 4 0 9 ； 修订 日期 2 0 1 0 1 1 一O 9 。 作者简介 姜林 1 9 7 6 ～ ， 男 ， 博士 ， 工程师 ， 从事油气成藏综合研究。E ma i l j i a n g l i n 0 1 p e t r o c h i n a ． c o rn． c n 。 基金项 目 国家重大专项“ 中西部前陆盆地油气成藏与富集规律” 2 0 0 8 Z X 0 5 0 0 3 0 0 2 资助 。 第 6期 姜林 ， 等．天然气二 次运 移组分变化机理研究 5 7 9 1 气 、 水与岩石 的关 系 地层水是与成岩过程密切相关的一种流体 ， 在 沉积岩 石形成过程 中地 层水就充 满了碎 屑颗粒 的粒 间孔隙 ， 占据 了主 导 地 位 ， 因此 地 层 水 属 于 原 生 流 体 。水分子是 具有 一定 极 性 的化 合 物 ， 它 可 以 吸附 在 岩 石 表 面 ， 形 成 与 岩 石 具 有 一 定 作 用 力 的 吸 附 水 ] ， 因此通常孔隙岩石在成岩过程 中就被地层 水润湿 。天然 气作 为有 机 质热 演 化 的产 物 ， 相 对 于 地层水来说 ， 属 于次生流体 。天然气 呈气 态 ， 一 般主 要 由 C 一 C 5 的组分 构成 ， 无极 性 或极 性 很小 ， 分 子 量较 小 、 分子 间相互作 用力很 弱 ， 因此 天然气 不具 备 置换 岩石颗粒 表面吸附水 的能力 。当天然气 进入 水 湿的岩石孔 隙时 ， 只能排 驱 孔 隙 中央 的与 岩石 表 面 没有作 用或作 用力 非 常弱 的地 层水 ， 而 对岩 石 表 面 的吸附水几乎 不能 产生 影 响 ， 也 就是 说 吸 附 了地层 水 的孔 隙岩石表 面很 难再对天 然气产生作 用 。 2 二次运移物理模 拟实验 2 ． 1 宏 观运移 现 象实验 天然气二 次运移宏观 现象实验装 置主要包 括直 玻璃管 长 1 ． 5 5 i n ， 外 径 4 0 mm， 内径 3 3 mm ； 玻璃 微珠若 干 实 验 1 采用 0 ． 8 ～1 ． 0 mm 玻璃珠 充 填玻 璃管 ， 实验 2采 用 0 ． 4 ～ 0 ． 6 mr n玻 璃 珠 充 填 玻 璃 管 ； 混合气一瓶 图 1 。实验 1将 天然气 注 入压 力 调整到 0 ． 0 2 5 MP a ， 观 察 天 然 气 运 移 过 程 的 变 化 。 一_ ， 一 _ - 一 图 1 天然气二 次运 移物理模 拟实验装置示意 Fi g．1 Ske t c h ma p of t he s e c o nda r y mi gr a t i o n s i mul a t i o n de vi c e 阀门 减压阀 气样袋 混合气 气管线 玻璃管 实验 2 将 天然 气 注 入压 力 调 整到 0 ． 0 2 5 MP a ， 观察 天然 气 运 移 过 程 的 变 化 ； 然 后 调 整 注 入 压 力 为 0 ． 1 2 MP a ， 观察 天然 气 运 移 过 程 的变 化 。另 外 ， 为 了便 于观察现 象 ， 事先将模 型 中的饱 和水染成红 色 。 2 ． 1 ． 1 实验现 象 实 验 1开始 后 ， 天然 气 直 接 沿 优 势通 道 运 移 ， 在 玻璃 管 内侧形 成零 星 的 白点 ； 运 移 至 3 0 ～4 0 c m 处 ， 管柱 内侧 的 白点开 始变 得 密 集 ； 运 移 至 6 0 ～7 0 C I T I 以上 ， 白点更 加密 集 ， 并 且 白点 的位置 在频 繁地 变化 图 2 a 。 注 气 后 a实验 1 b ． 实验2 c ． 实验4 图 2 天然气 二次运移物理模拟实验过程 Fi g．2 The e xp e r i me nt a l p r o c e s s of t he s e c o nda r y mi gr a t i o n s i m u l a t i on 5 8 0 石 油 褒 诒 沾 质 第 3 2 卷 实 验 2将 注入压 力调 节到 0 ． 0 2 5 MP a ， 实验 开 始后 ， 天 然气在 管柱 底部 形成 1 5 c m 左右 白点 密集 分 布 的运 移段 ； 其 上 至 管柱 出 口 ， 管 柱 内侧 几 乎 看 不 到 白点 的分 布 。调节 注入 压力 至 0 ． 1 2 MP a 后 ， 管柱底部聚集段 的高度增加至 2 5 c m 以上 ； 其上至 管柱出口， 管柱 内侧有 白点分布但不很密集 ， 而在 7 0 8 0 c m 以上 的 位 置 ， 管柱 内侧 白点 的分 布 位 置 不很 稳定 图 2 b 。 2 ． 1 ． 2 实验过 程 分析 天 然气 在 饱 和水 的玻璃 珠 充 填 的玻 璃管 内运 移的过程 中， 主要受到 3种力的作用 供气驱动力 、 浮力 和 毛细管 力 其 中供气 驱 动 力 和 浮力 是 运 移 的动 力 ， 而毛细 管力 是运 移 的阻力 。当运移 的速 率 小于供气的速率 时， 天然气会形成积聚； 当运移的 速率 大 于供气 速率 时 ， 天 然气会 沿优 势通道 运移 。 实验 1 充填 的玻 璃珠 粒径 比较 大 ， 形成 的孔 隙 比较大， 致使毛细管阻力非常小 ， 因此运移 的速率 比较高， 大于 0 ． 0 2 5 MP a注入压力时的供气速率， 在玻 璃管 柱底部 没有 形成 天然 气 的聚集 。 实验 2 充填 的玻 璃珠 粒径 比较小 ， 形成 的孔 隙 比较小 ， 致使 毛 细 管 阻力 较 大 ， 因此 运移 的 速率 不 高 ， 小于 0 ． 0 2 5 MP a 注入压力的供气速率， 在玻璃管 柱底部 形 成 天 然 气 的 聚集 ； 调 节 注 入 压 力 至 0 ． 1 2 MP a 后， 供气速率增大， 天然气在管柱底部聚集段的 高度也相应增大。由于 0 ． 0 2 5 gP a 注气压力时的供 气速率不高， 因此天然气的运移过程不活跃 ， 一些现 象被 隐藏在管柱 内部 ， 很难 被观测 到 ； 而 当调 节注气 压力至 0 ． 1 2 MP a 后 ， 由于供气速率 的提高， 天然气 运移变 得活跃起来 ， 并且 运移范 围也 有所增 大 ， 可 以 从管柱 内侧观测 到运 移过程 的变化 。 根据实验现象观测 ， 结合天然气 运移特征分 析 ， 可将 实验 过程 中天然 气 的运移 分为 3个 阶段 。 活 塞流 阶段 当运 移速 率 小 于 供气 速 率 时 ， 主 要依靠供气驱动力使天然气克服毛细管阻力不断 向玻璃 珠孔 隙 中充注 ， 而且 由于玻 璃珠 的填 充具有 相对均一性 ， 因此充注率很高， 几乎充满每一个孔 隙， 使得管柱底部形成一个 白色的气柱 。在这个过 程 中 ， 天然气 受到 的浮 力 随着气柱 高度 的增 加而不 断增大 ， 天然气运移的速率也在逐渐增大。 优 势流 阶段 当运 移 速率 大于 供 气 速 率 时 ， 天 然 气沿 着具 有一 定范 围 的孔 隙 、 喉道相 对较 大 的优 势通道运移 ， 可以看到管柱上星星点点地分布着 白 色 的气 孔 。在 这个 过程 中 ， 天然气 受 到的浮 力逐渐 增大， 成为天然气运移速率实现突破 的关 键因素 。 因此下部天然气的积聚使气柱达到一定 的高度 ， 是 达 到这个 运移 阶段 的必 然过程 。 断续 流 阶段 随着 天 然 气 的 不 断推 进 ， 天 然气 受到的浮力不断增大， 运移速率也不断增大。由于 天然 气呈 气态 ， 分 子 间 的相 互 作 用力 很 弱 ， 当运 移 速率 达 到某个 临界值 时 ， 天然气 的运 移通 道可 以断 开 ， 具有一定气柱高度的天然气可以在浮力的作用 下继 续运 移 。天然 气 在 运 移过 程 中会 被分 散 而气 柱高度不断减小 ， 当气柱高度减小到一定程度时， 受 到的浮 力将 小于 毛细 管阻力 ， 运移 也转 到活塞 流 阶段 ， 但 随着天 然 气 的不 断 积 聚 ， 又 进 入优 势 流 阶 段。活塞流与优势流相互交替就形成 了断续流 ， 这 个运 移 阶段就 是断续 流 阶段 。 2 ． 2微 观组分 变化 实验 天然气二 次运移微观组分 变化物理模拟 实验装 置与实验 1 和实验 2基本相同， 不同的是玻璃管内 填充 的玻璃 珠粒级为 0 ． O 5 ～0 ． 1 5 mm。实验 3调整 注气压力至 0 ． 0 2 5 MP a ， 从开始出气起 ， 在出口连续 取样 ， 共取样 9袋 ， 2 0 0 3 0 0 mL ／ 袋 。实验 4提前注 入一定 量 原 油 原 油 2 O℃密 度 为 0 ． 7 9 5 1 g ／ c m。 ， 5 0℃密度为 0 ． 7 7 2 9 g ／ c m ， 5 0℃粘度为 1 ． 8 5 m P a S ， 凝 固点 1 3℃ ， 油面升至 3 0 4 0 c m， 停注 ； 调整注气 压力至 0 ． 0 2 5 MP a ， 开始注气， 从开始出气起， 在出 口连续取样 ， 共取样 9袋， 2 0 0 3 0 0 mL ／ 袋。另外 ， 为避 免墨水 中溶质对 运 移天 然气 组分 产生 影 响 ， 没 有对饱和水进行染色处理 ； 为保证原油的流动性， 采 用 电热带均 匀 缠绕 的方 式 控 制底 部 注 油段 温 度 恒 定在 3 5℃ 。 2 ． 2 ． 1 实验 现 象 实 验 3和实 验 4 没 有事 先对 饱和水 染色 ， 因此 天然气 二 次运 移 现 象 的观 测 不 是 很 清 晰 。实 验 3 天然气在管柱底部大约有 6 c m 的聚集高度， 在上 部运移管柱 内侧可以看到泛白的气孔 ， 但位置变化 不 明显 。实验 4天然气 开 始注入 后 ， 首先在 下部油 柱部位 形成 1 2 c m 左 右 的气柱 聚集 ， 然后沿 优势运 移通道 向上运移 ， 并且 这 种优势 的运 移通道 与前期 充注原油时优先运移的路径大致相当； 天然气在运 移过程中还通过不断将原油向上部驱赶 ， 基本形成 相对稳定的运移通道 ； 而油柱上部管柱内的运移情 况类似于实验 3 ； 至实验结束 ， 油柱被 向上推进了 1 5 c m左右 图 2 c 。实验结束后， 对 2个实验的部 分样品进行了天然气气相色谱分析 表 1 。 2 ． 2 ． 2实验过程分析 从实验结果看 图 3 ， 2个实验都表 现了出口 气组分 中甲烷的含量随时间的推移而迅速减少 ， 并 趋于稳定 的这种变 化规律 。 但实 验3 的出 口天然 第 6期 姜林 ， 等．天然气二次运移组分变化机理研究 5 8 1 表 1 实验 3和 实验 4中天然气气 相色谱分 析数据 Ta b l e 1 GC d a t a f r o m t h e na t u r a l g a s i n t h e l a b o r a t o r y 3 a nd l a b o r a t o r y 4 实验号样品编号 组分／ C1 C2 C3 i C4 n C4 i Cs n Cs 1 ． 6 7 1 ． 4 3 1 ． 5 7 1 ． 6 0 1 ． 6 3 1 ． 6 3 7 4 ． 6 7 7 8 ． 5 5 7 5 ．1 7 7 5 ． 11 7 4 ． 9 1 74 ． 77 1 4． 9 8 1 3． 9 0 1 5 ． O 2 1 4 ． 9 1 1 4 ． 9 3 1 4 ． 9 8 0 ． 2 3 0 ． 0 8 0 ． 0 5 0 ． 0 4 0 ． 0 3 0 ． 3 1 0 ． 1 3 0． 07 0．09 0 ． 0 6 注 编号 1和 2 O为源气 。 图 3实验 3和实验 4中天然气 甲烷含量变化 样 品编号 同表 1 。 Fi g． 3 M e t ha n e c o nt e nt o f di f f e r e nt ga s S a m p l e s i n t he l a bo r a t o r y 3 a n d l a bo r a t o r y 4 气 样 品趋于 稳定 的 甲烷含量 高 于源气 ， 而 实验 3的 出口天然气样 品趋于稳定的甲烷含量与源气相当； 并 且实 验 3第 一 个 样 品 的 甲 烷 含 量 高 于 源 气 约 2 ， 而实验 4 第一个样品的 甲烷含量 高于源气约 4 ， 两者 存在 明显 的差 异 。 对于天然气的运移来说 ， 地层水的溶解是一个 必 须考虑 的 问题 。但 在 常温 常压条 件下 ， 计 算玻 璃 管 中饱和水 的溶 解量 可知 ， 天 然气 的溶 解量 十分有 限 ， 对于运 移组 分 变化 的影 响 可 以 忽 略 玻 璃 管 内 径 3 ． 3 c m， 长度 1 5 5 c m， 管 内体积 1 3 2 6 c m。 ， 孑 L 隙 度 O I 3 9 8 ， 饱 和 水体 积 5 2 7 c m。 ， 其 溶 解 度 为 2 5 7 ． 5 1 0 ， 溶 解 量 仅 为 0 ． 1 3 6 C m。 l_ g j 。 因此 ， 最初变轻的原因应该是由于 甲烷分子最小 ， 扩散能 力和 运移 能力 最强 ， 导致 最先 通过 运 载层 的天然气 中甲烷含量最大 ， 但随着重组分 到达 出口， 天然气 组分中的重组分含量也不断增大 ， 并且随着运移过 程 的继 续 ， 其组 分也 基本 稳定 。 实验 3的这个稳 定 值 明显高 于源气 ， 表 明一些 重组 分被 封闭 在管 柱 内 ， 不能 被运 移至 出 口。那 么 什 么原 因造 成 这 种结 果 呢根 据 天 然 气 自身属 性 分析以及与 固体介质之间的关系， 天然气不会被吸 附了水 分子 的 固 体表 面 吸 附 。并 且 玻 璃 管 中充 填 的玻璃 珠 表 面 非 常 光 滑 ， 其 本 身 的 吸 附 能 力 就 很 弱 。结合天然气运移方式的分析 ， 形成这种结果 的 原因， 应 该是断续流的运移方式造成的。天然气突 破毛细管阻力 ， 在浮力作用下运移 时， 随着运移距 离的增大， 会不断地分散 ， 气柱高度逐渐减小 ， 浮力 也不断变小 ， 最终会导致天然气运移 的停止 ， 部分 天然气被滞留在孑 L 隙 中。这种断续 流运移具有一 定 的随机 性 ， 当后期 运 移天然 气 补充 、 继 续 运移 时 ， 一 部 分天然 气 仍 然 不 能被 激活 。由 于 甲烷 的扩 散 和运 移能力 强 于其 它 重 组 分 ， 因此 被 封 闭 、 残 留在 孔 隙 中 的往 往 是一 些 重 组 分 。最 终 导 致 实验 3趋 于稳定 的出 口天然 气 样 品 甲烷 含 量 稳 定 在 一个 高 于源气 的水 平上 。 由于原油对天然气有较强的溶解能力， 并随天 然气分子量的增大而成倍增加 ， 因此 ， 实验 4最初 的运移 分异 作用 效果 要远 远强 于纯水 ， 使 得含 量 比 实验 3高了近 2 ， 同时天然气也溶解 了少量原油 中的戊烷 。但随着天然气在下部对原油的驱替 ， 形 成其 自身稳定的运移通道后， 原油不再对天然气有 溶解作用， 因此 甲烷含量迅速减少， 而戊烷也逐渐 诣 卯 弱 一 卯 螂 鸥 的 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 叽 ∞ 雅 ∞ 够一 ∞ ∞ 6 6 6 6 6 66 5 6 6 6 6 5 8 2 石 油 察 骀 弛 属 第 3 2卷 消失 。由于原 油 的充 注 ， 实验 4中水 柱高 度仅 为实 验 3的 3 ／ 4至 2 ／ 3 ， 断续 流 运 移 的路 径 较 短 ， 导 致 封闭、 残留现象不明显， 因此其稳定值与源气相当。 而实 验 4组分 中含有 戊烷 表 明 ， 天然 气也 可 以溶 解 原油 中的部分轻质组分。 3 二次运移组分 变化机理分析 天然气 运移 发生 的充要 条件 是动 力大 于阻力 。 烃源 岩生排 烃 过程 中 ， 由于烃源 岩 的孔 渗性 远远小 于运载层 ， 因此初次运移导致的供烃速率非常低 ， 可以不考虑供烃速率与二次运移速率之间的关系， 浮力 和毛 细管 阻力 之 间 的关 系决 定 了 天然 气 的 二 次运 移 。 通过 实验过 程 的观察 ， 可 以将实 验过 程 中天 然 气运移分为活塞 流、 优势 流和断续流 3个运 移阶 段。但实际上， 根据三者的特征 ， 断续流是 由活塞 流和优势流共 同组成 ， 而且代表了天然气运移的特 征 。结 合运 移 的动 力 和 阻力 的关 系 ， 可将 天然气二 次运移 分为 2种 基 本 运 移 方 式 ， 即活 塞 流 和优 势 流 。当浮力 小 于毛细 管 阻力 时 ， 天然气 在运 载层形 成积 聚 ， 运 移 的方 向性 不 明显 ， 形 成活 塞流 运移 ； 当 浮力 大于 毛细管 阻力 时 ， 天然气 沿一 定 的位 于运 载 层 上 部的优 势通 道运 移 ， 存 在较 为 明显 的 向上运 移 的趋 势 ， 同时运移 通 道 的范 围缩 小 ， 形 成 优 势 流运 移 。由这 2种运 移 方式 的交 替 共 同组 成 了天 然气 的断续 流运 移 。 天然气 主 要 由低 分 子 量 烃 类 分 子 组 成 ， 呈 气 态， 分子间距较大， 相互作用力较弱 ， 但 由于分子较 小 ， 而容 易 扩 散 。天 然气 各 组 分 的扩 散 、 运移 能 力 存在 很 大 的差 异 ， 分 子越 小 ， 扩 散 、 运 移 能力 越 强 ； 反之则 越弱 。因此天 然气 通过 多孔介 质时 ， 各种组 分容 易发生 分异 作用 。原 油早 于天然 气生 排运 ， 运 移路 径上 的残 留原 油 也 必将 对 天 然 气 的运 移 产 生 影响。从运移过程来看， 天然气断续流这种特殊的 运移 形式 ， 导致 天然气 在 运移过 程 中必然 会与 实验 结果 一样 表现 出 天 然气 干 燥 系 数增 大 的趋 势 。而 实验表明， 天然气可 以在基本饱和原油的多孔介质 中形 成稳 定 的通道 ， 不再 受到 原油 溶解 的影 响 。但 实 际地层在 高 温高压 条件 下 ， 原 油也 具有 很好 的流 动性 ， 天然气的断续流运移在饱和原油或油水共存 的岩 石孔 隙 中同样存 在 。 因此 ， 在 天然气 运移 过程 中难 以形成稳 定 的运移 通道 ， 而是 随机 的动态 的优 势 运移 通道 。天然 气这 种断续 流 的动态 运移结 果 ， 使得天然气反复与运移路径上残留原油作用 ， 而被 部分溶解 ， 特别是分子量高的组分 ； 同时天然气也 可 以溶解 微量 轻 质 原 油组 分 。断续 流 运 移 可 以导 致部分重组分被封闭、 滞 留在充满地层水 的岩石孔 隙中 。因此天 然气 运 移 的结 果必 然 是 甲烷含 量 越 来越 高 ， 运 移距 离越 远 ， 天然气 干燥 系数 越大 。 4 结论 I 从 宏观 运移 现象上 看 ， 天然气 二次 运移是 一 种 断续流 运移 ， 主要 包括 2种基 本 运移方 式 活 塞流 和优 势流 ， 由这 2种 运移方 式 的交替 就形成 了 天然 气 的断续 流运 移 。 2 断续流 运移 可 以导致部 分重 组分 被封 闭 、 滞 留在充满地层水 的岩石孔隙中， 这使得天然气二次 运移过程中甲烷含量越来越高 。 3 天 然气 的二 次 运 移 导致 气 藏 天 然气 组 分 一 般以甲烷为主 ， 其主要原因包括运移过程 中的组分 分异 作用 ， 断续 流运 移导 致重组 分 在岩石 孔 隙中的 封 闭滞 留作 用 ， 以 及 运 移 路 径 上 残 留 原 油 的 溶 解 作 用 。 ， 参考文献 [ 1 ] 戴金 星， 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