第2章油气水.ppt

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（二）非烃化合物 这一部分化合物在石油的重质馏分中含量较高。
1．含氧化合物 有酸性和中性氧化物两类。前者称为石油酸，其中又
以环烷酸最为重要，约占总酸的90%±，多集中于石油 250 ~ 350℃的中间馏分内，多属一元酸类，常为环戊烷的 衍生物，易形成各种盐类，由此可作为地下水找油的一种 标志。
三．化合物组成
组成石油的化合物有两类：
（一）烃类化合物 1．烷烃 C4以下为气态，C5~C16为液态，C17以上为固态。
奇碳优势 主峰碳
正烷烃分布曲线
异戊间二烯型烷烃（姥鲛烷Pr、植烷Ph最丰富）， 一般认为由叶绿素的侧链——植醇演化而来。
2．环烷烃 石油中多为五员环和六员环。 应用：环己烷/环戊烷 ~ 生油温度
大庆 0.86—0.85 6.7--10.5
扶余
21—24
辽河 0.83—0.97 O.5—298
大港 O.82--0.96 O.8--1.6
华北 0.81--0.97 0.5--3.6
胜利 0.85—1 1.3—66
中原 0.81--0.92 O.9—9.8
河南
0.94
江汉
0.83
1.6--3.8
运动粘度和相对粘度。
在SI制中，动力粘度的单位为Pa·s，定义是：当 1Pa的切力（△P）作用于液体，使相距（L）为1m、面 积（F）为1m2的两液层发生相对恒速流动，流量（Q）为 1m3/s时的动力粘度就为1Pa·s。公式为：
k F P
QL
4．荧光性 这种冷发光现象由多环芳香烃和非烃引起。发光
3．芳香烃 石油中有：苯、萘（二环）、菲和蒽（三环） 环烷芳烃以四环、五环最重要，多与甾、萜类
化合物有关，属生物成因标志物。
上述三种烃类在世界石油烃组成中所占的比例（%）
烃类名称 范围 通常范围 平均含量
烷烃
0 ~ 70
5 ~ 55
30
环烷烃 20 ~ 80 25 ~ 75
46
Biblioteka Baidu芳香烃 5 ~ 60 10 ~ 40
2．含硫化合物 有H2S、硫醇（RSH）、硫醚（RSR′）、噻吩等。
3．含氮化合物 可分两类：
碱性氮化物：多为砒啶、喹啉等
非碱性氮化物：主要是砒咯、卟啉等——动物血红素 和植物叶绿素都属卟啉类化合物，且结构相同（见下图）
除上述已经分离和鉴定出的各种化合物外，石油中 还有一定数量的、由多种元素（C、H、O、S、N等）组 成的、结构极为复杂的高分子化合物，因受分离技术的限 制，目前对其具体的结构特征尚不清楚，统称其为沥青质。
四．物理性质
1．颜色：浅（淡黄色）——深（黑色） 2．相对密度（比重）：在1atm（101325Pa）压力下， 单位体积的20℃石油与4℃纯水的重量比，通常以d420表 示。一般介于0.75 ~ 0.98，大于0.9的称为重油。
西方：API度
3．粘度：表示石油流动分子之间相对运动所引起的内摩 擦力大小，粘度越大，流动性越差。可分为动力粘度、
13.0，O—0.5，S—1.5，N—0.5 C、H两元素在石油中占绝对优势，主要以烃类化合
物的形式存在，构成了石油的主体。而O、S、N常存在于 含杂原子的化合物中，主要是重馏分
高硫原油和低硫原油（以S =1%为界）
2．微量元素 另外，还有几十种微量元素，主要是金属元素（其
中V和Ni的含量最高），仅占石油重量的万分之几，构成了 石油的灰分。
3．同位素 原油中常见的稳定同位素有C（C12、C13）、H（H1、
H2）、Ar（Ar40、Ar36）。 衡量其大小通常用比值和δ值（千分数）表示。δ
值的定义是：
δ值（‰）=（Rs/Rr - 1）×1000 式中Rs和Rr分别代表样品和相应标准的同位素比值 （重/轻）。可看出，Rs越小，δ值越小。 关于稳定同位素的标准值，国际上通用氢为SMOW， 碳用美国南卡州皮狄组美洲拟箭石（PDB）。
高 V、Ni 含量高，且 V/Ni＞1 δ13C＞-27‰
陆相石油 以石蜡型为主，部 分为石蜡—环烷型 高（普遍＞5%）
低 V、Ni 含量低，且 V/Ni＜1 δ13C＜-29‰
新增：
中国原油性质（引自李克玉，1996）
原油相对密 地下粘度 凝固点
油区
含蜡(％) 含胶(％) 含硫(％)
度
(mPa·s) (C)
根据统计出现的频数，大多数正常石油属于芳香 —中间型、石蜡—环烷型和石蜡型；而若以石油的产储 量大小论，则芳香—沥青型最重要，其次是芳香—环烷 型和芳香—中间型。
六．海、陆相石油的基本区别
内容 石油类型 石蜡含量 硫含量 微量元素 C 同位素
海相石油 芳香—中间型、石 蜡—环烷型为主 低（＜5%）
图2-1 原油碳同位素类型曲线 (据廖永胜，1982（实线）； Stahl，1977（虚线）) Ⅰ-福山凹陷，Ⅱ-莺歌海西部凹陷 Ⅲ和Ⅳ-涠西南凹陷） 1-福25井E，2-莺9井N，3-湾2井E， 4-湾9井Pz，5-莺2井E，6-湾5井N
由图可知，不同地区、不同类型原油的同位素类型 曲线间有着明显差别，能有效解决成油环境、油源对比及 石油演化等方面的问题。
比、皂胶粒正比、水中无机盐分反比。
但石油却极易溶于苯、CCl4、氯仿、石油醚、醇 等有机溶剂。
五．石油的分类
Tissot和Welte （1978）分类方案：用 三角图解方法，将沸点 ＞210℃的馏分，以烷 (石蜡）烃、环烷烃、 芳烃+NSO化合物作为 图上的三个端元组分， 将世界上的石油分为6 类。
的颜色取决于石油性质，强度则与石油或沥青物质的浓 度有关，一般只要10ppm即可发光。 5．旋光性
当偏振光通过石油时，偏转面将要旋转一定角度，
一般是0.1°~几度，且天然石油主要是右旋的。 6．溶解性
石油在水中的溶解度很低。C数相同时，烷烃＜ 环烷烃＜芳香烃；除甲烷外，各族烃类在水中的溶解度
都随分子量增加而增大；外界条件的影响是：与温度反
第二章 油气藏中的流体
——油、气、水的化学组成和物理性质
§1 石油
一．概念
石油的定义：“混合物” 成分：以烃类为主 + 数量不等的非烃化合物及微量元素 相态：以液态为主 ，可溶解大量天然气与固态物质
二．元素组成
1．基本元素 石油没有确定的元素组成，但主要由5种元素组成，
即C、H、O、S、N 石油中的平均元素组成（%）为：C—84.5，H—