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1,第一节石油,一、石油的化学组成二、石油的馏分和组份组成三、石油的分类四、石油的物理性质五、重质油、沥青砂和固体沥青概述,2,赋存在地壳岩石空隙中天然生成的、以液态烃为主的可燃有机矿产。,石油：,广义：自然界存在的一切气体。狭义：地壳岩石空隙中天然生成的、以烃类为主的可燃气体。,天然气：,3,石油成分复杂，已鉴定出上千种有机化合物；主要为液态烃类，还含有数量不等的非烃化合物和多种微量元素。石油实际上是多种有机化合物的混合体。各地的石油成分不一，无确定的化学成分和物理常数。,一、石油的化学组成,4,（一）元素组成,1、主要元素：碳、氢、氧、硫、氮重量百分比C：84-87%；H：10-14%；O+N+S：1-4%,碳、氢：占绝对优势，主要以烃类形式存在。氧、硫、氮：主要以化合物形式存在；含硫、含氮、含氧的化合物大多富集于渣油或胶质、沥青质中。,一、石油的化学组成,S含量：平均为0.65%（重量）；频率分布具有双峰的特点，在1处为最小值,半咸咸水S高（1%）；内陆淡水S低（0.9-重质油；0.9-轻质油,API度和波美度越大，d420越小，油质越轻。,API度,（60F15.5）,（3）石油的相对密度：,2密度、比重和相对密度,30,石油受力发生流动时，其内部分子间有一种内摩擦力阻止分子间的相对运动石油的粘滞性。粘滞性大小用粘度（）来度量。粘度大小是一个很重要的物理参数，直接影响到开采原油的难易程度、原油的储存、运输以及炼制。,3.粘度,取决于石油的化学成分和外界的温度、压力条件。,影响石油粘度的主要因素,化学成分：A、烃碳数增大或芳烃、非烃化合物增多：原油粘度；B、碳数相同的烃类的d420、：烷50%，2-10%50%，3-1%10%，4-0.1%1%，5-30g/m3）的气藏，叫凝析气藏，如我国黄骅坳陷板桥油田的凝析气藏。,51,4.溶解气：溶解在石油或地层水中的天然气油溶气（湿气，C2可达40%）；水溶气（CH4、N2、C2气、CO2少）,52,三、天然气的物理性质,天然气一般无色，可有汽油味或硫化氢味，可燃。在地下较高温度压力下，C4C7烷烃及部分环烷烃、芳烃及有机硫化物，亦可呈气态存在。,53,1密度和相对密度,（1）天然气的密度：单位体积气体的质量g=Mg/Vg“湿气”的密度大于“干气”。,54,在标准状态下（105Pa，15.55），地表天然气的密度为0.6773kg/m3（甲烷），3.0454kg/m3（戊烷）。天然气混合物的密度一般为0.70.75kg/m3;石油伴生气，可达1.5kg/m3。天然气的密度随重烃含量尤其是高碳数的重烃含量以及CO2和H2S含量的增加而增大。,55,1密度和相对密度,（2）天然气的相对密度：指相同温度、压力下（如1105Pa，15.55；或1105Pa，20），天然气密度与空气密度的比值。g=g/a=Mg/a=Mg/28.97天然气中烃类各组分的相对密度为0.5539（甲烷）2.4911（戊烷），烃气混合物一般在0.561.0之间，随重烃及CO2、H2S含量的增加，天然气相对密度增大。,56,2.天然气粘度,反映了其分子间产生内摩擦力的大小，是度量天然气抵抗流动能力的一种参数。很小，一般在0时为0.0031mPas，20时为0.120mPas其大小与压力、温度和气体成分等有关：接近常压条件下，随温度增加而变大，随分子量增加而减小；较高压力下，随压力增高而增大，随温度升高而降低，随分子量增加而增大。随非烃气含量增加，天然气粘度增大。,57,3.溶解性,-溶于石油和水,A、相同条件下，天然气在石油中的溶解度远大于在水中的溶解度。B、当天然气中重烃增多，或者石油中的轻馏分较多，都可增加天然气在石油中的溶解度。C、在石油中溶有天然气时，可以降低石油的相对密度、粘度及表面张力。D、天然气在水中的溶解系数很大程度上取决于气体组分、温度、压力及含盐量。,58,在地层条件下，原油中溶解气开始析离出来时的压力，称油藏的饱和压力（P饱）。若P饱与P地相等，即油内溶解气刚好饱和，压力稍降，就会有气体析出，此时的油藏称为饱和油藏；P饱大于P地：过饱和油藏，此时通常为带气顶的油气藏；P饱小于P地：未饱和油藏，此时原油中溶解气还未饱和。饱和及过饱和油藏比未饱和油气藏含更多的溶解气。,油溶气,59,一、油田水的产状和来源二、油田水的矿化度三、油田水的化学组成四、油田水的类型,第三节油田水,60,广义上：指油气田区域内的地层水。（油层水、非油层水）狭义上：指油气田区域内的油层水。,油层水：带色、混浊、比重1，有H2S味或者汽油味，导电。含MgSO4时有苦味。,第三节油田水,61,1油田水的赋存状态按在岩石孔隙裂缝系中的蕴藏状态，油田水产状如下：（1）超毛细管水：又称自由水，存在于孔隙直径大于0.5mm、裂缝宽度大于0.25mm的超毛细管孔洞缝中，在重力作用下能自由运动。（2）毛细管水：存在于孔径0.5-0.0002mm、裂缝宽0.25-0.0001mm的毛细管孔隙中。当外力大于毛细管阻力时，水才能流动。,一、油田水的赋存状态及来源,62,（3）束缚水：又称吸附水或结合水，存在于孔径小于0.0002mm，裂缝宽小于0.0001mm的微毛细管孔隙中。水难以自由运动。（4）气态水：充满于未被水饱和的岩石空隙中，通过蒸发和凝结作用，与液态水相互转化，对岩石中的水分配有一定的影响。,一、油田水的赋存状态及来源,63,沉积水：沉积物堆积过程中保存于其中的水，其含盐度和化学成分受控于原环境。渗入水：大气降雨渗入岩层中的水。矿化度低、质淡、可淡化地下高矿化度水。深成水：来源于地壳深部及上地幔的高矿化度高温水转化水：沉积成岩和烃类形成过程中，粘土转化脱出的层间水及有机质向烃类转化时分解出的水。,2、油田水的来源,一、油田水的赋存状态及来源,64,油田水矿化度比地表水高，且随埋深增大而增大。河湖水：几百mg/l海水：35000mg/l油田水：几千数十万mg/l，陆相盆地比海相低。,二、油田水矿化度,矿化度：单位体积水中所含溶解状态的固体物质总量。即单位体积水中各种离子、元素及化合物总含量。用g/l、mg/l、ppm（百万分之一）表示。,65,三、油田水的化学组成,1.无机盐类：阳离子：Na(K)、Ca2、Mg2阴离子：Cl-、HCO3-、SO42-、（含CO32）2.有机组分：烃类、环烷酸、酚、苯等。3.溶解气：CO2、CO、N2、CH4、C24.微量元素：碘、溴、硼、锶、钡等。,66,天然水中溶解的物质成分极其复杂，有盐分、各种气体、有机物质、微量元素等。其中无机盐中含量最多、最主要、在常规水分析中经常分析的是以下几种离子：Na+（含K+）、Ca2+、Mg2+和Cl-、SO42、HCO3（包括CO32）。因此，水中所含上述阴、阳离子的各种比值，是对地层水进行分类的基础。在各种分类方案中，以Sulin（苏林）分类较为简明，应用广泛。,四、油田水的类型,67,根据水中主要离子(Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、Mg2+、Ca2+)彼此化学亲和力的强弱顺序而组成盐类的原则，作为划分“型”的依据。通过对rNa/rCl、（rNa-rCl）/rSO4和（rCl-rNa）/rMg三个系数的计算，将天然水划分为以下类型：（r毫克当量浓度，rNa/rCl当量之比）,苏林分类：,68,苏林的天然水成因分类表,69,（1）CaCl2型水：形成于地壳深部封闭性良好、水体交替停滞的还原环境。由于地下水高度浓缩，其它盐分沉淀，水中氯化物占优势，主要盐分为NaCl，其次为CaCl2、MgCl2。水与岩石长期相互作用，使岩石中吸附状阳离子Ca2+与地下水中浓度极大的阳离子Na+进行阳离子交换作用，形成CaCl2型水。2NaClCa2+（吸附状的）CaCl22Na（吸附状的）CaCl2型水环境利于油气藏保存，所以油田水往往是高矿化度的CaCl2型水，但其与油气物质间无成因联系。,四种类型水的形成条件：,（2）NaHCO3型水形成条件多样高矿化度NaHCO3型水：是油气物质存在的还原环境的产物，成因上与油气田有关。Na2SO42C2H2O2NaHCO3H2S低矿化度NaHCO3型水：两种成因A、花岗岩、长石砂岩发育区，岩石被含有CO2的雨水强烈冲刷，使长石高岭土化，可出现NaHCO3型地表淡水。NaAl3SiO162H2O2CO22NaHCO3H2Al2Si2O84SiO2B、富含钠盐的碱土区，含重碳酸钙的地表水与土壤中吸附状的钠离子进行阳离子交换作用，亦会产生NaHCO3型地表淡水。Ca(HCO3)22Na(吸附状的)2NaHCO3Ca2(吸附状的),71,（3）MgCl2型水形成条件多种多样：主要：海水在泻湖中蒸发浓缩所致；大陆淡水溶滤海相沉积岩中所保留的盐分而形成；深层的CaCl2型水与上部的NaHCO3型或Na2SO4型低矿化度水掺和产生的。MgCl2型水环境下一般无或少有油气田。,（4）Na2SO4型水地表水中分布最广的一类水两种成因：大陆水蒸发浓缩所致；地表低矿化度的NaHCO3型水流经含石膏沉积岩区时，发生离子交换反应而形成的。2NaHCO3CaSO4Na2SO4Ca（HCO3）2Na2SO4型水通常表示封闭性差，不利于油气藏的保存。个别油田也有Na2SO4型水，但此时正是油气藏濒于破坏的阶段。,73,垂直水化学剖面分带：,四种类型的天然水在地壳垂直剖面上的分布有一定规律性。一般埋深增大、地下水矿化度增大、水型渐变。个别地区也有水型倒转情况，如某些褶皱区。,
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