第1章 石油、天然气及油田水的基本特征.ppt

第一节石油第二节天然气第三节油田水第四节油气中的碳氢等同位素,第一章石油、天然气及油田水的基本特征,石油天然气地质与勘探,第一节石油,一、石油的化学组成二、石油的馏分组成和组份组成三、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,一、石油的化学组成,（一）元素组成,1.主要元素：碳、氢、氧、硫、氮,不同时代和成因的9347个石油样品中含硫量的分布（据TissotWelte，1978；转自陈荣书，1994）,国内外某些石油的元素组成,2.微量元素,（二）石油的化合物组成,（1）烷烃（Paraffinalkane，石蜡烃，脂肪族烃，CnH2n+2）,1.烃类化合物,常温常压下,碳数多数C35，个别可达C200（美国）。一般占石油质量的1525，轻质石油中可达30以上，重质石油中可小于15。,正构烷烃的物理常数（据张厚福等，1999）,正烷烃分布曲线,正烷烃分布曲线特征：,不同类型的石油的正烷烃分布曲线图,常见类异戊二烯型烷烃结构示意图,不同沉积相Pr/Ph的变化情况表,四环甾烷和五环萜烷结构示意图,（2）环烷烃（Cycloalkane；Naphthene）,环烷烃的物理常数（据张厚福等，1999）,（3）芳香烃（Aromatichydrocarbon）和环烷芳香烃,芳烃的基本结构,2.非烃化合物,卟啉和钒卟啉的结构式,二、石油的馏分和组份组成,（一）石油的馏分组成,典型中性石油的馏分和化合物的关系图(据Bestougeff，1967；转自陈荣书，1994),（二）石油的组分组成,原油组成分析流程图,将石油分为饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质等组分,三、石油的分类,3、石油的地球化学分类（B.P.TissotandWelte）,表示六种原油类型的三角图解,石油的地球化学分类,（四）海、陆相石油化学成分的基本区别,海陆相石油在石油分类三角图上的分布（据TissotWellte，1978；有改动）,四、石油的物理性质,1.颜色,2密度、比重和相对密度,（3）石油的相对密度,比重与API度、波美度的换算表（据张厚福等，1999）,1）化学组成,石油密度与含氢量的关系图（据潘钟祥，1987）,石油相对密度d420的影响因素,2）溶解气,有气顶气条件下，石油体积随压力的变化（转引自A.I.Levorson，1954）,3）温度和压力,3体积,不同密度石油的膨胀系数（据潘钟祥，1987）,3.粘度：Viscosity,4.石油的溶解性：Solubleness,难溶于水,25时某些烃类在淡水中的溶解度（PPM）,4.石油的溶解性：Solubleness,5.石油的荧光性,（Fluorescenceofpetroleum）,6.石油的旋光性,7.石油的凝固点,由于温度下降，由液态石油开始凝固为固态时的温度称为凝固点。,五、重质油、沥青砂与固体沥青概述,1重油和沥青砂的化学成分,2重油和沥青砂的物理性质,我国部分地区重油常规物性参数（据张厚福等，1999）,（二）固体沥青,固体沥青的成因分类,主要固体沥青的物理化学特征,克拉玛依市东北方，有一座高约30米的由沥青类物质和砂石混杂硬化堆积的黑色山丘黑油山沥青丘。,一、天然气的化学组分二、天然气的产出状态三、天然气的物理性质,第二节天然气,一、天然气的化学组分,国内外某些油（气）田气的化学成分（百分含量）（据张厚福等，1999）,二、天然气的产出状态,根据气体在地下存在的状态分：,聚集型：气藏气、气顶气、凝析气分散型：溶解气、煤层气、固态气水合物,世界气藏气分布图出现频率：1-50%，2-10%50%，3-1%10%，4-0.1%1%，5-0.1%,凝析气：,三、天然气的物理性质,1.天然气密度和相对密度,2.天然气粘度,3蒸气压力,常见天然气组成的基本物理常数（据陈荣书，1994；有改动）,4.溶解性,-溶于石油和水,一、地下水的赋存状态二、油田水的来源三、油田水的矿化度四、油田水的化学组成五、油田水的类型,第三节油田水,一、地下水的赋存状态,沉积水渗入水深成水转化水,二、油田水的来源,三、油田水矿化度,三、油田水的化学组成,原苏联某些凝析气田的产层和非产层水中的苯、酚含量对比,苯,酚,产层的苯、酚含量比非产层高,四、油田水的类型,苏林的天然水成因分类表,天然水成因图解,CaCl2型：（Cl-Na）/Mg1深成水、油田水,MgCl2型：0（Cl-Na）/Mg1海水、盐湖水,NaHCO3型：（Na-Cl）/SO41油田水（高矿化度）地表淡水（低矿化度）,NaSO4型：0（Na-Cl）/SO41地表淡水,苏林的成因分类：,第四节油气中的碳、氢稳定同位素,一、油气中的碳稳定同位素二、油气中的稳定氢同位素,同位素：在化学元素周期表上占同一位置，具相同质子数(Z)和不同中子数(N)的元素的原子，称为该元素的同位素。即：原子核内具相同数量质子而中子数不同的原子。,在碳稳定同位素中质子、中子和电子构型示意图,原子核结构不会自发地改变的同位素。,即不稳定同位素，系指那些能自发进行蜕变(即改变自己的原子量)，形成质子数不同的新原子的同位素。,稳定同位素：,放射性同位素：,石油和天然气中主要元素的同位素特征（据张厚福等，1999）,一、油气中的碳稳定同位素,1.丰度表示法：,2.在油气中的分布特点,年代越老的原油，12C越富集，13C越少,二、油气中的稳定氢同位素,1.丰度表示法：,2.在油气中的分布特点,1.石油的元素组成和化合物组成有什么特点？2.什么是生物标志化合物？常见的生物标志化合物有哪些？3.石油的地化分类的依据和方案是怎样的？海陆相石油化学成分上有何区别？4.影响石油的相对密度、粘度和溶解性的因素主要有哪些？5.什么是石油的荧光性和旋光性？石油具有荧光性和旋光性的原因是什么？6.什么