第1章--油气田地下流体的基本特征22

第一章油气田地下流体的基本特征,石油的化学组成及物理性质天然气的化学组成及物理性质油田水的化学组成及物理性质,石油,油层,盖层,天然气,水,碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）84-87%11-14%1-4%,第一节石油,一、石油的元素组成*（常见30多种）,储存在于地下岩石空隙（孔、洞、缝）中的、天然生成的、以液态烃为主要化学组分的可燃有机矿产。*,石油？,1、主要元素,组成烃类,组成化合物，富集于胶质、沥青组分中,诸如Fe、Ca、Mg、Si、Al、V、Ni等，其中V、Ni研究较清楚,一、石油的元素组成*,2、微量元素（30余种）,二、石油的化合物组成*,碳和氢组成的碳氢化合物高达420多种,1.烷烃（C原子单键相连呈链式）,（一）石油中的烃类化合物（按结构分）,正构烷烃C1C45，C35占原油体积5-25%，轻质油中含量高异构烷烃异戊间二烯型，C10为主,异戊二烯烃同系列立体化学结构图,2.环烷烃（C原子以单链相连呈闭合环状）含碳环结构单环、双环、三环及多环石油中多为五员环或六员环环戊烷、环己烷及其同系物多环中以四环甾烷和五环萜烷较为重要旋光性生物成因标志,（一）石油中的烃类化合物,3.芳香烃（含苯环结构的不饱和烃）,1.含硫化合物万分之几至百分之几,存在形式：元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩及其同系物等如CH3-SH（甲基硫醇）,（二）石油中的非烃类化合物,除C、H外，还含有S、N、O,评价石油质量的指标,2.含氮化合物万分之几至千分之几,动物的血红素和植物的叶绿素,（二）石油中的非烃类化合物,研究石油成因,叶绿素（A）与原油中的卟啉（B）、植烷（Ph）、姥鲛烷（Pr）结构比较图,环烷酸分布普遍，在水中溶解度小；环烷酸易形成各种盐类，碱金属的环烷酸盐易容于水,3.含氧化合物万分之几至千分之几环烷酸、脂肪酸、酚、酮,找油标志,三、石油的物理性质*,1.颜色（胶质+沥青质含量有关）无色（四川黄瓜山、大港油田）、黄色、绿色、浅红色、褐色、黑色。芳烃非烃含量高，颜色深；反之，颜色浅。,表示流体流动的难易程度，粘度越大，越不易流动CGs制：10泊=1000厘泊等价于SI制：1Pa.s=1000mpas,3.粘度,化学组成:分子小、烷烃及环烷烃，粘度T、粘度；P，粘度；溶解气含量粘度,4.溶解性难溶于水、易溶于有机溶剂、石油和天然气互溶,三、石油的物理性质,5.荧光性原油在紫外光照射下，产生荧光的特性；不饱和烃及其衍生物产生（饱和烃不发光）不饱和烃的浓度及分子量，荧光色加深,6.旋光性当偏光通过石油时，使偏光面旋转一定角度的特性。右旋，旋光面的角度为1度左右,三、石油的物理性质,不对称分子结构有关,7.导电性（非导体）电阻率：1091016m油田水:0.020.1m沉积岩：110m,用电阻率测井判断油层的基础。,低凝固点的原油为优质原油,8.凝固点石油冷却，失去流动性时的温度；,狭义：在地下岩层中存在的，以烃类为主的气体。或指与油田和气田有关的可燃气体，成份以气态烃为主，多与生物成因有关。*,第二节天然气,天然气？,广义：自然界中一切天然生成的气体（包括大气、地表沉积物中气、沉积岩中气、海洋中溶解气、岩浆岩中气、变质岩中气、地幔气、宇宙气等）,一、分类*,存在的相态：游离态、溶解态、吸附态、固态气水合物分布特征：聚集型、分散型与石油产出的关系：伴生气、非伴生气,气藏气：圈闭中天然气的单独聚集。CH4含量高、C2+少干气，也可能为非烃气,绝大多数气藏气是以气态烃为主；含烃量超过80%的气藏约占气藏总数的85%以上；氮气为主的气藏不到10%；以二氧化碳或硫化氢等酸性气体为主的气藏低于1%。,气顶气：指与石油共存于油气藏中，呈游离态存在的天然气。C2+高5%湿气,凝析气：在地下，当温度、压力超过临界条件时，液态烃逆蒸发而形成。含一定量凝析油。,固态气水合物（冰冻甲烷，水化甲烷）在高压、低温条件下，甲烷等气体冻结在水分子的扩大晶格中。液态水、温度低、压力大主要发现于冻土层、极地、深海沉积物中；,煤层气（矿井瓦斯）煤层中所含吸附或游离状态的天然气。与煤系有关的气体；CH4为主，含N2、Co2、H2s及氨；,分散型,溶解气：地层条件下，溶于石油或水的天然气。油溶气：油藏中溶解的天然气，C2+高，可达40%，水溶气,CHOSN微量元素6580%1220%,二、天然气的化学组成*,1.元素组成,冀中坳陷赵兰庄构造Ek-Es4：高压硫化氢气藏，硫化氢92%；与地层中含石膏有关济阳坳陷平方王油气田下第三系天然气：二氧化碳63-66%；与玄武岩与石灰岩接触的加热分解有关,普光气田迄今为止我国规模最大、丰度最高的特大型整装海相气田到2008年预计探明储量将达到5000亿立方米至5500亿立方米，年产能将达到120亿立方米净化气。干气、硫化氢含量高；,指在标准状况下，单位体积天然气与同体积空气的质量之比。0.56-0.90；,三、天然气的物理性质*,1.相对密度,2.粘度n10-210-2mPas；P、T、分子量、非烃气含量,4.蒸汽压力将气体液化时所需施加的压力；温度T，P（相同M）；分子量M，P（相同T）；,5.临界温度和临界压力,临界温度：气相物质能维持液相的最高温度临界压力：在临界温度时，气态物质液化所需最低压力,第三节油田水,油田水？*,广义：指含油气区域内与油气藏有密切联系的地下水，包括油层水和非油层,狭义：直接与油层连通的地下水。指油层水,一、油田水的赋存状态及来源,依据岩石中的蕴藏状态：超毛细管水（自由水）：管形孔隙直径0.5mm，裂缝宽度0.25mm。蕴藏在储集层的超毛细管孔隙中，在重力的作用下可以自由移动和传递静水压力。毛细管水：管形孔直径0.5-0.0002mm，缝宽0.25-0.0001mm。蕴藏在储集层的毛细管孔隙中，当作用于水的外力超过孔隙毛细管力时，水可以流动。微毛细管孔隙（束缚水、吸附水、结合水）：管形孔直径0.0002mm，缝宽1（由于含盐类）3.粘度：比纯水高，矿化度、温度；4.导电性：导电，矿化度及T；,四、油田水的物理性质,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）,Na2SO4型：0（Na-Cl）/SO41地表淡水,五、油田水的分类*,苏联水文学家苏林分类：,本章重点讲述了油气水的基本概念、化学组成及物理性质主要内容包括：石油、天然气、油田水的概念石油的化学组成及物理性质元素组成、化合物组成、物理性质及其影响因素；天然气的化学组成及物理性质产出类型、元素组成及化合物组成、物理性质及其影响因素；油田水的化学组成及物理性质元素组成、化合物组成、物理性质及其影响因素；,小结,一、主要基本概念石油、