石油的化学组成及次生变PPT学习教案

1、会计学1 石油的化学组成及次生变石油的化学组成及次生变 1、石油的元素组成及馏分组成、石油的元素组成及馏分组成 元素组成是化学组成的基础。组成石油的元素组成是化学组成的基础。组成石油的 元素主要是碳和氢，其次是氧、氮、硫。此元素主要是碳和氢，其次是氧、氮、硫。此 外还含有微量金属和非金属元素。例如钒、外还含有微量金属和非金属元素。例如钒、 镍、磷、溴和碘等。镍、磷、溴和碘等。石油和石油的灰分中还检石油和石油的灰分中还检 出铀，它存在于石油的胶质和沥青质组分中。出铀，它存在于石油的胶质和沥青质组分中。 碳碳氢氢 0.5%5%83%87 % 11%14 % 一、石油的组成一、石油的组成 第1页/共

2、39页 馏分组成馏分组成: 原油的化学成分原油的化学成分(Hunt,1979) 馏馏 分分 的的 化化 合合 物物 组组 成成 % % 汽油汽油 C4C10 煤油煤油 C11C13 柴油柴油 C14C18重柴油 重柴油 C1925 润滑油润滑油 C2640 渣油渣油 40 原油体积（原油体积（% %） 轻馏分轻馏分重馏分重馏分中间馏分中间馏分沸点（沸点（o oC C） 第2页/共39页 2 2、石油的族、石油的族 组成及分子组组成及分子组 成成 烃类烃类 正构烷烃正构烷烃 非烃非烃 烷烃烷烃 芳香烃芳香烃 环烷烃环烷烃 环烷芳香烃环烷芳香烃 异构烷烃异构烷烃 含氧化合物含氧化合物 含氮化合物含

3、氮化合物 含硫化合物含硫化合物 胶质和沥青质胶质和沥青质 有机金属化合物有机金属化合物 在大于210度的馏分 中达75%以上， 在有些轻质烃中几 乎完全由烃类组成 。目前已鉴定的单 体烃已达1000多种 。 非烃的主要元素非烃的主要元素 是是ONS，其占，其占 石油的石油的2%，但，但 是其化合物却占是其化合物却占 10%20% 酸类：饱和酸、环烷酸、 异戊间二烯酸、芳香酸等 吡啶、喹啉等 硫醇、一硫化物、 二硫化物、噻吩衍生物等 第3页/共39页 分子式分子式单芳环烃单芳环烃 双芳环烃双芳环烃三芳环烃三芳环烃 硫化芳香分子硫化芳香分子 (1)芳烃类芳烃类 第4页/共39页 石油中氮化物与氧化

4、物的实例石油中氮化物与氧化物的实例 (2)含氮化合物含氮化合物 第5页/共39页 石石 油油 中中 含含 硫硫 化化 合合 物物 的的 实实 例例 噻噻 吩吩 类类 硫硫 化化 物物 硫硫 醇醇 2-丁（基）硫醇丁（基）硫醇 2-硫代丁烷硫代丁烷 硫代环己烷硫代环己烷 乙基噻吩乙基噻吩 甲基硫茚甲基硫茚 二甲基硫芴二甲基硫芴 (3)含硫化合物含硫化合物 第6页/共39页 （4）胶质）胶质(resin)和沥青质和沥青质(asphaltene) u胶质和沥青质是石油中结构最复杂，分子量最胶质和沥青质是石油中结构最复杂，分子量最 大的部分，组成石油的重馏分。它们在轻质石油大的部分，组成石油的重馏分。

5、它们在轻质石油 中含量一般不超过中含量一般不超过10%，重质石油中可高达，重质石油中可高达 20%40%。 u胶质多为棕黄色到黑色的粘稠状液体和半固体胶质多为棕黄色到黑色的粘稠状液体和半固体 ，分子量在，分子量在5001000范围内。胶质是不稳定，范围内。胶质是不稳定， 加热时会释放出烃类和沥青质。加热时会释放出烃类和沥青质。 u沥青质是黑色粉末，分子量在沥青质是黑色粉末，分子量在100010000之之 间。其元素组成比胶质更富间。其元素组成比胶质更富O、N、S杂原子，特杂原子，特 别是更富含有机硫化物。别是更富含有机硫化物。 第7页/共39页 A C C D J K F A J M 拉古尼拉

6、斯石油中沥青质的结构模式拉古尼拉斯石油中沥青质的结构模式 拉古尼拉斯石油中沥青质的结构拉古尼拉斯石油中沥青质的结构 单元（由核磁共振法测得）单元（由核磁共振法测得） 第8页/共39页 石油中含有的金属多呈有机金属化合物的石油中含有的金属多呈有机金属化合物的 形式存在于胶质和沥青质中。形式存在于胶质和沥青质中。 石油中含有多种微量金属和非金属石油中含有多种微量金属和非金属 卟啉是金属卟啉是金属钒钒和和镍镍在石油中存在的主要形式，在石油中存在的主要形式， 可能还有其它形式的络合物。可能还有其它形式的络合物。 也有人认为钒可能存在于含硫的化学结构中。也有人认为钒可能存在于含硫的化学结构中。 第9页/

7、共39页 国内外部分石油国内外部分石油 钒、镍含量图钒、镍含量图 钒钒 镍镍 第10页/共39页 族组成族组成石油分类石油分类含硫量含硫量WB(%) 饱和烃饱和烃50% 芳烃芳烃+ 胶质胶质+ 环烷烃环烷烃 石蜡烃石蜡烃40% 1% 石蜡烃石蜡烃 =环烷烃环烷烃 石蜡烃石蜡烃 石蜡烃石蜡烃 环烷烃环烷烃40% 芳烃芳烃+ 胶质胶质+ 沥青质沥青质 石蜡烃石蜡烃10% 芳香中间型芳香中间型 1% 石蜡烃石蜡烃 = 10% 环烷烃环烷烃 = 25%芳香芳香-环烷型环烷型1 氧化 1 还原 （3）正构烷烃分布峰型前锋 后峰 双峰 （4）是否正常原油 基线平直 正构烷烃占绝对优势 （5）奇偶优势OEP

8、：反映成熟度 nC17 Pr nC18 Ph 第34页/共39页 3、硫化作用、硫化作用 在硫酸盐还原细菌作用下，硫酸盐可以氧化在硫酸盐还原细菌作用下，硫酸盐可以氧化 烃类，还原形成硫化氢烃类，还原形成硫化氢(H2S、S)和硫。和硫。 硫化氢和硫反应时形成多硫化物硫化氢和硫反应时形成多硫化物 2 22 2 xx SHSHSSH 多硫化物是强氧化剂，在高温下会将饱和烃多硫化物是强氧化剂，在高温下会将饱和烃 完全氧化为完全氧化为CO2。 第35页/共39页 第36页/共39页 4、脱沥青作用、脱沥青作用 作用的结果：作用的结果：这些这些 大量的烃气或形成于油藏中，大量的烃气或形成于油藏中， 或是由于二次运移从外部注入。结果使得或是由于二次运移从外部注入。结果使得 石油比重下降，轻质组分增加，重质组分减少。石油比重下降，轻质组分增加，重质组分减少。 当油藏中含有大量气体或其它轻烃当油藏中含有大量气体或其它轻烃 （C1C6）时，它们溶解于石油中，可使中等）时，它们溶解于石油中，可使中等- 重质石油中的沥青质沉淀分离出来的作用。重质石油中的沥青质沉淀分离出来的作用。 第37页/共39页 储层石