油气藏中流体(二)

1、第一章第一章 油气藏中的流体油气藏中的流体石油、天然气和油田水石油、天然气和油田水第一节第一节 思考题思考题 1 1、名称解释：石油、名称解释：石油 2 2、石油中包含哪几类烃类化合物和非烃化合物？、石油中包含哪几类烃类化合物和非烃化合物？ 3 3、海相与陆相石油的基本区别、海相与陆相石油的基本区别 石油（又称原油） crude oilcrude oil ：一种存在于地下岩石孔隙介质中的由各种碳氢化合物与杂质组成的，呈液态和稠态的油脂状天然可燃有机矿产。 在近代实验室中，用液相在近代实验室中，用液相色谱可将石油划分为烃类化合色谱可将石油划分为烃类化合物：物：正构烷烃正构烷烃、异构烷烃异构烷烃、

2、环环烷烃烷烃、芳香烃芳香烃和非烃化合物及和非烃化合物及沥青质。沥青质。内容内容海相海相陆相陆相石油类型石油类型以芳香以芳香中间型和石中间型和石蜡蜡环烷型为主，饱环烷型为主，饱和烃占和烃占252570%70%，芳，芳烃占烃占252560%60%。以石蜡型为主，饱和以石蜡型为主，饱和烃占烃占606090%90%，芳烃，芳烃占占101020%20%。含蜡量含蜡量含蜡量低含蜡量低(5%)(5%)5%)含硫量含硫量含硫量高含硫量高(1%)(1%)含硫量低含硫量低(1%)(1V V、NiNi含量低且含量低且V/Ni1V/Ni-27碳同位素碳同位素1313C C值值11110111100海水海水氯化镁型氯化

3、镁型110011深层水深层水氯化钙型氯化钙型11011 苏林认为，在油田剖面上部地段以重碳酸钠型为苏林认为，在油田剖面上部地段以重碳酸钠型为主，随着埋深增加，过渡为氯化镁型，最后成为氯化钙主，随着埋深增加，过渡为氯化镁型，最后成为氯化钙型。苏林认为，油田水的水化学类型以型。苏林认为，油田水的水化学类型以氯化钙型氯化钙型为主，为主，重碳酸钠型重碳酸钠型次之，硫酸钠型和氯化镁型较为罕见。次之，硫酸钠型和氯化镁型较为罕见。第一章第一章 油气藏中的流体油气藏中的流体石油、天然气和油田水石油、天然气和油田水五、油田水的物理性质五、油田水的物理性质第一章第一章 油气藏中的流体油气藏中的流体石油、天然气和油

4、田水石油、天然气和油田水 相对密度：相对密度：一般一般1.0，主要是油田水含盐份，且含，主要是油田水含盐份，且含盐越大，密度越大。盐越大，密度越大。 粘度：粘度：一般比纯水高，且溶解的盐份越多，则粘度一般比纯水高，且溶解的盐份越多，则粘度越高；温度越高，粘度越低。越高；温度越高，粘度越低。 颜色及透明度：颜色及透明度：油田水因含杂质大多不透明，常带油田水因含杂质大多不透明，常带颜色，含颜色，含H2S时是淡青色；含铁质胶状体时带淡红色、褐时是淡青色；含铁质胶状体时带淡红色、褐色或淡黄色。色或淡黄色。 嗅味：嗅味：水中含石油时，具汽油或煤油味；含水中含石油时，具汽油或煤油味；含H2S时，时，具腐蛋

5、味；溶解具腐蛋味；溶解NaCl时，带咸味；含氯离子时，带苦味。时，带咸味；含氯离子时，带苦味。 导电性：导电性：纯水不导电，但油田水导电，且离子越多，纯水不导电，但油田水导电，且离子越多，导电性越强。导电性越强。同位素同位素：质子数相同而中子数不同的原子：质子数相同而中子数不同的原子原 子 的 理 想 结 构原 子 的 理 想 结 构 一个原子的所有质量几乎都一个原子的所有质量几乎都在其原子核中。在其原子核中。 原子核由原子核由质子质子（带一个正电（带一个正电荷）和荷）和中子中子（不带电）组成。（不带电）组成。 质子和中子具有相同的质量。质子和中子具有相同的质量。第四节第四节 油气碳、氢稳定同

6、位素油气碳、氢稳定同位素第四节第四节 油气碳、氢稳定同位素油气碳、氢稳定同位素一、同位素的概念及碳稳定同位素分馏机理一、同位素的概念及碳稳定同位素分馏机理 同位素同位素：指元素周期表中原子序数相同，原子量不同指元素周期表中原子序数相同，原子量不同的元素。的元素。 稳定同位素稳定同位素：指原子核的结构不是自发的发生改变。指原子核的结构不是自发的发生改变。 稳定同位素有两个最显著的属性：稳定同位素有两个最显著的属性： （1 1）稳定性：经过复杂的化学反应之后，原子核结构）稳定性：经过复杂的化学反应之后，原子核结构不发生变化。不发生变化。 （2 2）分馏作用：指同位素在两种同位素比值不同的物）分馏作

7、用：指同位素在两种同位素比值不同的物质之间进行分配。质之间进行分配。 第一章第一章 油气藏中的流体油气藏中的流体石油、天然气和油田水石油、天然气和油田水一、同位素的概念及碳稳定同位素分馏机理一、同位素的概念及碳稳定同位素分馏机理 1. 1. 同位素的交换反应同位素的交换反应 指不发生化学反应，只是化学物质间，不同相或单个分子指不发生化学反应，只是化学物质间，不同相或单个分子发生的同位素重新分配所引起的分馏作用。发生的同位素重新分配所引起的分馏作用。 在温度较高的地带在温度较高的地带 大气和水大气和水 2. 2. 光合作用的动力效应光合作用的动力效应 植物在光合作用过程中，合成的有机质中富集植物

8、在光合作用过程中，合成的有机质中富集1212C C ，而使，而使1313C C 进一步减小，进一步减小，1313C C 值减少值减少 6%6%。 第一章第一章 油气藏中的流体油气藏中的流体石油、天然气和油田水石油、天然气和油田水1313C C1313C C1313C C1212C C1212C C1212C C键能增大键能增大碳同位素的动力学分馏碳同位素的动力学分馏 烃源岩生烃烃源岩生烃 烃类产物裂解烃类产物裂解 生物降解生物降解 3. 3. 热力和化学反应的动力效应热力和化学反应的动力效应 -C-C-C-C-键的稳定性顺序：键的稳定性顺序： 在低温条件下，形成的烃类，富集在低温条件下，形成的

9、烃类，富集1212C C ；在；在高温条件下形成的烃类，富集高温条件下形成的烃类，富集1313C C。 4. 4. 同位素的物理化学效应同位素的物理化学效应 蒸发：气相富集轻同位素蒸发：气相富集轻同位素1212C C ，液相富集，液相富集1313C C。 扩散：先扩散扩散：先扩散1212C C ，残余，残余1313C C。第一章第一章 油气藏中的流体油气藏中的流体石油、天然气和油田水石油、天然气和油田水二、稳定同位素在自然界的分布、比值符号和二、稳定同位素在自然界的分布、比值符号和标准标准 第一章第一章 油气藏中的流体油气藏中的流体石油、天然气和油田水石油、天然气和油田水自然界中碳、氢稳定同位

10、素的符号、丰度、比值及标准表自然界中碳、氢稳定同位素的符号、丰度、比值及标准表 原子原子序数序数同位素丰度同位素丰度（% %）同位同位素比素比比值比值标准及符号标准及符号比值符号比值符号1 11 1H 99.985H 99.9852 2H 0.015H 0.0152 2H/H/1 1H H1.51.51010-4-4标准平均大洋水缩写标准平均大洋水缩写号号SMOWSMOWDD（，SMOWSMOW）6 61212C 98.892C 98.8921313C 1.108C 1.1081313C/C/1212C C1.121.121010-2-2南卡罗莱纳州白垩系南卡罗莱纳州白垩系皮狄组美洲拟箭皮狄组

11、美洲拟箭石缩写号石缩写号PDBPDB1313C C（，PDBPDB）按油气的元素组成，稳定同位素相应包括碳、氢稳定同位素；硫、氮、按油气的元素组成，稳定同位素相应包括碳、氢稳定同位素；硫、氮、氧稳定同位素；微量氧稳定同位素；微量恒量元素稳定同位素和稀有气体稳定同位素恒量元素稳定同位素和稀有气体稳定同位素4部分。部分。 同位素比值的测量和对比单位一般是用千分数（同位素比值的测量和对比单位一般是用千分数（）表示表示 Rs :Rs :为样品的同位素比值；为样品的同位素比值；RrRr：为标准的同位素：为标准的同位素比值比值( (氢为氢为SMOWSMOW的的D/HD/H，碳为，碳为PDBPDB的的131

12、3C/C/1212C)C)。 各国用各自的标准计算各国用各自的标准计算Rr Rr ，再换算成，再换算成PDBPDB标准。标准。我国是用周口店灰岩和四川福一井甲烷为标准。我国是用周口店灰岩和四川福一井甲烷为标准。 第一章第一章 油气藏中的流体油气藏中的流体石油、天然气和油田水石油、天然气和油田水三、油气中碳同位素的组成三、油气中碳同位素的组成 1.1.原油原油 -22-33；平均值：；平均值：-25-26。 海相：海相： 13C值较高：值较高：-27-22； 陆相：陆相： 13C值偏低：值偏低：-29-33。 随组分分子量的增大，急剧增大。随组分分子量的增大，急剧增大。 烷烃烷烃芳烃芳烃胶质胶质

13、沥青质；烷烃沥青质；烷烃正构烷烃；芳烃随环数增加值增大；正构烷烃；芳烃随环数增加值增大；可溶沥青可溶沥青干酪根。干酪根。第一章第一章 油气藏中的流体油气藏中的流体石油、天然气和油田水石油、天然气和油田水 2.2.天然气天然气 随天然气成熟度的增高而增大：随天然气成熟度的增高而增大： 生物成因气：生物成因气：-60-95 低低 热解成因气：热解成因气：-50-20 高高 以上两种气的混合气：以上两种气的混合气：-50-60 天然气成份中：天然气成份中： 13C1 13C2 13C3 13C4 ，分，分子量增加，增大。子量增加，增大。 第一章第一章 油气藏中的流体油气藏中的流体石油、天然气和油田水石油、天然气和油田水四、氢同位素在油气中的组成四、氢同位素在油气中的组成第一章第一章 油气藏中的流体油气藏中的流体石油、天然气和油田水石油、天然气和油田水石油的石油的D与与13C值值没有明显没有明显的相关关的相关关系。系。 第一章第一章 油气藏中的流体油气藏中的流体石油、天然气和油田水石油、天然气和油田水天然气的天然气的D与与13C值存在不值存在不很明显的很明显的关系关系 。 第一章第一章 油气藏中的流体油