第二次课 第一章油气水性质

1、.水油油气气页岩页岩盖层盖层背斜圈闭背斜圈闭第一章第一章 石油、天然气、油田水石油、天然气、油田水 的化学组成和物理性质的化学组成和物理性质.第一章第一章 石油、天然气、油田水石油、天然气、油田水 的化学组成和物理性质的化学组成和物理性质一、石油（oil） （一）概念（一）概念1、可燃有机矿产：、可燃有机矿产： 由古代的动物、植物遗体演变而来，属有机成因，由古代的动物、植物遗体演变而来，属有机成因，又具有燃烧能力，总称为可燃有机矿产包括：石油、又具有燃烧能力，总称为可燃有机矿产包括：石油、天然气、固体沥青、煤类、油页岩、一部分硫等。天然气、固体沥青、煤类、油页岩、一部分硫等。.水油油气气储层储

2、层2、石油：石油又称原油，是以液态形式存在于地下、石油：石油又称原油，是以液态形式存在于地下岩石孔隙、裂缝中的可燃有机矿产。岩石孔隙、裂缝中的可燃有机矿产。盆参盆参2井井, 4440.31m,J1s,粗中砂岩粗中砂岩,粒间粒间孔发育孔发育,:15.82%（50）.塔河油田油气藏分布特征塔河油田油气藏分布特征奥陶系岩溶逢洞型油气藏2、石油：石油又称原油，是以液态形式存在于地下、石油：石油又称原油，是以液态形式存在于地下岩石孔隙、裂缝中的可燃有机矿产。岩石孔隙、裂缝中的可燃有机矿产。.（二）石油的组成 1、元素组成、元素组成 ：C、H、 S 、O、N （1）C：84%-87%；H：11%-14%，

3、两元素在石油中一，两元素在石油中一般占般占9799%；其它元素含量；其它元素含量14。（2）硫、氮、氧）硫、氮、氧（3）几十种微量元素）几十种微量元素 ：铁（Fe）、钙（Ca）、镁（Mg）.地地壳壳地地幔幔地地核核地球中元素组成，地球中元素组成，92%:FeOSiMg 地壳中元素组成，地壳中元素组成，98%:OSiAlFeCa NaKMgTiH物质名称物质名称C %H %S+N+O %石油石油淡水泥质沉积物中的有机质淡水泥质沉积物中的有机质浮游生物浮游生物84.3276.744.213.5811.38.62.102.047.2.（二）石油的组成 2、石油的馏分石油的馏分 石油的化合物具有不同石

4、油的化合物具有不同沸点沸点的特性，加热蒸馏，将原油切割成不的特性，加热蒸馏，将原油切割成不同范围（即馏程）的若干部分，每一部分就是一个馏分。同范围（即馏程）的若干部分，每一部分就是一个馏分。馏分轻馏分中馏分重馏分石油气汽油煤油柴油重瓦斯油润滑油渣油温度（）530（500）碳数C1-C4C5-C10C11-C13C14-C18C19-C25C26-C40C40石油的馏分组成（石油炼制，据潘钟祥等，1986） .3、石油化学组分、石油化学组分 利用石油中化合物的不同组份对有机溶剂利用石油中化合物的不同组份对有机溶剂和吸附剂具有选择性溶解和吸附的特性，将石和吸附剂具有选择性溶解和吸附的特性，将石油分

5、离成若干部分，每一部分就是一个组份。油分离成若干部分，每一部分就是一个组份。 常用的有机溶剂：常用的有机溶剂：(1)(1)石油醚石油醚( (petroleun ether :戊烷、己烷戊烷、己烷 ) )，(2)(2)苯、洒精苯，苯、洒精苯，(3)(3)氯仿（氯仿（ Chloroform/Trichloromethane:三氯甲烷三氯甲烷 ）.原油原油沥青质沥青质胶质胶质油质油质石油醚沉 淀 物可 溶 物硅 胶吸附（1）油质）油质 溶于石油醚而不被硅胶吸附。溶于石油醚而不被硅胶吸附。（2）胶质）胶质 溶于石油醚而可被硅胶吸附。溶于石油醚而可被硅胶吸附。（3）沥青质）沥青质 不溶于石油醚。不溶于石

6、油醚。.沥青质沥青质胶质胶质油质油质饱和烃芳烃正构烷烃异构环烷烃单环多环稠环O、S、N芳香烃结构化合物（1）油质）油质 溶于石油醚而不被硅胶吸附。油质基本由溶于石油醚而不被硅胶吸附。油质基本由烃类组成，主要是饱和烃和一部分低分子芳烃类组成，主要是饱和烃和一部分低分子芳香烃，浅色，是一般石油的主要组份。香烃，浅色，是一般石油的主要组份。.烷烃烷烃 又名脂肪族烃，通式为又名脂肪族烃，通式为CnH2n+2，属饱和烃。，属饱和烃。在常温常压下在常温常压下, C1C4的烷烃呈气态；的烷烃呈气态； C5C16的直链烷烃呈液态；的直链烷烃呈液态； C17以上的高分子烷烃皆呈固态。以上的高分子烷烃皆呈固态。

7、正构烷烃或正烷烃；正构烷烃或正烷烃；C-C-C-C 异构烷烃或异烷烃。异构烷烃或异烷烃。 C-C-C-CC.环烷烃（环烷烃（CycloalkanesCycloalkanes）含有碳环结构的饱和烃含有碳环结构的饱和烃 组成环的碳原子数：组成环的碳原子数：三员环、四员环、五员环、六员环三员环、四员环、五员环、六员环 碳环的数目：碳环的数目：单环烷烃、双环烷烃、三环烷烃单环烷烃、双环烷烃、三环烷烃多环烷烃多环烷烃C CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC CC C.芳香烃（芳香烃（AromaticsAromatics） 含有苯环的碳氢化合物含有苯环的碳氢化合物单环芳香

8、烃：单环芳香烃：多环芳香烃：多环芳香烃：稠环芳香烃：稠环芳香烃：分子中含有一个苯环分子中含有一个苯环分子中含有两个或两个分子中含有两个或两个以上的独立苯环以上的独立苯环分子中含有两个或两个分子中含有两个或两个以上的相连的苯环以上的相连的苯环.沥青质沥青质胶质胶质油质油质饱和烃芳烃正构烷烃异构环烷烃单环多环稠环O、S、N芳香烃结构化合物（2）胶质）胶质 溶于石油醚而可被硅胶吸附。胶质为粘稠状的液溶于石油醚而可被硅胶吸附。胶质为粘稠状的液体或半固体，颜色为浅黄、红褐到黑色。含有杂原子体或半固体，颜色为浅黄、红褐到黑色。含有杂原子（O、S、N）的芳香烃结构的非烃化合物。轻质石油）的芳香烃结构的非烃化

9、合物。轻质石油中胶质中胶质2%；含硫石油；含硫石油:0.5%-2%；低硫石油低硫石油:0.5%石油石油硫醇类（硫醇类（-SH-SH）硫醚类（硫醚类（-S-S-）噻吩类噻吩类.（2 2）含氮化合物（）含氮化合物（nitrogen compoundsnitrogen compounds）非碱性含氮化合物：咔唑、卟啉等非碱性含氮化合物：咔唑、卟啉等碱性含氮化合物：吡啶、喹啉、异喹啉等碱性含氮化合物：吡啶、喹啉、异喹啉等卟啉可以用于说明石油的有机成因卟啉可以用于说明石油的有机成因.（3 3）含氧化合物（）含氧化合物（oxygen compoundsoxygen compounds）酸性氧化物：环烷酸、

10、脂肪酸（酸性氧化物：环烷酸、脂肪酸（R-COOHR-COOH）中性氧化合物：酚、醛（中性氧化合物：酚、醛（R-CO-HR-CO-H）和酮（）和酮（R-CO-RR-CO-R）.（3）沥青质）沥青质 不溶于石油醚。为黑色固体粉末。为含杂原子不溶于石油醚。为黑色固体粉末。为含杂原子的高分子化合物，分子量的高分子化合物，分子量37 0001 000 000，是稠环芳香烃和烷基侧链组成的复杂结构。重是稠环芳香烃和烷基侧链组成的复杂结构。重质石油中沥青质含量高。质石油中沥青质含量高。沥青质沥青质胶质胶质油质油质饱和烃芳烃正构烷烃异构环烷烃单环多环稠环O、S、N芳香烃结构化合物.生物标志化合物生物标志化合物

11、 (Biomarker) 生物标志化合物是指沉积物和石油中来自生物体的原始生化组成，其碳骨架在各种地质作用过程中被保存下来的有机化合物。这类化合物也被称为“分子化石分子化石”（molecular fossil）。.在石油中钒、镍等重金属都与卟啉分子中的氮呈络合在石油中钒、镍等重金属都与卟啉分子中的氮呈络合状态存在，形成钒卟啉和镍卟啉有机金属化合物，其状态存在，形成钒卟啉和镍卟啉有机金属化合物，其基本结构与叶绿素结构极为相似。基本结构与叶绿素结构极为相似。A.金属卟啉化合物金属卟啉化合物:石油有机成因的第一个证据石油有机成因的第一个证据叶绿素叶绿素VNi石油中石油中钒卟啉钒卟啉镍卟啉镍卟啉.B.

12、异戊间二烯型烷烃：异戊间二烯型烷烃： C C C C C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C 2，6，10，14-四甲基十六烷四甲基十六烷(植烷植烷) C C C C C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C 2，6，10，14-四甲基十五烷四甲基十五烷(姥鲛烷姥鲛烷) 石油中的类异戊间二烯型烷烃，一石油中的类异戊间二烯型烷烃，一般认为是由叶绿素的侧链即植醇演化而来。般认为是由叶绿素的侧链即植醇演化而来。叶绿素叶绿素. C.环烷烃环烷烃 四四-五环的环烷烃结构与生物体中的五环的环烷烃结构与生物体中的 四环甾族化合物和五环四环甾族化合物和五环三萜烯类化合

13、物有明显的相似性，并具有旋光性，是石油有机三萜烯类化合物有明显的相似性，并具有旋光性，是石油有机成因的主要证据之一。成因的主要证据之一。 甾烷甾烷.（三）石油的物理性质（三）石油的物理性质1.1.颜色（颜色（colourcolour）黑色、黑色、2.2.密度（密度（densitydensity）相对密度相对密度:20:20的石油与的石油与44同体积水的重量比值同体积水的重量比值轻质油：轻质油：d d0.870.87中等石油（正常石油）：中等石油（正常石油）：d d0.87-0.930.87-0.93重质石油（重油）：重质石油（重油）：0.930.93(0.75-1.00) 深綠色、深綠色、黄褐

14、色、黄褐色、 淡黄色、淡黄色、无色无色绝对密度.2.2.密度（密度（densitydensity）5 .1315 .155 .141摄氏度时的密度API1305 .15140摄氏度时的密度波美度美国：欧洲：波美度API密度10.010.01.000020.020.10.933330.030.20.875040.040.30.832550.050.40.7778.3 3粘度（粘度（viscosityviscosity） 反映石油流体内摩擦力的参数，反映石油流体内摩擦力的参数，动力粘度动力粘度单位：单位：PaPaS S或或mPa.SmPa.S（1mPa.s=11mPa.s=1厘泊）厘泊）正常原油的

15、粘度：正常原油的粘度：50mPa.s5%5% 干气：干气：重烃气重烃气5%5% (2)(2)非烃气体（非烃气体（nonhydrocarbonsnonhydrocarbons） N N2 2：0.4%-12.5%0.4%-12.5%COCO2 2：4%-5%4%-5% H2SH2S：不含或极微量不含或极微量 惰性气体惰性气体2 2、天然气的成分、天然气的成分 .井号层位井段(m)CH4(%)C2+(%)N2(%)CO2(%)H2S(%)普光3T1f352625349.371.160.030.5518.039.27.3、天然气的性质、天然气的性质1.1.相对密度相对密度标准状况下，单位体积天然气与

16、同体积空标准状况下，单位体积天然气与同体积空气质量之比气质量之比2 2粘度粘度0时：时：0.31 10-3mPa.s: 20时时:12 :12 10 10-3-3mPa.smPa.s 与成分、压力、温度有关与成分、压力、温度有关.三、油田水三、油田水1、概念、概念 广义的油田水是指油气田内的地下水广义的油田水是指油气田内的地下水,包括包括油层水和非油层水油层水和非油层水。狭义的油田水是指油气田。狭义的油田水是指油气田范围内直接与油气层连通的地下水范围内直接与油气层连通的地下水,即油层水。即油层水。水油油气气.2、油田水来源、油田水来源 (1) 沉积水：沉积水：系沉积物堆积过程中保存在其中的水。

17、系沉积物堆积过程中保存在其中的水。 (2)(2)渗入水：渗入水：来源于大气降雨时渗入到地下空隙，渗来源于大气降雨时渗入到地下空隙，渗透性岩层中的水。透性岩层中的水。 (3)(3)转化水：转化水：指在沉积成岩作用和烃类生成过程中指在沉积成岩作用和烃类生成过程中, ,粘土转化脱出的层间水，有机质向烃类转化分解出的粘土转化脱出的层间水，有机质向烃类转化分解出的水。水。 (4)(4)深成水：深成水：指岩浆游离出来的初生水指岩浆游离出来的初生水( (原生水原生水) )和变和变质作用过程的变质水。质作用过程的变质水。 .3、油田水的化学组成、油田水的化学组成 （1）无机组成）无机组成油田水的无机组成包括大量组成和微量组成。油田水的无机组成包括大量组成和微量组成。在常规水分析资料中在常规