油气水的组成和性质.ppt

1 原油的成分及性质 天然气的成分和性质 油田水的成分和性质 一、石油的概念 石油（Petroleum）是指从地下深处开采出来的多组分混合物。即指气态、 液态 、固态的以烃类为主的混合物，具天然产状（第11届世界石油大会、国际标准化委员会）。 二、原油的化学组成（一）、元素组成（Elemental composition） 世界上各油田所产原油的性质虽然千差万别，但它们的元素组成是一致的，基本是由碳、氢、硫、氮、氧五种元素组成，而且主要是碳和氢。它们在原油中含量的一般范围是： 碳 83.0％～87.0％ 氢 11.0％～14.0％ 硫 0.05％～8.00％ 氮 0.02％～2.00％ 氧 0.05％～2.00％ 除碳、氢、硫、氮、氧外，原油中还含有微量的金属和非金属元素，它们的含量一般只是百万分之几甚至十亿分之几。微量金属元素30多种, 有 Fe、Al、V、Ni…。 （二）、化合物组成 烃类（Hydrocarbon）：指全部由氢和碳原子构成的化合物——烷烃、环烷烃、芳香烃 2）异构烷烃 C10内的异构烷烃含量较高，在C5～C8范围内，最常见的构型是具有一个叔碳原子（2-甲基或3-甲基），其次是两个叔碳原子的构型。在中等分子量范围内最重要的异构烷烃是异戊二烯类烷烃，它们是C9～C25的异构烷烃，每隔三个碳原子有一个甲基支链，含量常占原油的1％。 最重要：异戊二烯型烷烃（植烷，姥鲛烷）生物标志化合物 。 2、环烷烃（Naphthene） 轻馏分中（C10）：环己烷、环戊烷及其衍生物是原油的重要组分，特别是甲基环己烷和甲基环戊烷常常是最丰富的。 中等到重馏分（C10～C35）：一般由1～5个五员环和六员环组成。 原油中： 单环和双环烷烃：占环烷烃总量的50％～55％ 三环烷烃：占20％ 四环和五环环烷烃：占碳数大于10的环烷烃的25％，它们的结构与四环甾族化合物和五环三萜烷直接相关。 3、芳香烃（Aromatics） 分子中含有苯环的烃类，属不饱和烃。 单环芳烃（含一个苯环） 多环芳烃（含两个以上独立苯环） 稠环芳烃 (含两个以上苯环, 彼此通过共用两个相邻碳原子稠合而成） 原油中1～3环的苯、萘和菲系列含量最高，占芳香馏分的70％左右，而四环以上的芳烃仅占不到10％。 非烃类 1、含硫化合物（Sulfur compounds） ： 含量从万分之几到百分之几 存在形式元素硫、硫醇、硫醚和噻吩类等，有机硫化物已鉴定出250种 原油中的硫主要来自有机物的蛋白质和围岩的含硫酸盐矿物如石膏等，故产于海相环境的石油较形成于陆相环境的石油含硫量高。 易形成 H2S、H2SO4、H2SO3 等，对金属管线设备造成腐蚀。 含量 2% 高硫石油（碳酸盐岩 地层） 0.5-2% 含硫石油 0.5% 低硫石油（砂岩地层） 1、颜色（color） 颜色变化较大，从无色—黑色。 一、概念 广义：自然界中一切气体均称为天然气，即包括气圈、水圈、岩石圈以至地幔和地核中的一切天然气体。 狭义：指与油气田有关的烃类气体。 2、化合物组成 烃类：甲烷占绝对优势，并有数量不等的重烃气（C2+） 非烃：CO2、N2、H2S、H2、CO、SO2、Hg等 微量的惰性气体（氦、氖、氩、氪、氙等） 有时含有少量的有机硫、氧、氮化合物。 1．气藏气（干气）：烃类气体单独聚集成藏，不与原油伴生。 C1一般大于95%，重烃气含量极少（1—4%）。 2．气顶气（湿气）：与原油共存于油气藏中，呈游离气顶状态的天然气。 重烃含量可达百分之几—几十（仅次于甲烷）（gas cap） 3．溶解气（dissolved gas）：地层条件下溶解在原油和水中的气体。重烃含量变化大：20—80% 4．凝析气（condensate gas）：当地下温度压力超过临界条件后，液态烃逆蒸发形成凝析气。采出过程中反凝析出凝析油。 5．天然气水合物：在冰点附近特殊的温度和压力条件下，甲烷等气态分子被天然地封闭在水分子的扩大晶格中，形成固态气水合物。主要分布在冻土、极地和深海沉积物中。固态气水合物是在温度高于水本身的固化温度的时候，天然气和水结合而形成的一种固态液体，而不是化合物。气体分子和水分子的数目是固定的，一个甲烷分子需要5.75个水分子，一个乙烷分子需要7.66个水分子，一个丙烷或丁烷分子需要17个水分子。 四、天然气的物理性质 1．相对密度：标准状况下，单位体积天然气与同体积空气的质量比值。一般0.5—0.7g/cm3。 2．粘度：天然气粘度随分子量增加而减小，随