[理学]石油地质学第一章油气水的组成和性质1.ppt

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 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）。 一、元素组成 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、化学组成 在原油的化学组成中，按照化学结构可分为： （一）、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 1、烷烃： 1）正构烷烃 属直链烃 -C-C-C-C- 在原油中正构烷烃的含量是较高的，其含量一般为15～20％。原油中已检测出C1～C60的各种正构烷烃。 正构烷烃含量随碳原子数增加有规律地减少。 2）异构烷烃 ——属侧链烃 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、环烷烃化合物 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、芳香烃化合物（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％。 （二） 非烃类 1、含硫化合物： 含量从万分之几到百分之几 有机硫化物已鉴定出250种 存在形式元素硫、硫醇、硫醚和噻吩类等 原油中的硫主要来自有机物的蛋白质和地层中的含硫酸盐矿物如石膏等，故产于蒸发盆地的油含硫量较高。 易形成 H2S、H2SO4、H2SO3 等，对金属管线设备造成腐蚀。 含量 2% 高硫原油（碳酸盐岩 膏盐岩含油层） 0.5 — 2% 含硫原油 0.5% 低硫原油（砂岩地层） 三、族组成 饱和烃： 芳香烃： 胶质： 沥青质： 1、颜色（color） 颜色变化较大，从无色—黑色。 与组成有关：胶质-沥青质含量越高颜色越深，烃类含量高，颜色浅。原油一般以黑色为多。原油颜色的不同可有以下几个原因： 1）无色或浅色原油：可能在运移过程中，带色的胶质和沥青质被岩石吸附，剩下浅色油质（烃类）部分。亦可能是由于高温裂解，使高分子烃碳链断裂，变成低分子烃，而形成浅色轻质组分。 2）如果原油受到氧化或菌解而形成黑色的沥青质、炭质。如胜利、克拉玛依（热采）。 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。 二、组成 1、元素组成 C、H 为主，少量 N、 O、 S。 含量：C： 65—80% H：12—20% 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。 非烃一般含量少，少数例外 ，如： 美国: 本得隆起 二迭系砂岩气藏 N2 达86%（Nitrogen） 中国: 广东 三水盆地 砂头峪气田 CO2达99.5%（Carbon dioxide） 河北 赵兰庄油气田 孔一段 H2S 达92%（Hydrogen sulfide