石油地质基础 任务一 石油的性质和组成 石油的性质和组成.doc

严 谨 治 学 见 贤 思 齐 教学情境 　石油地质 授课方式 理论课 授课时间 第 周 星期 第 节 授课内容 石油的组分和性质 计划课时 1学时 教学目标与要求 知识目标： 1、掌握石油的组成及物理化性质 能力目标： 全面认识石油的组成和性质 素质目标： 具体石油地质分析的素质 教学重点与难点 重点： 石油的物理性质 难点： 石油的化学组成及组分 处理方法： 图示、讲解、分析讨 教学资源 教案、PPT课件、参考教材 教学过程 主题/任务/活动 教学方法 时间分配 导课 讲述 5 石油的化学组成 讲授法 15 石油的物理性质 讲授 讨论 图示 25 小结 讲述 5 作业/ 技能训练 1、石油的物理性质有哪些，分析其内在联系。 2、石油的组分有哪些，如何划分？ 教学评估 教 学 设 计 情境十　石油地质 导入新课： 以生活中石油的重要性为例，通过提问导出石油的概念，进而顺利进入本节内容。 讲授新课： （一）油气藏中流体的化学组成和物理性质 一、石油的性质和组成 石油是由各种碳氢化合物和少量杂质组成的存在于地下岩石孔隙中的液态可燃有机矿物，是成分十分复杂的天然有机化合物的混合物。 1．石油的元素组成 石油的主要成分C、H、O、S、N。其中，C：84~87%，H：11~14%，两者占97~99%；O、S、N总量仅占1~3%。 2．石油的化合物组成 石油中的主要元素，不是呈游离状态，而是结合成不同的化合物存在，以烃类化合物为主，另外还有含氧、含硫、含氮的非烃化合物。 1）石油的烃类组成：目前在石油中已鉴定出的烃类化合物达420多种。按C、H两种元素之间结合的化学结构的不同，基本上可分为烷烃、环烷烃、芳香烃三大类。 （1）烷烃类（又称脂肪烃类），通式为CnH2n+2 。 一般在常温常压下1~4个碳原子（C1~C4）的烷烃呈气态；含5~16个碳原子的正烷烃呈液态；十七个以上碳原子的高分子烷烃呈固态。 （2）环烷烃：即分子中含有碳环的饱和烃。根据组成碳环的碳原子数分为三员环、四员环、五员环……。环烷烃和脂肪烃分子中所有化合价均被饱和，所以它们都属饱和烃，性质相似，化学稳定性高。 （3）芳香烃：指具有六个碳原子和六个氢原子组成的物殊碳环—苯环的化合物，其结构特点是分子中含有苯环结构，属不饱和烃。根据其结构，可分为单环、多环和稠环三类。 2）石油的非烃组成：石油中非烃化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物。 （1）含硫化合物：硫在石油中可以呈单质硫S、硫化氢（H2S）、硫醇（RSH）、硫醚、环硫醚、二硫化物、噻吩及其同系物等形态出现。 硫是石油中的一种有害杂质，因为它易产生硫化氢、硫化铁、硫醇铁、亚硫酸或硫酸等，对机器、管道、油罐、炼塔等金属设备产生腐蚀。所以含硫量常作为评价石油质量的一项重要指标，我国的石油多为低硫石油。通常将含硫量大于2%的石油称为高硫石油，低于0.5%称为低硫石油，介于0.5~2%称含硫石油。 （2）含氮化合物：含氮量高于0.25%的石油称为高氮石油，而低于0.25%的称为贫氮石油。石油中含氮化合物分为碱性和非碱性两种，碱性化合物有吡啶、喹啉、异喹啉和卟啶及其同系物；非碱性包括咯、卟啉、吲哚和咔唑及其同系物。其中金属卟啉化合物最为重要，它的分子包含四个吡咯环。 动物血红素和植物叶绿素都属卟啉化合物，它们的结构同石油中这类化合物相同。因此，它们是石油有机成因的有利证据。 （3）含氧化合物：一般只有千分之几，个别石油可高达2~3%。可分为酸性和中性两类。前者有环烷酸、脂肪酸及酚，总称为石油酸；后者有醛、酮类。 3．石油的物理性质 1）颜色：石油的颜色变化较大，从无色、淡黄色、黄褐色、淡红色、深褐色、黑绿色到黑色。颜色的不同跟成份有关。胶质—沥青质含量越高颜色越深，油质含量高，颜色浅。 2）密度和相对密度：原油的相对密度在20℃下，一般介于0.75~1.0之间。通常把相对密度9.0的石油称为重质石油，小于0.9的为轻质石油。 影响因素：石油的密度与颜色有一定关系，一般淡色石油密度小，反之 则大。这取于其化学组成；胶质、沥青质含量高，密度则大；高分子量含量大，密度大。地下原油密度还跟所处的温度和压力及溶解气量有关。 3）粘度：指流体质点相对移动时所受到的内部阻力。它是对流体流动性能的度量，单位为帕斯卡秒（Pa·S）。 影响因素：粘度的变化受化学组成、温度、压力及溶解气量影响。分子量小的烷烃、环烷烃含量多，粘度低；反之，高分子化合物含量多，则石油粘度高。温度、压力升高，粘度降低；温度、压力降低，粘度升高。溶解气量高，则粘度低；反之则高。 4）凝固点：将液体石油冷却到失去流动性时的温