石油天然气油田水的组成和性质
石油地质学-2. 油气组成和性质
2）运动粘度：
动力粘度与密度之比称运动粘度 单位为㎡/s，二次方米/每秒，其常用Vt表示
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3)相对粘度：
又称思氏粘度，是在思氏粘度计中200ml原 油与20℃时同体积的蒸馏水流出时间的比，用Et 表示。
实验室测定的Et，通过置换算表，获得运动 粘度，运动粘度与密度之积即得动力粘度。
含硫量
V/Ni
δ13C
海相石油
陆相石油
25-70%
60-90%
25-60%
10-20%
陆相石油大于海相石油含蜡量。普遍大于5%。
一般海相石油大于陆相石油的含硫量，
>1
<1
>-27‰
<-29‰
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第二节 天然气的组成与性质
一、天然气的概念和产出类型
石油天然气地质学中所研究 的主要是狭义的天然气
＞0.90 称为重质石油 ＜0.90 称为轻质石油 世界平均比重的原油，1吨按7.3桶计算。
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3.石油的粘度
粘度值代表石油流动时分子之间 相对运动所引起的内摩擦力大小。
粘度又分为：动力粘度 运动粘度 相对粘度
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1）动力粘度（绝对粘度）：
单位为帕斯卡·秒（Pa·s）。它表示1牛顿力作用下， 两个液层面积各为1平方米，相距1米，彼此间相对移动 速度为1米/S 时，液体流动所产生的阻力。
吸附
轻馏分
烃用
物
类硅
原 蒸馏
油
用 乙
可+
溶胶 的质
胶、 有 机 溶
石油综述第二章石油的组成及性质
第二章油气的组成及性质第一节油气在地层中，油气则是指原油与天然气混合形成的矿藏能源。
油气的组成则是要把原油的组成与天然气的组成分开讲解。
原油即石油，也称黑色金子，是一种粘稠的、深褐色（有时有点绿色的）液体。
习惯上称直接从油井中开采出来未加工的石油为原油，它是一种由各种烃类组成的黑褐色或暗绿色黏稠液态或半固态的可燃物质。
地壳上层部分地区有石油储存。
它由不同的碳氢化合物混合组成，其主要组成成分是烷烃，此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素。
可溶于多种有机溶剂,不溶于水,但可与水形成乳状液。
按密度范围分为轻质原油、中质原油和重质原油。
不过不同油田的石油成分和外貌可以有很大差别。
石油主要被用来作为燃油和汽油，燃料油和汽油组成世界上最重要的一次能源之一。
石油也是许多化学工业产品——如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。
原油是一种黑褐色的流动或半流动粘稠液，略轻于水，是一种成分十分复杂的混合物；就其化学元素而言，主要是碳元素和氢元素组成的多种碳氢化合物，统称“烃类”。
原油中碳元素占83%一87%，氢元素占11%一14%，其它部分则是硫、氮、氧及金属等杂质。
虽然原油的基本元素类似，但从地下开采的天然原油，在不同产区和不同地层，反映出的原油品种则纷繁众多，其物理性质有很大的差别。
原油的分类按组成分类：石蜡基原油、环烷基原油和中间基原油三类；按硫含量分类：超低硫原油、低硫原油、含硫原油和高硫原油四类；按比重分类：轻质原油、中质原油、重质原油以三类。
第二节原油的组成及物理化学性质原油的性质包含物理性质和化学性质两个方面。
物理性质包括颜色、密度、粘度、凝固点、溶解性、发热量、荧光性、旋光性等；化学性质包括化学组成、组分组成和杂质含量等。
密度原油相对密度一般在0.75～0.95之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度在0.9～1.0的称为重质原油，小于0.9的称为轻质原油。
粘度原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦阻力，原油粘度大小取决于温度、压力、溶解气量及其化学组成。
石油地质学(柳广弟)第一章 油水
中馏分
重馏分
煤油 C9~16
190-260
柴油 C13~23
260320
重瓦斯 润滑油 油
320-360 360-530
渣油 ＞530
油气水
汽油 煤油 柴油
润滑 油石 蜡和 沥青
二、石油的化学组成
油气水
（一）元素组成
（C、 H、 S、 N、 O、） Fe、 Ca、 Mg、 （Si）、 A1、 V、 Ni、 Cu、 Sb、 Mn、 Sr、 Ba、 B、 Co、 Zn、 Mo、 Pb、 Sn、 (Na)、 K、P、 Li、Cl、Bi、Be、Ge、Ag、 As、Gd、Au、Ti、Cr、Cd
（二）相对密度
油气水
➢相对密度：20℃的石油与4℃纯水单位体积的重量比。D420：0.75～1.00。 ➢石油按密度分类：轻质油（<0.87） 正常石油（0.87-0.93）重油（>0.93) ➢我国以 0.82-0.89 居多（沥青质少，胶质多，故粘度偏高，密度偏低）
决定因素：1 胶质 沥青质含量； 2 大分子烃类含量； 3 溶解气含量
美国
西欧
（三）粘度（Viscosity）
油气水
反映石油流体内摩擦力的参数，运动粘度或动力粘度 动力粘度单位：Pa·s或mPa·s (1mPa·s=1厘泊)
决定因素： 温度、压力、化学组成，溶解气含量
稀油：<100mPa·s 稠油：>100mPa·s
普通稠油：100~10000mPa·s 特稠油：10000mPa·s~50000mPa·s 超稠油：>50000mPa·s
油气水 1-1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 2．族分
– 按化合物组成对石油成分的一种分类。可分为饱和烃、芳香烃、非烃和沥 青质四部分。有时亦称为族组成。
名词解释大全
一、名词解释绪论1石油地质学是矿床学的一个分支，是在石油和天然气勘探及开采的大量实践中总结出来的一门新兴学科，它是石油及天然气地质勘探领域的重要理论基础课。
第一章石油、天然气、油田水的成分和性质1石油沥青类天然气、石油及其固态衍生物，统称为石油沥青类。
它们同煤类、油页岩、一部分硫，都是自然界常见的可燃矿产。
2可燃有机矿产或可燃有机岩天然气、石油及其固态衍生物，统称为石油沥青类。
它们同煤类、油页岩、一部分硫，都是自然界常见的可燃矿产。
因为这些矿产多由古代的动物、植物遗体演变而来，属有机成因，又具有燃烧能力，所以常被人们总称为可燃有机矿产或可燃有机岩。
3石油（又称原油）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。
4 气藏气系指基本上不与石油伴生，单独聚集成纯气藏的天然气。
5 气顶气系指与石油共存于油气藏中呈游离气顶状态的天然气。
6凝析气当地下温度、压力超过临界条件后，液态烃逆蒸发而形成的气体，称为凝析气。
一旦采出后，由于地表压力、温度降低而逆凝结为轻质油，即凝析油。
7固态气体水合物在洋底特定压力和温度条件下，甲烷气体分子天然地被封闭在水分子的扩大晶格中，形成固态气体水合物，或冰冻甲烷或水化甲烷。
8油田水所谓油田水，从广义上理解，是指油田区域(含油构造)内的地下水，包括油层水和非油层水。
狭义的油田水是指油田范围内直接与油层连通的地下水，即油层水。
9底水是指含油(气)外边界范围以内直接与油(气)相接触，并从底下托着油气的油层水。
10边水是指含油(气)外边界以外的油层水，实际上是底水的外延。
11重质油是指用常规原油开采技术难于开采的具有较大的粘度和密度的原油。
与常规油相比，包含了数量较多的高分子烃和杂原子化合物，在物理性质上，具有密度大、粘度大、含胶量高、含蜡量低、凝固点低的特点。
第二章油气显示1油气显示石油、天然气以及石油衍生物在地表的天然露头。
2油苗液态原油由地下渗出到地面叫油苗。
油气田开发地质基础 第1章 油 气 水性质-xie
（2）含氮化合物 石油中的含氮量一般在万分之几至千分之几。 我国大多数原油含氮量均低于千分之五。 石油中的含氮化合物包括碱性和非碱性两类。
碱性含氮化物多为吡啶、喹啉等及其同系物， 非碱性含氮化物主要是吡咯、卟啉、吲哚和咔
唑及其同系物。其中以金属卟啉化合物最为重 要。
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金属卟啉化合物
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 指相原油中卟啉类型与沉积环境有密切关系，海相石油富含钒 卟啉，陆相石油富含镍卟啉。我国原油一般以镍卟啉为主， V/Ni比值都小于1。 有机成因动物血红素 和植物叶绿素都属卟啉 化合物，前者为铁的络 合物，后者是镁的络合 物。它们同石油中这类 化合物的结构相同，所 以，在石油中发现卟啉 化合物，可作为石油有 机成因重要证据之一 石油低温生成卟啉的稳定性较差，在高温（>250℃）或氧化条 件下，卟啉可以发生开环裂解反应而被破坏。说明石油是在相对 10 低温的条件下生成。
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6.溶解性 石油主要由各种烃类化合物组成，由于烃类难溶于水， 因此，石油在水中的溶解度很低。 若以碳数相同的分子进行比较，溶解度烷烃<环烷烃<芳香 烃。 除甲烷外，各族烃类在水中的溶解度均随分子量增大而减 小。 外界条件对石油在水中的溶解度有不同影响： （1）温度由150℃降低到25℃，石油的溶解度会降低 78~95%； （2）除烷烃中的气态馏分外，压力对烃类的溶解度影响 甚微； （3）水中无机组分含量和含盐量增加时，烃类的溶解度 会降低。 石油尽管难溶于水，但却易溶于许多有机溶剂，例如氯 仿、四氯化碳、苯、石油醚、醇等等。根据石油在有机溶剂 中的溶解性，有助于鉴定岩石中的石油含量及性质。
馏分 温度℃ 轻馏分 石油气 汽油 <35 煤油 中馏分 重馏分 柴油 重瓦斯油 润滑油 渣油 >530
中国石油大学(华东)石油天然气地
国家精品课“石油天然气地质与勘探”第一章 石油、天然气及油田水的基本特征第一节 石 油一、石油的化学组成石油是地下岩石空隙中天然生成的、以液态烃为主要化学组分的可燃有机矿产。
这种矿产成分复杂，现已鉴定出上千种有机化合物，主要为烃类，还含有数量不等的非烃化合物和多种微量元素，有时溶有一些烃类气体、非烃气体、不等量固态烃和非烃物质。
所以，石油实际上是多种有机化合物的混合体。
各地的石油成分不一，无确定的化学成分和物理常数。
（一）元素组成不同地区，不同时代的石油元素组成比较接近，但也存在一定的差异（表1-1）。
组成石油的化学元素主要有碳、氢、氧、硫、氮，其中碳和氢两种元素占绝对优势。
1.碳和氢从重量百分比来看，碳一般为84～87%，氢一般为11～14%，这两种元素总量达95～99%，平均为97.5％；碳、氢元素的重量比（C/H ）平均为6.5，原子比约为0.57（或1∶1.8）。
这两种元素主要以烃类形式存在，是组成石油的主体。
2.氧、硫、氮在石油中，氧、硫、氮也主要以化合物形式存在；这三种元素及微量元素的总含量一般只有1～4％；但有时由于硫分增多，这个比例可高达3～7％。
据Tissot 和Welte （1978）对9347个样品的统计，石油中硫含量平均为0.65%（重量），其频率分布具有双峰的特点（图1-1），在1％处为最小值，以此为界，可将样品分成两部分，多数样品（约7500个）含硫量小于1％，少数样品（约1800个）含硫量大于1％。
依据含硫量通常把开采至地表的石油（简称原油）分为高硫（含硫量大于1％）和低硫（含硫量小于1％）两类；也有人采用三分的方式，将原油分为高硫原油（含硫量大于2％）、含硫原油（含硫量为2～0.5％）和低硫原油（含硫量小于0.5％）。
石油中的硫含量有环境指示意义，通常海相、近海湖盆相、盐湖相等半咸-咸水沉积地层中生成并产出的石油含硫量较高，一般大于1%；内陆淡水湖泊相沉积地层中生成并产出的石油含硫量较低，一般小于1%。
长江大学石油地质学考研资料(大纲版)
《石油地质学》复习题一、名词解释1.石油:(又称原油)(crude 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。
2.石油的灰分：石油的元素组成除了碳、氢、氧、氮、硫以外，还含有几十种微量元素，石油中的微量元素就构成了石油的灰分。
3.石油的比重：是指一个大气压下，20℃石油与4℃纯水单位体积的重量比，用d420表示。
4.石油的荧光性：石油在紫外光照射下可产生延缓时间不足10-7秒的发光现象，称为荧光性。
5.天然气：广义上指岩石圈中存在的一切天然生成的气体。
石油地质学中研究的主要是沉积圈中以烃类为主的天然气。
6.凝析气（凝析油）：当地下温度、压力超过临界条件后，由液态烃逆蒸发而形成的气体。
开采出来后，由于地表压力、温度较低，按照逆凝结规律而逆凝结为轻质油即凝析油。
7.固态气水合物：是在冰点附近的特殊温度和压力条件下由天然气分子和水分子结合而成的固态结晶化合物。
8.油田水：是指油田范围内直接与油层连通的地下水，即油层水。
9.油田水矿化度:即水中各种离子、分子和化合物的总含量，以水加热至105℃蒸发后所剩残渣重量或离子总量来表示，单位ml/l、g/l或ppm。
10.沉积有机质：通过沉积作用进入沉积物中并被埋藏下来的那部分有机质称为沉积有机质。
11.干酪根：为沉积岩中所有不溶于非氧化的酸、碱和非极性有机溶剂的分散有机质。
12.成油门限（门限温度、门限深度）：有机质随着埋藏深度的增加，温度升高，当温度和深度达到一定数值，有机质才开始大量转化为石油，这个界限称成油门限。
（门限温度：随着埋藏深度的增加，当温度升高到一定数值，有机质开始大量转化为石油，这个温度界限称门限温度。
门限深度：与门限温度相对应的深度称门限深度。
）13.生油窗：在热催化作用下，有机质能够大量转化为石油和湿气，成为主要的成油时期，称为生油窗。
14．煤型气：腐殖质有机质进入成熟阶段以后所形成的天然气。
02 油田水
油田水的产状（二）
油田水的贮存状态也不外乎上述三种产状。 但油（气）层水的产状，还可以根据水与 油、气的相对位臵关系，分为底水和边水。
底水是指含油（气）外边界范围以内与油 （气）相接触，且位于油气之下承托着油气 的油（气）层水。 边水是指含油（气）外边界以外的油（气） 层水，实际上是底水的自然外延。
苏林分类
大陆水含盐度低（一般小于500mg/l），其 化学组成具有HCO3-＞SO42-＞Cl-，Ca2+＞Na+ ＜Mg2+的相互关系，且Na+＞Cl-，Na+/Cl-(当 量比)＞1。
海水的含盐度较高(一般约为35,000mg/l)， 其化学组成具有Cl-＞SO42-＞HCO3-，Na+＞ Mg2+＜Ca2+，且Cl-＞Na+，Na+/Cl-（当量比） ＜1的特点。
重烃含量的多少则与距离油气藏的远近有 关。一般非油田水中常只含少量甲烷。
油层水中苯系化合物含量高，一般可达 0.03-1.58mg/l，最高可达5-6mg/l，且甲苯/ 苯大于1；非油层水中苯系化合物含量低， 且甲苯/苯小于1。
酚在油层水中含量也比较高，一般大于 0.1mg/l，最高可达10-15mg/l，且以邻甲 酚和甲酚为主；非油层水的含量低，且 以苯酚为主。
不同水中微量元素含量对比表
元素及化合 油田水 物 （mg/l） 碘 几十到几百 溴 几百 硼 几十到几百 NH4 100 — 500
海水 （mg/l） 0.05 65 4 — 6 -
淡水（mg/l） 0.003 0.0001 — 0.2 痕量或无 20 — 60
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第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质 • 常温常压：
C1～C4 （甲烷～丁烷）－－气态
C5～C16 （戊烷～十六烷）－液态
C17＋ 高分子烷烃 －－ 固态 正构烷： 无支链者 异构烷： 有支链
石油沥青类（Petroleum asphalts, Petroleum bitumens) 天然气、石油及其固态衍生物统称。
是可燃有机矿产组成的主要部分
可燃有机矿产主要元素： 碳和氢，还会有少量的氧、硫、氮等杂质。
从物理状态分类，可燃有机矿产可分为三类： 1．气态可燃矿产：即天然气。 2．液态可燃矿产：以石油为代表。 3．固态可燃矿产：种类较多，包括煤、油页岩、硫磺 及石油衍生物：地沥青、地蜡、石沥青等。
第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质
A. 正构烷烃（N-alkane）
碳数分布： 石油中正烷烃有C1～C46 大部分正烷烃碳数≤C35 不同石油中碳数分布不同 含量： 石油中多数占15.5%（体积）
轻质石油含量高≥30%
重质石油含量低≤15%
第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质
正构烷烃分布曲线 不同碳原子数的正构烷烃相 不同碳原子数的正构烷烃相 对含量呈一条连续的曲线。 对含量呈一条连续的曲线。
C、H、O、 S 、N 和微量元素（灰分）
C 、H为主占总量95~99%
C、H两元素主要呈烃类化合物存在，是石油组 成的主体。 O、S、N含量低，占1~4%
－存在于高分子化合物中大多富集在渣油或胶质和沥青质 中。
微量元素——灰分
已发现60多种微量元素
不同中石油的微量元素含量不同
微量元素与 自然界有机质的元素组成相似 ， 表明石油与原始有机质存在着明显的亲缘关系.
原油中正构烷烃分布特征：
a.环境
陆相石油：高碳数（＞C22）正烷烃高 海相石油：低碳数（＜C21）正烷烃含量高
b.演化
演化程度较高：低碳数正烷烃多； 演化程度低的石油：正烷烃高碳数多。
c. 生物作用
微生物强烈降解的原油：正烷烃被选择性降解， 一般含量较低，低碳数的更少。
第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质
植烷、姥鲛烷、降姥鲛烷、 异十六烷及法呢烷 研究和应用最多是： 植烷和姥鲛烷。
第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质
来源：植物的叶绿素的侧链植醇或色素演变而来， 为生物标志化合物。 用途： A. 沉积环境研究
不同沉积相 Pr/Ph 的变化情况表
B、常用于油源对比标志（指纹化合物） 原理：同源石油所含异戊间二烯类烷烃类型和 含量都十分接近
• 石油中正构烷烃的来源：
现代生物：如细菌、藻类 含脂类的植物或蜡质 有机质的演变、分解
第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质
B、异构烷烃（Isoalkane）
石油中的异构烷烃
以≤C20为主， 异戊间二烯烷烃最重要。 特点：直链上每4个碳原 子有一个甲基支链。
沉积物和原油含量最高是：
第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质
第二节 石油的成份和性质
一、基本概念
石油（Petroleum）： －－指气态、液态、固态的以烃类为主的混合物。
（国际标准化委员会)
－－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。
（一）元素组成
(Elemental composition)
第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质
3、石油的化合物组成
用色谱分析可将石油划分为：
饱和烃 烷烃
正构烷烃 异构烷烃
烃
环烷烃 不饱和烃 芳烃+环烷芳烃
非烃 胶质和沥青质，含S、N、O化合物
第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质
（1）烷烃（Paraffin alkane) 石蜡烃，脂肪族烃，CnH2n+2
油气 藏
二、石油地质学的研究内容
主 要 内 容
石油地质学
油气藏的基本要素
流体—气油水 生油层储盖层 圈闭
经 典 内 容
油气藏形成原理
油气形成 运移和聚集 成藏过程
含油气盆地 油气聚集单元 油气时空分布
油气分布规律
扩展内容：含油气系统和盆地模拟、油气勘探与资源评价
第一章：油气藏中的流体 ——石油、天然气、油田 第一节 石油沥青类概述
V、Ni分布广泛，具有成因意义
• 海相原油－ V/Ni>1
• 陆相原油－ V/Ni<1
（二）石油组份
第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质
1、石油的馏分
石油的馏分：是利用组成石油的化合物具有不同沸 点的特性，加热蒸馏，将石油切割成不同沸点范围（即 馏程）的若干部分，每一部分就是一个馏分。
石油的馏分组分表
主峰碳数 曲线上极大 值
这说明正烷烃同系物是一个连续渐变系列.
ห้องสมุดไป่ตู้
第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质
不同原油正构 烷烃分布曲线
据主峰碳位置及形态，分3种基本类型
与成油母型、 成油环境及 演化程度密 切相关。广 泛的应用于 石油的成因 和油源对比 研究。
①主峰小于C15，且主峰区较窄； ②主峰大于C25，且主峰区较宽； ③主峰在C15-C25之间，且主峰区较宽。 不同类型的正构烷烃分布曲线
绪论 §1 石油地质学的研究内容
一、石油地质学的概念 石油地质学（Petroleum Geology）
又称石油天然气地质学
——研究地壳中的油气藏及
其形成机理和分布规律的地 质科学。
属于矿产地质科学的一个分支学科
与一般地质矿产不同： 石油地质学研究对象——油气藏其 内部主要是流体。聚集地≠生成地 因此：涉及面广
第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质
2、石油的组分组成
油质（Oily)：凡能溶解于中性有机溶剂，不被硅 胶所吸附，浅黄色粘性油状物。 苯胶质(Benzene gum)：能溶解于中性有机溶剂， 被硅胶所吸附，主要溶于苯，属暗色的油状物。 洒精苯胶质(Alcohol-benzene gum)：溶于酒精 和苯，同时被硅胶所吸附。 沥青质(Asphaltum;Pitch)：用石油醚分离，得 到不溶于石油醚的暗黑色-黑色沥青状无定形的固体。
第一章 石油、天然气、油田水的组成和性质