油层物理1-1第一节石油的组成与性质
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一、石油的组成
❖ 从化学组成来看: 石油可分为两大类，即烃类和非烃类。 烃类和非烃类的相对含量，因石油的产地不同，差别也很 大。有的石油(轻质石油)，烃类含量可达90％以上，但有 的石油(重质石油)烃类含量甚至低到50％左右。
❖ 1.1 石油中烃类化合物 ❖ 1、石油中的烷烃
▪ 在石油中带有直链或支链，但没有任何环结构的饱和 烃，称之为烷烃（或链烃）。烷烃的化学性质很不活 泼，在一般条件下不易发生反应。但在加热或催化剂 以及光化学作用下，烷烃能起各种反应，例如卤化、 磺化、氧化以及裂化等反应。
❖ 储层流体的特点： ▪ (1)处于高温、高压状态 ▪ (2)地层油中溶解有大量的天然气 ▪ (3)地层水中溶解有大量的盐类物质
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第一节 石油的组成与性质
❖ 石油与天然气从化学组成上讲为同一类物质。现已确定石 油中烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃这三种饱和烃类 构成。原油中一般未发现非饱和烃类，如烯烃、炔烃。烷 烃又称石蜡族烃，其化学通式为CnH2n+2。
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二、石油的物理性质
❖ 石油物理性质上的差异是其化学组成不同的一种反映。 ▪ 天然石油通常是淡黄色到黑色的、流动或半流动性的 液体。世界各地所产的石油在性质上差异很大。从颜 色看，绝大多数石油都是黑色的，但也有暗黑、暗绿、 暗褐色的，更有一些石油呈赤褐、浅黄色。以相对密 度论，绝大多数石油的相对密度介于0.80~0.98之间， 但也有个别例外，如伊朗某地石油相对密度高达1.016， 而美国加里福尼亚洲某地石油相对密度低到0.707 。
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第一节 石油的组成与性质
❖ 一、石油的组成
▪ 石油中主要含碳、氢元素，也含有硫、氮、氧 元素以及一些微量元素。
▪ 表l—1是国内外一些原油的碳、氢元素含量。
原油 产
地
大庆原油
胜利混合原油
孤岛原油
新疆克玛玛依混合原油
大港混合原油
江汉混合原油
加拿大
墨俄罗斯杜依玛兹
表 1—1 原油的碳、氢元素含量示例
▪ 我国大庆、胜利、任丘、新疆等地原油的汽油馏分中 (<l60℃)，已定量测定的—百多种单体烃，其中苯系芳 香烃约有10余种。
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一、石油的组成
❖ 1.2 石油中的非烃类化合物 ▪ 构成石油的主要是烃类，而硫、氮、氧这些元素则以 各种含硫、含氧、含氮的烃类化合物的形态以及兼含 有硫、氮、氧的胶状、沥青状物质的形态存在于石油 中，因为已不是纯粹的碳氢化合物，所以被统称非纯 烃类化合物，俗称非烃类。显然，它们都是极性物质。 ▪ 1、含氧化合物：环烷酸、苯酚和脂肪酸等； ▪ 2、含硫化合物：硫化氢、硫醇、硫醚和噻吩等，此外 石油中还含有元素硫。 ▪ 3、含氮化合物：吡咯、吡啶、喹琳、吲哚和咔唑等杂 环化合物。 ▪ 4、胶质和沥青质：石油中的胶质-沥青质亦属于非烃化 合物，它们多是高分子杂环的氧、硫、氮化合物，具 有较高的或中等的界面活性，它们对石油的许多性质， 诸如颜色、比重、粘度和界面张力等都有较大的影响， 了解这类化合物的性质对提高原油采收率尤为重要。
❖ 烷烃由于其分子量大小不同，存在的形态也不同。 ❖ 在常温常压下，C1～C4为气态，它们是构成天然气的主
要成分； ❖ C5～C16是液态，它们是石油的主要成份； ❖ 而C17以上的烷烃为固态，即所谓石蜡。石油中固态烃
能以溶解或结晶状态存在于石油中。因此，石油与天然气 在化学结构上说均为烃类，只是分子量不同而已。
96.2
H／C(原子比) 1.86 1.68 1.67 1.85 1.88 1.72 1.60 1.62 1.80 1.67 1.56 1.76
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一、石油的组成
表 1—2 石油中硫、氮元素含量
元素含量
硫
氮
原油
(质量％) (质量%)
大庆
0.12
0.13
胜利
0.80
0.41
孤岛
1.8~2.0
第一章
油层流体的物理性质 The Physical Properties of
Reservoir Fluids
❖储层流体(reservoir fluids): ▪ 是指储存于地下储层中的石油(Crude oil or oil )、 ▪ 天然气(Natural gas) ▪ 地层水(Formation water or oilfield water)。
C，％
H，％
(C+H)，％
85.7
13.3
99.0
86.3
12.2
98.5
84.2
11.7
95.9
86.1
13.3
98.4
85.7
13.4
99.1
84.9
12.2
97.1
83.4
10.4
93.8
84.2
11.4
95.6
85.4
12.8
98.2
83.6
11.9
95.5
87.2
11.3
98.5
83.9
12.3
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1.1 石油中烃类化合物
❖ 2、石油中环烷烃 ▪ 环烷烃是环状的饱和烃，其性质也比较稳定，并且是 石油主要的组成之一。有机化学家曾经合成各种碳数 的环烷烃。但是，在石油中大量存在的却只有含五碳 环的环戊烷系和六碳环的环己烷系。
❖ 3、石油中的芳香烃
▪ 苯系芳香烃在石油中普遍存在，根据资料介绍，曾从 美国产石油中分离出带有不同碳数烷基侧链的苯同系 物40余种，侧链可以是烷基的，也可以是环烷基的。
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一、石油的组成
❖ 1.3石油的分子量、含蜡量及胶质沥青质含量 ▪ 1、石油的分子量：原油中最小的分子是分子量为16的 甲烷。最大的分子是沥青质，其分子量可达几千。 ▪ 2、含蜡量：含蜡量是指在常温常压条件下原油中所含 石蜡和地蜡的百分比。 ▪ 3、胶质含量：胶质是指原油中分子量较大(约 300~1000)的、含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化 合物，通常呈半固态分散状溶解于原油中。 ▪ 4、沥青质含量：沥青质是一种高分子量(1000以上)、 具有多环结构的、呈黑色固态的烃类化合物。 ▪ 5、含硫量：指原油中所含硫(硫化物或单质硫)的百分 数。
0.50
大港
0.12
0.23
任丘
0.30
0.38
江汉
1.83
0.30
世界各地原油的最高含量
5.50
0.77
世界各地原油的最低含量
0.02
0.02
我国大部分原油的硫含 量都比较低，例如，大庆 和大港原油含硫量仅为 0.12%，即使是我国含硫 较高的原油(孤岛和江汉原 油)其含硫量与世界各地的 高含硫原油相比较也不算 很高（表1—2）。
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油层物理第一章
颗粒直径大小可按照斯托克斯公式计算， 即 公式推导： 设颗粒为球形，匀速下 降，则受力平衡，合力 为0。 式中： d: 颗粒直径，cm; g: 重力加速度，981cm/s2 r: 液体的运动粘度，cm2 /s ; ρs: 颗粒密度，g/cm3； ρl : 液体密度， g/cm3； v: 颗粒的运动速度，cm/s。
• • • • •
80年，华东石油学院，洪世铎《油藏物理基础》； 84年，武汉地质学院，张博金《油气层物理学》； 85年，成都地质学院，罗蛰潭《油层物理》； 91年，西南石油学院，何更生《油层物理》； 92年，我们学院根据大庆油田特点，编写了这本书。
油层物理已成为我国石油工程专业中不可缺少的重要学科， 随着石油工业的迅猛发展，它必将在我国油田开发和开采工作 中起着越来越重要的作用。而且，随着深层油藏、碳酸盐油藏、 低渗透油藏、稠油油藏以及凝析气藏等各类油（气）藏的开发， 将不断给油层物理学科提出新的研究课题，经过不断努力，油 层物理学科将不断完善和发展。
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在实验室中进行筛析时，一般 都采用细金属丝编成的标准筛进行。 把选用的筛子按筛孔大小从大到小 排列好，取处理好的砂子50g放入最 上面的筛子中，开动振筛机振动15 分钟。取下筛子，把每个筛子中的 颗粒小心地倒到纸上，逐份称量， 算出重量百分数和累积重量百分数。
（2）水力沉降法：主要用于粉沙岩和泥质粉沙岩分析 原理：基于大小不同的颗粒在粘性液体中沉降速度不同进行 分离的原理。
寄 语
由于油层物理课的前后联系非常紧密，如果前 面的内容掌握不好，对后续内容的理解就会产生不 利的影响；而后面内容的学习，又会对前面内容的 理解产生加深的作用。因此，希望同学们在前期努 力学习，闯过了入门这一关，后面的学习就容易多 了。
油层物理学.
第一章油气藏流体的化学组成与性质石油中的烃类及相态石油主要由烷烃、环烷烃和芳香烃三种饱和烃类构成，原油中一般未发现非饱和烃类。
烷烃又称石蜡族烃，化学通式C n H2n+2，在常温常压（20℃，0.1MPa）下，C1~C4为气态，它们是天然气的主要成分；C5~C16是液态，它们是石油的主要成分；C17以上的烷烃为固态，即所谓石蜡。
石油的化学组成石油中主要含碳、氢元素，也含有硫、氮、氧元素以及一些微量元素，一般碳、氢元素含量为95%~99%，硫、氮、氧总含量不超过1%~5%。
石油中的化合物可分为烃类化合物和非烃类化合物；烃类化合物主要为烷烃、环烷烃、芳香烃；非烃类化合物主要为各种含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物以及兼含有硫、氮、氧的胶质和沥青质。
300~1000），含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物，通常呈半固态分散状溶解于原油中。
原油的物理性质及影响因素包括颜色、密度与相对密度、凝固点、粘度、闪点、荧光性、旋光性、导电率等。
原油颜色的不同，主要与原油中轻、重组分及胶质和沥青质含量有关，胶质、沥青质含量高则原油密度颜色变深。
凝固点与原油中的含蜡量、沥青胶质含量及轻质油含量等有关，轻质组分含量高，则凝固点低；重质组分含量高，尤其是石蜡含量高，则凝固点高。
ρo）与某一温度和压力下的水的密度（ρw）之比。
我国和前苏联国家指1atm、20℃时原油密度与1atm、4℃纯水的密度之比，欧美国家则以1atm、60℉（15.6℃）时的原油与纯水的密度之比，γo欧美国家还使用API度流体中任意一点上单位面积的剪应力与速度梯度的比值，是粘性流体流动时内部摩擦而引起的阻力大小的量度，表明流体流动的难易程度。
μ—流体粘度，又称动力粘度或绝对粘度，Pa·s，F/A—单位面积上的剪应力或内摩擦阻力，N/m2dv/dy—速度梯度，s-1p、T）下绝对粘度与密度之比。
单位：m2/s地面原油的分类（1）根据原油中硫的含量可分为：低硫原油、含硫原油、高硫原油（2）根据原油中胶质—沥青质的含量可分为：少胶原油、胶质原油、多胶原油（3）根据原油中的含蜡量可分为：少蜡原油、含蜡原油、高含蜡原油（4）按原油的关键组分可分为：凝析油、石蜡基原油、混合基原油、环烷基原油（5）根据地面脱气原油相对密度可分为：轻质油、中质油、重质油地层原油的分类按粘度分为：低粘油、中粘油、高粘油、稠油。
第一章__油层物理性质及渗流规律
三、向井流动特性
2Kh( Pc Pwf ) qsc re Bo (ln S ) rw
K：油层有效渗透率 H：油层有效厚度
：地层原油粘度
（1.3.2）
（1.3.2）是油层以及油井动态分析的一个基本公式
Rw:井的完井半径
S：井壁阻力系数 Pe:油层压力 Pwf:井底流压
Re：供油面积半径:
K-岩石的渗透率，μm2
第一章 油层物理性质及渗流规律
§1.2 储层岩石物理性质
四、毛细管性质
1.表面张力：两种流体接触面上由于流体分子间引力不平衡引起 的界面张力
油水表面张力范围：20-40mN/m
2.岩石润湿性：当两种非混相流体同时呈现于固相介质表面 时，某一流体相优先润湿固体表面的能力 3.毛管压力：多孔介质的微细毛管中，跨越两种非混相流体弯
第一章 油层物理性质及渗流规律
§1.2 储层岩石物理性质
一、孔隙度φ
定义：岩石本身的空隙体积与岩石体积之比值 Φ=VΦ∕V= VΦ/(Vφ+VG)
Φ-孔隙度， VΦ-空隙体积cm3 ，VG-骨架体积，cm3
流动孔隙度：与含油岩石中流动着的流体体积相等的空隙体积
与岩石体积比值
二、饱和度SO 束缚水饱和度SWi,自由水或可动水饱和度SWm So+Sw+Sg=1
二、地层原油的性质参数
1.泡点压力Pb； 2.溶解气油比Rs； 3.原油的压缩系数Co；
第一章 油层物理性质及渗流规律
§1.1 油层流体物性
二、地层原油的性质参数（续）
4.原油的密度ρo； 5.原油的粘度μo ； 6.原油地层体积系数Bo；
7.总体积系数Bt；
三、地层水的性质参数
1.地层水的粘度μg； 2.地层水的体积系数Bw和密度ρw； 3.溶解气水比Rw； 4.地层水的压缩系数Cw；
2Kh( Pc Pwf ) qsc re Bo (ln S ) rw
K：油层有效渗透率 H：油层有效厚度
：地层原油粘度
（1.3.2）
（1.3.2）是油层以及油井动态分析的一个基本公式
Rw:井的完井半径
S：井壁阻力系数 Pe:油层压力 Pwf:井底流压
Re：供油面积半径:
K-岩石的渗透率，μm2
第一章 油层物理性质及渗流规律
§1.2 储层岩石物理性质
四、毛细管性质
1.表面张力：两种流体接触面上由于流体分子间引力不平衡引起 的界面张力
油水表面张力范围：20-40mN/m
2.岩石润湿性：当两种非混相流体同时呈现于固相介质表面 时，某一流体相优先润湿固体表面的能力 3.毛管压力：多孔介质的微细毛管中，跨越两种非混相流体弯
第一章 油层物理性质及渗流规律
§1.2 储层岩石物理性质
一、孔隙度φ
定义：岩石本身的空隙体积与岩石体积之比值 Φ=VΦ∕V= VΦ/(Vφ+VG)
Φ-孔隙度， VΦ-空隙体积cm3 ，VG-骨架体积，cm3
流动孔隙度：与含油岩石中流动着的流体体积相等的空隙体积
与岩石体积比值
二、饱和度SO 束缚水饱和度SWi,自由水或可动水饱和度SWm So+Sw+Sg=1
二、地层原油的性质参数
1.泡点压力Pb； 2.溶解气油比Rs； 3.原油的压缩系数Co；
第一章 油层物理性质及渗流规律
§1.1 油层流体物性
二、地层原油的性质参数（续）
4.原油的密度ρo； 5.原油的粘度μo ； 6.原油地层体积系数Bo；
7.总体积系数Bt；
三、地层水的性质参数
1.地层水的粘度μg； 2.地层水的体积系数Bw和密度ρw； 3.溶解气水比Rw； 4.地层水的压缩系数Cw；
油层物理
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 1.油气藏烃类的化学组成和分类 1.1 石油的化学组成 石油=烷烃+环烷烃+芳香烃+少量烃类的氧、硫、 氮化合物。 其中：CnH2n+2最多。 原油中的胶质、沥青质：是高分子杂环烃的氧、硫、 氮化合物。 对原油的颜色、密度、粘度影响较大。 油井中的蜡=石蜡+原油+胶质沥青质+泥沙 含蜡量越高，结蜡温度越高，凝固点越高。
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 3.单、双、多组分体系的相图 ⑶单组分烃P-T相图的特点
①单一上升的曲线（饱和蒸气压线）； ②曲线上方为液相区，右下方为气相 区，曲线上任意点为两相区； ③C点为临界点，是两相共的最高压力 和最高温度点。 ④随分子量的增加，曲线向右下方偏 移。
第二章 储层流体的物理特性
2. 相态方程
第二节 油气系统的溶解与分离
用途：可以从数量上确定某一压力、温度下从油中分出的油、气量 的多少及油、气组成；判断油气藏的相态。
2.1 推导：
混合物组成已知，且 在某一压力温度下达到 平衡：
第二章 储层流体的物理特性
2. 相态方程
第二节 油气系统的溶解与分离
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 3.单、双、多组分体系的相图 ⑵单组分烃p-v相图的特点
随温度升高，由气→液时， 体积变化减小； 临界点C处：由气→液，体 积没有明显的变化。
临界点处：气、液的一切性 质（如密度、粘度等）都相同 。其压力、体积、温度记为： Pc、Vv、tc。 当t＞tc时，气体不再液化。
取1mol油气混合物，使其在 某一温度t、压力p下达到平衡：
石油地质学第1章 石油、天然气、油田水的成分和性质
石油在紫外光的照射下，由于不饱和烃及其
衍生物的存在而产生荧光的这种特性，被称作石 油的荧光性。
石油的荧光性取决于它的化合物组成： 石油中的饱和烃不发光。
6.石油的旋光性
当偏振光通过石油时，石油能使其振动面 旋转一个角度，石油的这种特性称旋光性。
石油具有旋光性的原因： 源于生物体的某些有机化合物分子结构不对称， 具有手征性。
分的重量或体积百分含量来表示石油的组成，称为石油的馏
分组成。
3
石油的馏分组成： 石油沥青类的馏分组成
馏分名称 轻 石油气 馏 汽油 分 中 馏 分 煤油 柴油 沸点 <35 ℃ 35-190℃ 190-260℃ 260-320℃ 碳原子数 C1-C4 C5-C12 化合物 烷烃、环烷烃
C12-C14 烷烃、环烷烃为主，含有 C14-C18 芳烃和含S、N、O 化合物。 C19-C25 高碳数大分子量环烷烃、 芳烃和含S、N、O 化合物。 >C25
《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
石油（包括油气沥青）： 是指在地壳岩石空隙（孔、洞、缝）中天然生 成的，以液态烃为主的可燃有机矿产。 天然气： 广义上指自然界存在的一切气体。油气地质上 指的是在地壳岩石空隙（孔、洞、缝）中天然生成 的，以气态烃为主的可燃有机矿产。
（四பைடு நூலகம்海、陆相石油化学成分上的基本区别
A、海相石油：
以芳香－中间型和石蜡－环烷型为主，V/Ni ＞1 。饱和烃占25 － 70% ，芳烃占25 －60%；高硫（＞1%）低蜡（＜5% ）。
B、陆相石油：
以石蜡型为主，部分石蜡－环烷型。V/Ni ＜1。饱和烃占60－90% ，芳烃 10 －20%；高蜡（＞ 5%）、低硫（＜1%）。
衍生物的存在而产生荧光的这种特性，被称作石 油的荧光性。
石油的荧光性取决于它的化合物组成： 石油中的饱和烃不发光。
6.石油的旋光性
当偏振光通过石油时，石油能使其振动面 旋转一个角度，石油的这种特性称旋光性。
石油具有旋光性的原因： 源于生物体的某些有机化合物分子结构不对称， 具有手征性。
分的重量或体积百分含量来表示石油的组成，称为石油的馏
分组成。
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石油的馏分组成： 石油沥青类的馏分组成
馏分名称 轻 石油气 馏 汽油 分 中 馏 分 煤油 柴油 沸点 <35 ℃ 35-190℃ 190-260℃ 260-320℃ 碳原子数 C1-C4 C5-C12 化合物 烷烃、环烷烃
C12-C14 烷烃、环烷烃为主，含有 C14-C18 芳烃和含S、N、O 化合物。 C19-C25 高碳数大分子量环烷烃、 芳烃和含S、N、O 化合物。 >C25
《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
石油（包括油气沥青）： 是指在地壳岩石空隙（孔、洞、缝）中天然生 成的，以液态烃为主的可燃有机矿产。 天然气： 广义上指自然界存在的一切气体。油气地质上 指的是在地壳岩石空隙（孔、洞、缝）中天然生成 的，以气态烃为主的可燃有机矿产。
（四பைடு நூலகம்海、陆相石油化学成分上的基本区别
A、海相石油：
以芳香－中间型和石蜡－环烷型为主，V/Ni ＞1 。饱和烃占25 － 70% ，芳烃占25 －60%；高硫（＞1%）低蜡（＜5% ）。
B、陆相石油：
以石蜡型为主，部分石蜡－环烷型。V/Ni ＜1。饱和烃占60－90% ，芳烃 10 －20%；高蜡（＞ 5%）、低硫（＜1%）。
02第一章-1-石油课件
植 烷 （2， 6， 1 0， 1 4 =四 甲 基 十 六 烷 )
姥 鲛 烷 （2 ， 6 ， 1 0， 1 4-四 甲 基 十 五 烷 )
同源的石油所含异戊间二烯型烷烃类型和含量都十 2022/分4/24相近，常用于油源对比。
3. 环烷烃
也属饱和烃，其分子结构为碳原子以单键相连 呈闭合环状。
常见的环烷烃只有环戊烷和环己烷及其衍生物， 它们是石油的重要组成部分，即五员环、六员环。
除外，在石油中还含有多种微量元素，但总量仅有 万分之几，其中最为石油地质学家重视的钒、镍两种元 素，它们可以用于研究生油岩相、油源对比，油气运移 等问题。
2022/4/24
1. 正构烷烃（无C支链）
石油中正构烷烃含量一般为15-20%（体积）
正丁烷 C C C C
正戊烷
CCCCC
多数石油不同碳原子数正烷烃相对含量 分布曲线有三个共同特点：
2022/4/24
2.石油的比重
液态石油比重是指一个大气压下200C石油与40C纯 水单位体积的重量比，用d420表示。
欧美各国则以一大气压下，600F（相当于15.60 0C ）石油与4 0C纯水单位体积的重量比。
商业上用API度为单位： API度=141.5/60℉时比重-131.5
石油比重一般介于0.75－0.98之间 ＞0.90 称为重质石油 ＜0.90 称为轻质石油
实验室测定的Et，通过换算表，获得运动粘 度，运动粘度与密度之积即得动力粘度。
粘度大小主要取决于石油的化学组成，含轻 质组分多则粘度小，含蜡、胶质、沥青质多则粘 度大。不同环境下石油粘度不同
2022/4/24
4. 溶解性
石油难溶于水，但可溶于多种有机溶剂， 如苯、氯仿、二硫化碳、醚等，据此可以鉴 定和分离岩石中的石油烃。
姥 鲛 烷 （2 ， 6 ， 1 0， 1 4-四 甲 基 十 五 烷 )
同源的石油所含异戊间二烯型烷烃类型和含量都十 2022/分4/24相近，常用于油源对比。
3. 环烷烃
也属饱和烃，其分子结构为碳原子以单键相连 呈闭合环状。
常见的环烷烃只有环戊烷和环己烷及其衍生物， 它们是石油的重要组成部分，即五员环、六员环。
除外，在石油中还含有多种微量元素，但总量仅有 万分之几，其中最为石油地质学家重视的钒、镍两种元 素，它们可以用于研究生油岩相、油源对比，油气运移 等问题。
2022/4/24
1. 正构烷烃（无C支链）
石油中正构烷烃含量一般为15-20%（体积）
正丁烷 C C C C
正戊烷
CCCCC
多数石油不同碳原子数正烷烃相对含量 分布曲线有三个共同特点：
2022/4/24
2.石油的比重
液态石油比重是指一个大气压下200C石油与40C纯 水单位体积的重量比，用d420表示。
欧美各国则以一大气压下，600F（相当于15.60 0C ）石油与4 0C纯水单位体积的重量比。
商业上用API度为单位： API度=141.5/60℉时比重-131.5
石油比重一般介于0.75－0.98之间 ＞0.90 称为重质石油 ＜0.90 称为轻质石油
实验室测定的Et，通过换算表，获得运动粘 度，运动粘度与密度之积即得动力粘度。
粘度大小主要取决于石油的化学组成，含轻 质组分多则粘度小，含蜡、胶质、沥青质多则粘 度大。不同环境下石油粘度不同
2022/4/24
4. 溶解性
石油难溶于水，但可溶于多种有机溶剂， 如苯、氯仿、二硫化碳、醚等，据此可以鉴 定和分离岩石中的石油烃。
油藏物理第一章(地层油水的 性质)
(2)当地层压力降低到地面大气压时，油中溶解气全部脱出，Rs＝0；此时，
Bg＝1，Bo＝1，故得出Bt＝1+Rsi，此时Bt为最大值。 (3)由于Bo、Bg、Rs均为压力P的函数，Bt也是压力的函数， Bt-P关系曲线如
图4—3中虚线所示。
第四章 地层流体的高压物性
111
Petro-Physics
油层物理学
中国石油大学（北京）
四、地层原油的压缩系数
所谓原油压缩系数是指地层油体积随压力的变化的变化率。
在等温条件下原油的压缩系数：
1 V f 1 V f 1 Vb V f Co ( )T V f P V f P V f Pb P
1 Bob Bo Co Bo Pb P
Bt
V f ( Rsi Rs )Vos Bg Vos
Vf Vos
( Rsi Rs ) Bg Bo ( R si R s ) Bg
(1)当地层压力大于或等于饱和压力 (即 P≥Pb)时， Rs＝ Rsi ，使 Rsi—Rs＝ 0， 则Bt＝Bob，即两相体积系数等于单相油体积系数。
地层水是与石油天然气紧密接触的地层流体， 边水和底水常作为驱油的动力，而束缚水尽管不 流动，但它在油层微观孔隙中的分布特征直接影 响着油层含油饱和度。
了解地层水的性质和组成具有如下意义： （1）可以判断边水流向、判断断块的连通性， 分析油井出水原因； （2）研究注入水的配伍性、分析储层伤害原 因和程度（如结垢）； （3）为油田污水处理及排污设计的提供依据。 （4）根据油田水型判断沉积环境。
层油体积的换算。
（2）收缩率定义为 (V f Vos ) / V f ( Bo 1) / Bo 。从 反应了原油采至地面后体积的收缩
石油、天然气、油田水的化学组成和物理性质PPT(共56页)
高硫石油； 低硫石油； 含硫石油。
一般含硫量较高的石油多产自碳酸盐岩系和膏盐岩系含油层，
而产自砂岩的石油则含硫较少。
海相石油一般含硫量较高，陆相石油一般含硫量较低。我国原
油多属低硫石油(如大庆、任丘0.33-0.43%、大港、克拉玛依0.05%) 和含硫石油(如胜利)。前苏联伊申巴石油含硫量高达2.25~7%，其 他如墨西哥、委内瑞拉和中东的石油含硫量也较高硫在石油中可以
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2、石油中的非烃化合物 石油中的非烃化合物主要包括 (1)含硫化合物 (2)含氮化合物 (3)含氧化合物 石油中S、N、O元素含量虽然很低，但由这些元素
组成的非烃化合物数量不少，尤其在重质馏分中含量更 高，可达30%。它们对石油的质量鉴定和炼制加工有着 重要影响。
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（1）含硫化合物 含硫量 大于2% 低于0.5% 介于0.5~2%之间
有支链者，为异构烷烃或异烷烃。 C-C-C-C
C
4
（2）环烷烃 在分子中含有碳环结构的饱和烃。 按分子中所含碳环数目，可以分为单环烷烃(通式
CnH2n)、双环烷烃(通式CnH2n-2)、三环烷烃(通式CnH2n-4) 和多环烷烃。
石油中最重要的环烷烃 甾烷 萜烷－追踪母岩，油源对比指标 由于碳原子所有的价已被饱和，所以环烷烃和烷烃一样，
第2章 石油、天然气、油田水 的化学组成和物理性质
1、油气水共存：石油和天然气是储藏在岩石孔 隙中。目前世界上已发现的油气藏，几乎都有 水与油、气共存。为开发好油气藏，必须了解 油、气、水的化学组成和物理性质。 2、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。
3、可燃矿产：它们同煤类、油页岩、一部分硫， 都是自然界常见的可燃矿产。它们多由古代的 动物、植物遗体演变而来，属有机成因，又具 有燃烧能力，总称为可燃有机矿产或可燃有机 岩。
石油大学 油层物理课件 -第一章(1) 相态
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
2、油藏烃类的相态特性
2.1 单组分体系的相态特征
(phase behavior of hydrocarbon)
P 1( 气 )
P2 ＝ P 露
P2
P2
P2 ＝ P 泡
P3( 液 )
F ( p, T , v ) = 0
相态方程 相图： 用来表示相态方程的图形。 相图： 用来表示相态方程的图形。
油田开发中最常用的是： 相图。 油田开发中最常用的是：p—T相图。 相图
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
储层烃类一般有气 三种相态； 通常： 储层烃类一般有气、液、固三种相态；
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
某一个体系的相态是压力(p)、温度 和比容 的函数： 和比容(v)的函数 某一个体系的相态是压力 、温度(T)和比容 的函数：
性质 原油 大庆S区 大庆 区 胜利T区 胜利 区 孤岛G层 孤岛 层 大港M层 大港 层 克拉玛依 玉门L层 玉门 层 江汉W区 江汉 区 辽河C区 辽河 区 川中油田 任丘P层 任丘 层 相对密 度D420 0.8753 0.8845 0.9547 0.9174 0.8699 0.8530 0.9744 0.9037 0.8394 0.8893 运动粘度 /(cm2/s) 50 ℃ 70℃ ℃ 17.40 37.69 427.5 51.97 19.23 12.9 37.4 12.3 63.5 17.95 157.5 25.55 62.2* -
石油及其产品的组成和性质PPT课件
• 存在形式：
气态
液态
固态 沸点
C1 ～ C4 C5 ～ C15 C16以上
石油气体中。 汽、煤、柴、馏分中。 溶解或结晶状存在于石油高
馏分中。
• 类型： 正构烷烃 石蜡基原油中正构烷烃含量很高。 异构烷烃 大多是两个或三个甲基的衍生物。
含量：正构烷烃 ＞ 第异14页构/共烷10烃9页
石油中的固态烃——蜡
凝点。℃
-24
-7
-15
34
-25
-11 -20
-7
(倾点) (倾点)
蜡含量(质量分数)， %
3.36
3.10
4.24
____
2.73
5.16
____
____
庚烷沥青质(质量 分数) %
1.48
1.84
3.15
0.64 1.97 0.36
1.10
0.28
残炭(质量分数)， %
4.45
5.67
5.82
应。
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（2）环烷烃
性质： 稳定较强
存在形式：①环戊烷、环己烷及同系物，主要集中在低沸点的馏分中。
R
R
② 双环和多环环烷烃
③ 特殊结构的双环环烷烃
④ 三环和稠环烃类：主要存在在高沸点的馏分中
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（3）芳香烃
比烷烃与环烷烃含量少，平均含量为10%～20% 存在形式：①含一个苯系
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表1-4 某些石油的元素组成
原油产地
C
H
O
S
N
大庆原油
85.74 13.31
—
0.11
0.15
胜利原油