2第一章 油气水

非烃化合物
含氧化合物
主要有酸性和中性 两大类。酸性含氧 化合物中有环烷酸、 脂肪酸及酚，总称 石油酸；中性含氧 化合物有醛、酮等， 其含量较少。 酸 性含氧化合物中环 烷酸最多，占酸性 物质90%以上，易 与碱金属作用生
成环烷酸盐，极易溶于水，因此，油田水中环烷酸可作为一种含 油气性直接标志。
非烃化合物
油质：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：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。 酒精苯胶质：溶于酒精和苯，同时也被苯所吸附。 沥青质：用石油醚分离，得到一种不溶于石油醚的物质暗黑色黑色沥青状无定形的固体。
4、石油的化合物组成
在近代实验室中，用液相色谱可将 石油划分为烃类化合物（正构烷烃、 异构烷烃、环烷烃、芳烃）和非烃类 化合物。
多环
多环
非烃化合物:主要是含硫、氮、氧三种元素的
有机化合物，主要集中在石油的高沸点馏分中。
含硫化合物
石油中硫来自有机物的蛋白质和围岩的含硫矿物石膏等
最重要的非 烃化合物，存 在于中、重馏 分中。主要有 硫醇（-SH）、 硫化物（-S-） （包括硫醚 RS-Rˊ、环硫 醚）、二硫化 物（-S-S-）以 及噻吩衍生物。 此外，还有元 素硫、硫化氢。
元素
2、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。
组 成
石油 常压 分馏 石油 减压 分馏
石油分馏
示意图
3、石油的组分
利用石油在不同的有机溶剂中的溶解、吸附 情况，选用不同的有机溶剂和吸附剂将石油分 成不同的部分，每一部分就是一个组分，分别 为油质、苯胶质、酒精苯胶质、沥青质。
第六章 油气藏的类型和特征：构造油气藏、地层油气藏、岩性油气藏 第七章 油气分布规律 第八章 油气勘探：区域勘探、圈闭预探、评价勘探、滚动勘探开发 第九章 钻井地质：单井地质设计、地质录井、完井资料整理
第十章 油气资源与储量：概念、评价方法
第一章 石油、天然气和油田水的 基本特征
一、石油的化学组成与物理性质
组份、族分、馏分三者关系
组份（溶剂分离） 油质 苯胶质 酒精苯胶质 沥青 族份（色谱鉴 馏份（热分离）
定）
饱和烃 芳香烃 非烃 沥青质
汽油 煤油 柴油 重质沥青
石油的分类
石油的分类方法常 因目的而异，地球化学 家和地质学家注重原油 组成及其与生油岩和演 化作用的关系。代表性 的分类方案是Tissot和 Welte(1978)提出的， 该分类采用三角图，以 烷烃、环烷烃、芳烃＋ N、S、O化合物作为三 角图解的三个端元。分 为六种类型。
硫 氧 氮氢Fra bibliotek碳碳 氢 氧 硫 氮
硫是一种有害元素。一般小于1%，平均 0.65%。对石油管道具有强的腐蚀作用，另 外硫化氢气体有剧毒，对石油开发十分不利。 含硫 < 1%：低硫原油，淡水湖盆；
含硫 > 1%：高硫原油，咸水-半咸水沉积 含氮 < 0.25%：贫氮原油 含氮 > 0.25%：高氮原油
海陆相原油的基本区别
海相 陆相 以芳香—中间型和石 以石蜡型为主，饱和 蜡—环烷型为主， 烃占60—90%，芳 饱和烃占25—70%， 烃占10—20%。 芳烃占25—60%。
上海 的陆 分相 布石 油 在 三 角 图 上低 的硫 分石 布油 在 三 角 图
含蜡量低
含硫量高 V/Ni>1
含蜡量高
含硫量低 V/Ni<1
碳同位素δ 13C值>27‰
碳同位素δ 13C值<29‰
5、石油的物理性质
颜色 千差万别：
黄绿色、乳白色、淡黄色、黑色
塔里木盆 地杨叶油 苗、黑色
盐霜 油苗
相对密度：常指在1atm下，20℃脱气原油密度与4℃同体 积纯水密度的比值，常用d204表示。 石油的相对密度一般介于0.75—0.98之间，如大庆原油 相对密度为0.857一0.86。 通常d204﹥0.92：重质油， d204﹤0.88：轻质油， 0.92~0.88：中质油 ﹥ 1.0和﹤0.7 的石油在自然界也有发现。 美国常用API度、西欧常用波美度来表示石油的相对密 度，它们的计算公式为： 相对密度与API度、波美度的换算
绪
论
石油和天然气在现代社会中的地位、近现代油气勘探发展简况
第一章 石油、天然气和油田水的基本特征
第二章 石油和天然气成因：油气生成的原始物质、有机质演化与油气生成、 烃源岩 第三章 储集层和盖层：砂岩储层、碳酸盐岩储层、其他储层、盖层 第四章 油气运移：初次运移、二次运移
第五章 油气聚集与油气藏形成：圈闭和油气藏、油气聚集原理、油气藏形成
2003年重 庆天然气 井喷事故 造成重大 损失 H2S
油管被 腐蚀
微量
已发现50多种微量元素。常见： 铁、钙、镁、硅、铝、钒、镍、 铜、锑、锰、锶、钡、硼、钴、 锌、钼、铅、锡、钠、钾、磷、 锂、氯、铋、铍、锗、银、砷、 镓、金、钛、铬、镉。构成了石油
的灰分。 石油灰分中的V、Ni含量及其比值 （V/Ni）已被用来确定生油岩相、油 源对比以及研究油气运移等问题。
塔里木杨叶油苗构造位置—油气位于圈闭中
塔里木油苗—油气是最重要的能源物质
油可燃
盐霜 气可燃 油苗
克1井井口油气
克5井天然气、原油可燃
气涌带出油花
克27井附近油苗
岩石破裂断面见油
杨叶长期暴露地表 油砂滴水珠状
杨叶油气苗
杨叶油砂
一、石油的组成与性质 石油
（原油）—
crude oil
存在于地下岩石孔隙中由各种碳氢化合物 与杂质组成、呈液态和稠态的油脂状天然可 燃有机矿产。
可分为元素组成 、馏分组成 、组分组成 和 化合物组成 ，三者有相互关系 ； 依据石油 中各种结构类型化合物的含量，可对石油进 行分类 ；不同环境下生成的石油，比如海
组成
陆相石油的特征有明显的区别 ；石油没有
固定的成分，因此石油没有确定的物理参数， 石油的物理性质 取决于它的化学组成。
1、石油的元素组成 硫 主要元素 碳（84-87%）、氢（11-14%）、氧、氮、
波美度
140 130 15.5℃时的比重
0.8485 0.8325 0.8000 0.7778
石油的相对密度主要取决
于其化学组成，一般饱和烃含
量高的原油相对密度小。
在地层条件下，原油的相
对密度还与温度、压力及油中 溶解气的数量有关。一般来说， 原油的相对密度随深度的增加 而变小。同时与氧化程度也有
烃类化合物
目前石油中已鉴定出425余种。按其结构的 不同可分为三类：烷烃、环烷烃、芳香烃。
正构烷烃
在常温常压下，C1～C4 的烷烃为气态 C5～C16 的烷烃为液态 C17＋ 的高分子烷烃皆呈固态 石油中已鉴定出的正烷烃有C1～C45，个别 报导曾提及见到C60正烷烃，但大部分正烷烃碳 数≤C35。石油中多数占15.5%（体积），轻质 石油可达30%以上，而重质石油可小于15%。
含氮化合物
主要集中在胶 质—沥青质中。 石油中含氧化合 物可分为碱性和 中性两大类。碱 性含氮化合物主 要是吡咯、吲哚、 咔唑的同系物及 酰胺等。 原油中含有具有重要意义的 中性含氮化合物，即，卟啉化 合物。它是石油有机成因的重 要生物标志物。
卟啉的结构与性质
卟啉是以4个吡咯环为 基本结构，由4个次甲基 （-CH＝）桥键连接的含 氮化合物。在石油中卟啉 常与金属Ｖ、Ｎi络合形成 有机络合物，它比较稳定， 易保存，具有极强的吸光 性和荧光性。卟啉本身在 高温或氧化条件下易分解， 说明石油是在温度不高、 还原环境下形成，卟啉还 易被粘土吸附，可应用于 油气运移研究。
一定的关系，氧化程度越严重，
相对密度也越大。
粘度 μ 影响
是指石油流动时分子之间运动的内摩擦力所 产生的阻力，它表示石油流动的难易程度， 石油粘度越大，越不易流动。粘度单位常为 帕斯卡秒（Pa· s）或毫帕斯卡秒（mPa· s）。
1.随温度升高，石油粘度则降低，所以石油在地下深处比在 地面粘度小，且易流动。2.压力加大，粘度也随之增加。3.环 烷及芳香烃含量高、高分子碳氢化合物含量高的石油，粘度 也较大；4.而原油中溶解气量的增加则会使粘度降低。
变化
1.大庆油田白垩系原油粘度19~22³10-2Pa· s，2.任丘油田中、 上元古界原油为53~84³10-2Pa· s，3.克拉玛依油田三叠系原
油为50³10-2Pa·。 s
按物理性质对原油进行分类
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二、天然气组成与性质
三、油田水的分类与基本性质 四、稳定同位素
一个油气藏中的流 体包括油、气、水， 纯气藏中的流体只有 气和水。这些流体存 在于储集层的孔隙裂 缝中，在圈闭范围内 按重力分异，气居顶 部，油居中，水在下 面。三者以一定的关 系共存于储集层的孔 隙系统中。
油气分布状态
塔里木含油岩心----油气分布于岩石的孔缝中
相对密度 （15.5℃） 波美度 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 API度 10.0 15.1 20.1 25.2 30.2 35.3 40.3 45.4 50.4