石油地质学实习及实验指导书模板

《Petroleum Geology》

实习及实验指导书

说明

本实习指导书是在武汉、成都两院校历年实习讲义基础上, 由陈荣书、李世章、何生负责编写, 最后由陈荣书负责定稿。

编写本指导书的主要目的是密切联系理论教学, 加强编图、作图、分析资料能力的培养, 使理论与实践密切相结合, 提高学生分析和解决石油地质问题的能力。除第七章油气运移和第九章含油盆地、油气聚集带和油气田外, 其它各章都有相应的实习。全部实习约需20～24学时, 学时分配大致如下: 实习一, 2～3学时; 实习二, 2学时; 实习三, 2～3学时; 实习四, 2学时; 实习五, 2～3学时; 实习六, 2学时; 实习七, 2～3学时; 实习八, 6—8学时。各校可根据自己的条件, 选用其中的一部或大部。

实验一原油宏观特征的观察和测定

一实验目的

经过肉眼观察和简易买验, 了解: (1)原油的基本物理性质及组份组成; (2)各种物理性质的某些外在联系及有关参数在原油简易评价中的作用; (3)各种物理参数对于查明原油的生成、运移、演化等方向所具有的参考价值。

二、实验内容和方法

(一)肉眼观察原油的颜色、萤光性、溶解性

要求每位同学细致地观察中国不同地区的3~5个原油样品, 并作简易记录(表1)

1.颜色

原油颜色的深浅取决于胶质—沥青质的含量。一般胶质—沥青质含量愈高, 颜色愈深。

观察原油颜色, 一般观察在透射光照射下的颜色, 即将样品朝光源方向, 观察试管中对着眼睛一侧的颜色。若原油色深, 透明度差, 可摇动原油样品, 观察留在试管壁上原油薄膜的颜色。

一般不观察反射光下的颜色, 即向着光源一侧试管壁的颜色。因为反射光颜色常有萤光颜色干扰。

2．荧光性

原油中饱和烃不发荧光, 不饱和烃及其衍生物才发荧光。低分子量轻芳烃呈天蓝色, 随着分子量加大荧光色调加深, 胶质一般呈浅黄—褐色, 沥青质一般呈褐到棕褐色．

取上述原油一小滴, 分别置于( 1) 号试管中, 加入4ml氯仿, 摇动试管; 待完全溶解后, 倒1/2于( 2) 号试管中, 在其中再加2ml 氯仿摇匀; 将( 2) 号试管中的溶剂, 倒1/2于( 3) 号试管中, 再加2ml氯仿并摇匀, 比较( 1) 、( 2) 、( 3) 号试管的荧光强度。

3．溶解性

石油主要是以烃类为主的有机化合物的混合物, 难溶于水, 但可溶于许多有机溶剂中。

取12支试管, 分别装入2ml的氯仿( CHCl3) 或四氯化碳( CCl4) 、苯( C6H6) 、甲醇( CH3OH) 和水( H2O) , 于各试管中分别加入一滴原油, 摇匀后, 观察比较溶剂颜色深浅及其荧光性。

表1 原油肉眼观察记录表

(二)原油理化性质测定

原油物理化学性质的测定可为原油的工业品质评价和地质研究提供基本参数。常规分析项目有馏程、比重、粘度、闪点、凝固点、含硫量、含砂量、含蜡量及含水量等．

1．馏程试验

原油是以碳氢化合物为主的有机化合物的混合物, 每一种化合物均具有一定的沸点和凝点。馏分表示在一定的温度间隔下、 蒸馏出的不同沸点范围的原油组分, 故每一种馏分都有自己一定的化学成分和物理性质。每一馏分在石油中存在的数量, 对石油总的理化性质有很大影响。

试验时称50g 油样, 倒入恩式蒸馏烧瓶中, 将烧瓶均匀加温, 记下馏出第一滴时的温度(初馏点)及温度为150℃, 170℃、 210℃、 230℃, 250℃、 270℃, 300℃时馏出的体积, 根据这些馏分数量的相对多少可大致了解原油性质。

计算公式:

%100/204

D W V V o c n V n : 为每一馏分含量(体积百分数);

V c : 为每一馏分馏出量(m1);

W o : 油样量(g);

D 420: 为20℃时油样比重。

2．比重测定

原油在20℃时的重量与同体积4℃时的纯水重量之比, 称为原油比重, 以D 420表示之。原油比重常见比重计、 比重瓶或韦氏比

重天平法测定。

韦氏比重天平装置如图1—2所示。测定时, 先将天平调整平衡后, 将浮子挂于小钩上并沉入量筒待测的原油中。此时, 天平将失去平衡, 再在平衡梁刻度上依次由最大到最小加上砝码, 直到平衡。砝码所在刻度的读数即为”视比重”(d4t)。同时, 记下温度, 用下式换算:

D420=d4t+△ν(t－20)

D420: 标准温度下的比重;

d4t: 在试验温度下读数(视比重);

△ν: 为比重的温度补正数(可查表);

t: 为试验温度(℃)。

3．原油粘度测定

粘度是表示原油流动性能的重要参数。度量粘度的参数因测定的装置和计量单位的差别, 分别称为: 绝对粘度[或动力粘度, 单位为Pa·s(帕斯卡·秒)]、运动粘度[单位为m2／s(二次方米每秒)]和思氏粘度(或相对粘度)。

恩氏粘度的测定是在一定温度(t)下, 使200 m1的待测原油经过标准孔, 测其流出时间; 再以此时间与同体积蒸馏水在20℃时流出的时间(称为水值, 常为51s)做成比值即得, 以E t20表示之。由恩氏粘度查表可得相应的运动粘度。运动粘度乘以该温度时原油的比重, 即为动力粘度。

运动粘度测定的仪器, 如图1—3所示。它是一组毛细管粘度计的一支。每支仪器必须有粘度计常数。毛细管粘度计各支扩张部分的内径不同, 供试验不同粘度的原油时选用。测定时, 当A管中油样液面向下流动至a刻线处开始记时。当液面流至b刻线时停止记时。在温度t时运动粘度U t(厘沱)按下式计算:

U t=ct t

c: 粘度计常数10-6m2;

t t: 油样平均流动时间s。

4．原油组分分析

原油的组分, 一般指的是饱和烃、芳烃, 非烃和沥青质。根据物质分子结构的不同, 被吸附的强弱也不同, 相应脱附快慢也不一致。当前采用的柱色层法就是根据原油不同组分的这一特性(选择性溶解和选择性吸附)。利用硅胶、氧化铝怍吸附剂, 而用与上述组分相似性质的溶剂作冲洗剂, 冲洗色谱柱、而将不同组分分离开来。

试验时, 原油事先经馏程切割过。用正庚烷脱去沥青质(沉淀出来)。将滤液经过漏斗倒入色谱柱中(见图实1—4), 用正庚烷或正己烷淋洗脱附饱和烃, 收集冲洗液, 经蒸馏则可得出含量。再用苯淋洗脱附芳烃, 收集冲洗液经蒸馏得其含量。由于吸附能力极强, 以致部份极性物质(即含氧氮硫的非烃化合物)不易完全脱附而残留在色谱柱上, 由差减法即可算出非烃含量。需要指出的是若定量