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海洋油气地质学

第一章 油、气、水的基本特征

  基本内容:

  (1)石油的概念、组成、特征、分类及物理性质。

  (2)天然气的概念、产出类型、化学组成及物理性质。

  (3)油田水的概念、类型和特征。

  (4)油气的碳、氢稳定同位素。

  教学重点:石油的组成和特征,天然气的产出类型,油田水的类型。

  教学内容提要:

第一节  石油

  一、石油的概念及组成

  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氧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)石油的元素组成

  主要是碳、氢、硫、氮、氧。尤其是碳、氢,两元素在石油中一般占95~99%,平均为97.5%。除上述五种元素外,在石油中还发现其他微量元素,构成了石油的灰分。

  (二)石油的馏分、组分与化合物组成

  1.石油的馏分组成

  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,将石油切割不同沸点范围(即馏程)的若干部分,每一部分就是一个馏分。

  2.石油的组分组成

  石油的组分:石油化合物的不同组分对有机溶剂和吸附具有选择性溶解和吸附性能,选用不同有机溶剂和吸附剂,将石油分成若干部分,每一部分就是一个组分,分别为油质、苯胶质、洒精苯胶质及沥青质。

  3.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饱和烃、芳烃、非烃及沥青质。

  4.三者的关系

  石油的组分、化合物和馏分的大致对应关系如下:

 

  二、石油的化合物及特征(本节重点)

  (一)烃类化合物

  1.正构烷烃

  其含量主要取决于:①生成石油的原始有机质的类型;② 原油的成熟度:

    在石油中,不同碳原子数正烷烃相对含量呈一条连续的分布曲线,称为正烷烃分布曲线。

  正烷烃分布曲线的应用:判断成油原始有机质类型、有机质成熟度、油源对比。

    2.异构烷烃

    以异戊间二烯烷烃最重要,研究和应用最多的是植烷和姥鲛烷。主要来源于植物的叶绿素的侧链——植醇或色素,为生物标志化合物。常用于油源对比和沉积环境研究。

    3.环烷烃

  石油中的环烷烃多为五员环或六员环。随着成熟度的增高,由多环向单、双环转化,一般,单、双环占环烷烃的50—55%;三环占环烷烃的20%;四、五环占环烷烃的25%。

    4.芳香烃

    芳香烃包括苯及其同系物,有多环芳烃和稠环芳香烃。

    (二)非烃化合物

    1.含硫化合物:主要有硫醇(—SH)、硫化物(—S—)(包括硫醚 R—S—Rˊ、环硫醚)、二硫化物(—S—S—)以及噻吩衍生物。

  2.含氮化合物:可分为碱性和中性两大类。碱性含氮化合物主要是吡啶、喹啉、异喹啉及吡啶的同系物。中性含氮化合物有吡咯、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。

    3.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。

  三、石油的分类

    Tissot和Welte(1978)提出的,该方案中的原油组成数据是指沸点>210℃的馏分分析数据。该分类采用三角图解,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:石蜡型、环烷型、石蜡环烷型、芳香—中间型、芳香—环烷型和芳香—沥青型六种类型。

  四、海陆相原油的基本区别

 

海    相

陆    相

以芳香—中间型和石蜡—环烷型为主,饱和烃占25—70%,芳烃占25—60%。

以石蜡型为主,饱和烃占60—90%,芳烃占10—20%。

含蜡量低

含蜡量高

含硫量高

含硫量低

V/Ni>1

V/Ni<1

碳同位素δ13C值>-27‰

碳同位素δ13C值<-29‰

 

  五、石油的物理性质(简介)

    1.颜色:

    2.比重:

  液态石油的比重:是指一大气压下,20℃石油与4℃纯水单位体积的重量比,用d420表示。

    3.石油的粘度

  粘度分为动力粘度、运动粘度和相对粘度。相对粘度又称恩氏粘度, 是在恩氏粘度计中200ml 原油与20℃同体积蒸馏水流出时间的比值。常用Et表示。

    4.荧光性

  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.溶解性

  6、凝固和液化

  7、导电性

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