第1章++油气田地下流体的基本特征油气田开发地质学中国石油大学华东

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1、第第 一一 章章 油气田地下流体的基本特征油气田地下流体的基本特征 石油的化学组成及物理性质石油的化学组成及物理性质 天然气的化学组成及物理性质天然气的化学组成及物理性质 油田水的化学组成及物理性质油田水的化学组成及物理性质石油石油油层油层盖层盖层天然气天然气水水碳（碳（C）、氢（氢（H）、氧（氧（O）、氮（氮（N）、硫（硫（S）84-87% 11-14% 1-4%第一节第一节 石油石油一、石油的元素组成* * * *（常见（常见3030多种）多种）储存在于地下岩石空隙（孔、洞、缝）储存在于地下岩石空隙（孔、洞、缝）中的、天然生成的、以液态烃为主要化中的、天然生成的、以液态烃为主要化学组分的可

2、燃有机矿产。学组分的可燃有机矿产。* * * * * *石石油油？1、主要元素、主要元素组成烃类组成化合物，富集于胶质、沥青组分中诸如诸如Fe、Ca、Mg、Si、Al、V、Ni等，其中等，其中V、Ni研究较清楚研究较清楚 :1,:1,:进行油源对比含量低陆相含量高海相判断成油环境NiVNiVNiVNiV一、石油的元素组成* * * *1.1.1.1.元素组成元素组成元素组成元素组成主要元素主要元素：碳、氢、氧、硫、氮碳、氢、氧、硫、氮C C、H H 占绝对优势占绝对优势重量百分比：重量百分比： C C 8484- -87% 87% ； H H 1010- -14%14%； O+N+SO+N+S

3、 1 1- -4%4%半咸咸水半咸咸水S S高（高（1%1%）；内陆淡水：）；内陆淡水：S S低（低（1%2%S2%高硫原油；高硫原油；S S0.5%0.5%低硫原油；低硫原油；S S0.50.5- -2%2%含硫原油含硫原油2、微量元素、微量元素（30余种）余种）含含N N、含、含S S、含、含O O化合物化合物非烃非烃不饱和烃不饱和烃芳烃环烷芳烃芳烃环烷芳烃环烷烃环烷烃饱和烃饱和烃烷烃烷烃（正构、异构）（正构、异构）烃烃含含N N、含、含S S、含、含O O化合物化合物非烃非烃不饱和烃不饱和烃芳烃环烷芳烃芳烃环烷芳烃环烷烃环烷烃饱和烃饱和烃烷烃烷烃（正构、异构）（正构、异构）烃烃二、石油的

4、化合物组成二、石油的化合物组成 * * * * 碳和氢组成的碳氢化合物高达碳和氢组成的碳氢化合物高达420420多种多种1.烷烃烷烃（C原子单键相连呈链式）原子单键相连呈链式）（一）石油中的烃类化合物（一）石油中的烃类化合物（按结构分）)()(姥鲛烷四甲基十五烷植烷四甲基十六烷指标油源对比标志或正构烷烃正构烷烃C1C45，C35 占原油体积占原油体积5-25%5-25%，轻质油中含量高，轻质油中含量高异构烷烃异构烷烃异戊间二烯型，C10为主ccccccccHCnn异构烷烃正构烷烃支链存在与否又叫脂肪烃22,C叶绿素的侧链叶绿素的侧链植醇植醇生物成因标志生物成因标志异戊二烯烃同系列立体化学结构图

5、异戊二烯烃同系列立体化学结构图2.2.环烷烃环烷烃（C原子以单链相连呈闭合环状）原子以单链相连呈闭合环状）含碳环结构单环、双环、三环及多环石油中多为五员环或六员环石油中多为五员环或六员环环戊烷、环己烷及其同系物环戊烷、环己烷及其同系物多环中以多环中以四环甾烷和五环萜烷四环甾烷和五环萜烷较为重要较为重要旋光性旋光性生物成因标志生物成因标志（一）石油中的烃类化合物（一）石油中的烃类化合物3.芳香烃芳香烃（含苯环结构的不饱和烃）（含苯环结构的不饱和烃）萘、蒽、菲稠环芳香烃联苯、三苯甲烷多环芳香烃溶于有机溶剂不溶于水、甲苯、对二甲苯苯单环芳香烃:、石油的低沸点馏分中，石油的低沸点馏分中，芳烃较少，主要

6、为单环芳芳烃较少，主要为单环芳烃。多环稠环芳烃主要出烃。多环稠环芳烃主要出现于重馏分中。现于重馏分中。随石油成熟度增大随石油成熟度增大，芳芳烃系列向低环方向演化。烃系列向低环方向演化。1.含硫化合物含硫化合物万分之几至百分之几万分之几至百分之几油价高含硫量低硫石油之间含硫量含硫石油含硫量高硫石油含量分类%5 . 0:%25 . 0:%2:存在形式：存在形式： 元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩及其同系物等元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩及其同系物等 如如CHCH3 3-SH-SH（甲基硫醇）（甲基硫醇） （二二）石油中的非烃类化合物）石油中的非烃类化合物除除C、H外，还含有外

7、，还含有S、N、O评价石油质量的指标评价石油质量的指标 ; )(:;:镍卟啉钒卟啉卟啉及其同系物吡咯、非碱性吡啶、喹林及其同系物碱性组成、%25. 0:%25. 0:含氮量贫氮石油含氮量高氮石油含量分类2.2.含氮化合物含氮化合物万分之几至千分之几万分之几至千分之几 动物的血红素和植物的叶绿素动物的血红素和植物的叶绿素 （二二）石油中的非烃类化合物）石油中的非烃类化合物研究石油成因研究石油成因 叶绿素（叶绿素（A A）与原油中的卟啉（）与原油中的卟啉（B B）、植烷）、植烷（PhPh）、姥鲛烷（）、姥鲛烷（PrPr）结构比较图）结构比较图（二二）石油中的非烃类化合物）石油中的非烃类化合物环烷酸

8、分布普遍，在水中溶解度小；环烷酸分布普遍，在水中溶解度小；环烷酸环烷酸易形成各种盐类，易形成各种盐类，碱金属的碱金属的环烷酸环烷酸盐盐易容于水易容于水3.3.含氧化合物含氧化合物万分之几至千分之几万分之几至千分之几环烷酸、脂肪酸、环烷酸、脂肪酸、 酚、酮酚、酮 （二二）石油中的非烃类化合物）石油中的非烃类化合物 找油标志找油标志三、石油的物理性质三、石油的物理性质 * * * * 1.颜色颜色（胶质（胶质+沥青质含量有关）沥青质含量有关）无色无色（四川黄（四川黄瓜瓜山、大港油田）山、大港油田）、黄色、绿色、浅红色、褐色、黄色、绿色、浅红色、褐色 、黑色。、黑色。芳烃非烃含量高，颜色深；芳烃非烃

9、含量高，颜色深； 反之，颜色浅。反之，颜色浅。5.1315.155.141时相对密度美国 API相对密度其值时相对密度西欧波美度;1305 .15140密度：密度：单位体积的质量：单位体积的质量：g/cm3或或t/m3; 相对密度（比重）：相对密度（比重）：d420：1atm下下20脱气原油与脱气原油与4 4 同体积纯水的重量比。同体积纯水的重量比。0.750.98之间。之间。0.934 0.934 重质石油；重质石油；0.934 0.934 轻质石油轻质石油相对密度大小取决于化学组成，相对密度大小取决于化学组成，T、P、溶解气量等；、溶解气量等；2.相对密度相对密度5.1315.141604