第一章油氣藏中的流體

1、第一章 油氣藏中的流體(Chapter1 Liquid of hydrocarbon reservoir)學(xué)時：6 學(xué)時基本內(nèi)容： 石油的概念、組成、特征、分類及物理性質(zhì)。 天然氣的概念、產(chǎn)出類型、化學(xué)組成及物理性質(zhì)。 油田水的概念、類型和特征。 油氣的碳、氫穩(wěn)定同位素。教學(xué)重點：石油的組成和特征，天然氣的產(chǎn)出類型，油田水的類型。教學(xué)內(nèi)容提要： 第一節(jié) 石油一、石油的概念及組成石油（又稱原油）：一種存在于地下巖石孔隙介質(zhì)中的由各種碳氧化合物與雜質(zhì)組成的，呈液態(tài)和稠態(tài)的油脂狀天然可燃有機(jī)礦產(chǎn)。（一）石油的元素組成主要是碳、氫、硫、氮、氧。尤其是碳、氫，兩元素在石油中一般占9599%，平均為97.

2、5%。除上述五種元素外，在石油中還發(fā)現(xiàn)其他微量元素，構(gòu)成了石油的灰分。（二）石油的餾分、組分與化合物組成 1石油的餾分組成石油的餾分：是利用組成石油的化合物具有不同沸點的特性，加熱蒸餾，將石油切割不同沸點范圍（即餾程）的若干部分，每一部分就是一個餾分。 2石油的組分組成石油的組分：石油化合物的不同組分對有機(jī)溶劑和吸附具有選擇性溶解和吸附性能，選用不同有機(jī)溶劑和吸附劑，將石油分成若干部分，每一部分就是一個組分，分別為油質(zhì)、苯膠質(zhì)、灑精苯膠質(zhì)及瀝青質(zhì)。 3石油的化合物組成 在近代實驗室中，用液相色譜可將石油劃分為飽和烴、芳烴、非烴及瀝青質(zhì)。 4三者的關(guān)系 石油的組分、化合物和餾分的大致對應(yīng)關(guān)系如下

3、： 組分（溶劑分離） 化合物（熱色譜鑒定） 餾分（熱分離） 油質(zhì) 飽和烴 汽油 苯膠質(zhì) 芳香烴 煤油 酒精苯膠質(zhì) 非烴 柴油 瀝青 瀝青質(zhì) 重油瀝青 二、石油的化合物及特征（本節(jié)重點）（一）烴類化合物1正構(gòu)烷烴其含量主要取決于：生成石油的原始有機(jī)質(zhì)的類型； 原油的成熟度： 在石油中，不同碳原子數(shù)正烷烴相對含量呈一條連續(xù)的分布曲線，稱為正烷烴分布曲線。正烷烴分布曲線的應(yīng)用：判斷成油原始有機(jī)質(zhì)類型、有機(jī)質(zhì)成熟度、油源對比。 2異構(gòu)烷烴 以異戊間二烯烷烴最重要，研究和應(yīng)用最多的是植烷和姥鮫烷。主要來源于植物的葉綠素的側(cè)鏈植醇或色素，為生物標(biāo)志化合物。常用于油源對比和沉積環(huán)境研究。 3環(huán)烷烴石油中的環(huán)

4、烷烴多為五員環(huán)或六員環(huán)。隨著成熟度的增高，由多環(huán)向單、雙環(huán)轉(zhuǎn)化，一般，單、雙環(huán)占環(huán)烷烴的5055%；三環(huán)占環(huán)烷烴的20%；四、五環(huán)占環(huán)烷烴的25%。 4芳香烴 芳香烴包括苯及其同系物，有多環(huán)芳烴和稠環(huán)芳香烴。 （二）非烴化合物 1含硫化合物：主要有硫醇（SH）、硫化物（S）（包括硫醚 RSR、環(huán)硫醚）、二硫化物（SS）以及噻吩衍生物。2含氮化合物：可分為堿性和中性兩大類。堿性含氮化合物主要是吡啶、喹啉、異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義的中性含氮化合物，即卟啉化合物，它是石油有機(jī)成因的重要生物標(biāo)志物。 3含氧化合物：主要有酸性和中性兩

5、大類。酸性含氧化合物中有環(huán)烷酸、脂肪酸及酚，總稱石油酸；中性含氧化合物有醛、酮等，其含量較少。 三、石油的分類 Tissot和Welte(1978)提出的，該方案中的原油組成數(shù)據(jù)是指沸點210的餾分分析數(shù)據(jù)。該分類采用三角圖解，以烷烴、環(huán)烷烴、芳烴N、S、O化合物作為三角圖解的三個端元。 分為：石蠟型、環(huán)烷型、石蠟環(huán)烷型、芳香中間型、芳香環(huán)烷型和芳香瀝青型六種類型。四、海陸相原油的基本區(qū)別海相陸相以芳香中間型和石蠟環(huán)烷型為主，飽和烴占2570%，芳烴占2560%。以石蠟型為主，飽和烴占6090%，芳烴占1020%。含蠟量低含蠟量高含硫量高含硫量低V/Ni1V/Ni-27碳同位素13C值1111

6、0海水氯化鎂型101深層水氯化鎂型11 五、油田水的物理性質(zhì)（簡介）1比重2粘度3透明度、顏色4氣味5導(dǎo)電性第四節(jié) 油氣碳、氫穩(wěn)定同位素一、同位素的概念及碳穩(wěn)定同位素分餾機(jī)理（簡介） 同位素：指元素周期表中原子序數(shù)相同，原子量不同的元素。 穩(wěn)定同位素：指原子核的結(jié)構(gòu)不是自發(fā)的發(fā)生改變。同位素分餾機(jī)理： 1同位素的交換反應(yīng) 2光合作用的動力效應(yīng) 3熱力和化學(xué)反應(yīng)的動力效應(yīng) 4同位素的物理化學(xué)效應(yīng)二、穩(wěn)定同位素在自然界的分布、比值符號和標(biāo)準(zhǔn)自然界中碳、氫穩(wěn)定同位素的符號、豐度、比值及標(biāo)準(zhǔn)見下表：原子序數(shù)同位素豐度（%）同位素比比值標(biāo)準(zhǔn)及符號比值符號11H 99.9852H 0.0152H/1H1.

7、510-4標(biāo)準(zhǔn)平均大洋水縮寫號SMOWD（，SMOW）612C 98.89213C 1.10813C/12C1.1210-2南卡羅來納州白堊系皮狄組美洲擬箭石縮寫號PDB13C（，PDB） 同位素比值的的計算： Rs :為樣品的同位素比值；Rr：為標(biāo)準(zhǔn)的同位素比值。 標(biāo)準(zhǔn)之間的換算公式：式中：為求取對B標(biāo)準(zhǔn)的值； ：為測得對A標(biāo)準(zhǔn)的值；RAr、RBr：為A、B標(biāo)準(zhǔn)的比值。三、油氣中碳同位素的組成1原油：一般：-22-33；平均值：-25-26。海相：值較高：-27-22；陸相：值偏低：-29-33。隨年代變化，微變低。隨組分分子量的增大，急劇增大。2天然氣隨天然氣成熟度的不同而不同：生物成因氣：-60-95 低熱解成因氣：-50-20 高以上兩種氣的混合氣：-50-60天然氣成份中：，分子量增加，增大。3有機(jī)質(zhì)和沉積物腐泥型有機(jī)質(zhì)：值偏低；腐殖型有機(jī)質(zhì)：值偏高。植物：值一般在-24-34；水生植物：-6-19海泥有機(jī)質(zhì)：-20；淡水有機(jī)質(zhì)：-25；湖泥有機(jī)質(zhì)：-29.5-34.5四、氫同位素在油氣中的組成原油：一般在-80-160D:飽和烴芳烴非烴，D與值沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。天然氣：D：-105-270，D與存在不很明顯的關(guān)系。主要參考書或建