第一章石油天然氣成分和性質(zhì)

石油和天然氣

地質(zhì)學(xué)主講人：杜振川能源地質(zhì)學(xué)課件石油、天然氣能源地質(zhì)學(xué)課件石油、天然氣能源地質(zhì)學(xué)課件第一章石油、天然氣的成分和性質(zhì)石油:以液態(tài)烴為主要化學(xué)組分的可燃有機(jī)礦產(chǎn)它們由古代的動(dòng)物、植物遺體演變而來，屬有機(jī)成因，又具有燃燒能力，總稱為可燃有機(jī)礦產(chǎn)或可燃有機(jī)巖。

這種礦產(chǎn)成分復(fù)雜，現(xiàn)已鑒定出上千種有機(jī)化合物，主要為烴類，還含有數(shù)量不等的非烴化合物和多種微量元素，有時(shí)溶有一些烴類氣體、非烴氣體、不等量固態(tài)烴和非烴物質(zhì)。所以，石油實(shí)際上是多種有機(jī)化合物的混合體。第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)能源地質(zhì)學(xué)課件第一章石油、天然氣的成分和性質(zhì)第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分石油是由各種碳?xì)浠衔锱c少量雜質(zhì)組成的液態(tài)可燃礦物，主要成分是液態(tài)烴1、石油的元素組成組成石油的化學(xué)元素主要有碳(C)、氫(H)、氧(O)、硫(s)、氮(N)，其中碳和氫兩種元素占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。能源地質(zhì)學(xué)課件第一章石油、天然氣的成分和性質(zhì)第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1、石油的元素組成能源地質(zhì)學(xué)課件第一章石油、天然氣的成分和性質(zhì)第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1、石油的元素組成從國(guó)內(nèi)外(上表)一些石油的元素組成看出：一般石油中碳的含量占84—87％，氫含量為11一14％，兩者在石油中以烴的形態(tài)出現(xiàn)，占石油成分的97—99％。剩下的硫、氮、氧及微量元素的總含量一般只有1—4％。但是，在個(gè)別情況下主要由于硫分增多，這個(gè)比例可高達(dá)3％－7％。能源地質(zhì)學(xué)課件第一章石油、天然氣的成分和性質(zhì)第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1、石油的元素組成組成石油的化學(xué)元素除上述5種主要元素外，通過對(duì)石油的灰分進(jìn)行分析，還識(shí)別出50多種微量元素，其含量變化從十萬分之幾到萬分之幾。按其含量多少和常見程度列舉數(shù)種微量元素如下：Fe、Ca、Mg、Si、Al、V、Ni、Cu、Sb、Mn、Sr、Ba、B、Co、Zn、Mo、Pb、Sn、Na、K、P、Li、Cl、Bi、Be、Ge、As、As、Gd、Au、Ti、Cr、Cd。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成碳和氫兩種主要元素組成各種碳?xì)浠衔?烴類)存在于石油中，按其本身結(jié)構(gòu)的不同可分為三類：

烷烴

環(huán)烷烴

芳香烴

2、石油的化合物組成石油的化合物組成歸納起來，主要可分為烴和非烴兩類。烷烴與環(huán)烷烴為飽和烴芳香烴為不飽和烴。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成

在常溫常壓下，含一個(gè)到四個(gè)碳原子(C1—C4)的烷烴呈氣態(tài)，含5個(gè)到16個(gè)碳原子(C5—C16)的正鏈烷烴呈液態(tài)；從17個(gè)碳原子(C17)以上的高分子烷烴皆呈固態(tài)。所有烷烴的比重都小于1，幾乎不溶于水。①烷烴—又名脂肪族烴

→通式為CnH2n+2屬飽和烴能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成①烷烴—又名脂肪族烴

→通式為CnH2n+2屬飽和烴

烷烴的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：碳與碳原子都以單鏈C—C相連，排列成直鏈?zhǔn)?。無支鏈著，為正構(gòu)烷烴或正烷烴；有支鏈者，為異構(gòu)烷烴或異烷烴。如：正烷烴：—C—C—C—C—

異烷烴：

能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成①烷烴—又名脂肪族烴

→通式為CnH2n+2屬飽和烴A．正構(gòu)烷烴大多數(shù)正構(gòu)烷烴碳數(shù)≤C55正構(gòu)烷烴一般占石油質(zhì)量的15％一25％，輕質(zhì)石油中可達(dá)30％以上，而重質(zhì)石油中可小于15％

能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成①烷烴—又名脂肪族烴

→通式為CnH2n+2屬飽和烴A．正構(gòu)烷烴在石油中，不同碳原子數(shù)的正構(gòu)烷烴在一定范圍內(nèi)是連續(xù)分布的。每條曲線上極大值對(duì)應(yīng)的碳數(shù)為該曲線的主峰碳。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成①烷烴—又名脂肪族烴

→通式為CnH2n+2屬飽和烴A．正構(gòu)烷烴在石油中，不同碳原子數(shù)的正構(gòu)烷烴在一定范圍內(nèi)是連續(xù)分布的。每條曲線上極大值對(duì)應(yīng)的碳數(shù)為該曲線的主峰碳。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成①烷烴—又名脂肪族烴

→通式為CnH2n+2屬飽和烴A．正構(gòu)烷烴曲線的分布特點(diǎn)與成油的原始有機(jī)質(zhì)類型、成油環(huán)境以及有機(jī)質(zhì)的成熟度密切相關(guān)。一般陸源有機(jī)質(zhì)形成的石油中高碳數(shù)(C22以上)正構(gòu)烷烴含量高，海生低等浮游生物(細(xì)菌、藻類)形成的石油中低碳數(shù)(C22以下)的正構(gòu)烷烴居多。有機(jī)質(zhì)演化成熟程度較高的、年代較老、埋深較大的石油中低碳數(shù)正構(gòu)烷烴居多；相反，演化程度低的石油，正構(gòu)烷烴碳數(shù)偏大。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成①烷烴—又名脂肪族烴

→通式為CnH2n+2屬飽和烴B．異構(gòu)烷烴石油中的異構(gòu)烷烴以10個(gè)碳數(shù)以下的為主，高碳數(shù)者以類異戊二烯型烷烴最受重視。其特點(diǎn)是在直鏈上每4個(gè)碳原子有1個(gè)甲基支鏈。類異戊二烯型烷烴，在沉積物和石油中，往往以植烷、姥鮫烷、陳姥鮫烷、異十六烷及法呢烷的含量最高能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成①烷烴—又名脂肪族烴

→通式為CnH2n+2屬飽和烴B．異構(gòu)烷烴結(jié)構(gòu)式：

能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成②環(huán)烷烴石油中的環(huán)烷烴多為五員環(huán)或六員環(huán)及其衍生物，以單環(huán)和雙環(huán)為主。多環(huán)中以四環(huán)甾烷和五環(huán)萜烷較為重要。環(huán)烷烴由許多圍成環(huán)的多個(gè)次甲基(—CH2—)組成。組成環(huán)的碳原子數(shù)可以是3、4、…，相應(yīng)稱為三員環(huán)、四員環(huán)、…。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成②環(huán)烷烴環(huán)烷烴由許多圍成環(huán)的多個(gè)次甲基(—CH2—)組成。按分子中所含碳環(huán)數(shù)目，可以分為單環(huán)烷烴(通式CnH2n)、雙環(huán)烷烴(通式CnH2n—2)、三環(huán)烷烴(通式CnH2n-4)和多環(huán)烷烴。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成②環(huán)烷烴在石油中，多環(huán)烷烴的含量隨成熟度增加而明顯減少，高成熟石油中以1—2個(gè)環(huán)的環(huán)烷烴為主。由于碳原子所有的價(jià)已被飽和，所以環(huán)烷烴和烷烴一樣，都是比較穩(wěn)定的。環(huán)烷烴的相對(duì)密度、熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都比碳原子數(shù)相同的烷烴高，但相對(duì)密度仍小于1能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成③芳香烴芳香烴系指由6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原于組成的特殊碳環(huán)—苯環(huán)的化合物，其特征是分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，屬不飽和烴。由于此類烴族中許多成員具有一種強(qiáng)烈的芳香氣味，故稱芳香族(又稱苯族)。→分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，屬不飽和烴

能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成③芳香烴根據(jù)結(jié)構(gòu)，芳香烴可分為單環(huán)、多環(huán)和稠環(huán)3類?！肿又泻斜江h(huán)結(jié)構(gòu)，屬不飽和烴

單環(huán)芳香烴是指分子中含一個(gè)苯環(huán)的芳香烴，包括苯及其同系物例如

苯甲苯對(duì)二甲苯能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成③芳香烴根據(jù)結(jié)構(gòu)，芳香烴可分為單環(huán)、多環(huán)和稠環(huán)3類。→分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，屬不飽和烴

多環(huán)芳香烴是指分子中含兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立苯環(huán)的芳香烴。例如：聯(lián)苯三笨甲烷能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分1）石油的烴類組成2、石油的化合物組成③芳香烴根據(jù)結(jié)構(gòu)，芳香烴可分為單環(huán)、多環(huán)和稠環(huán)3類?！肿又泻斜江h(huán)結(jié)構(gòu)，屬不飽和烴

稠環(huán)芳香烴是指分子中含兩個(gè)或多個(gè)苯環(huán)，彼此之間通過共用兩個(gè)相鄰碳原子稠合而成的芳香烴。例如：萘(nai)葸(xi)菲能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分2）石油的非烴化合物2、石油的化合物組成石油中的非烴化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物硫在石油中可以呈元素硫(S)、硫化氫(H2S)、硫醇(RSH)、硫醚(RSR/)、二硫化物(RSSR/)、環(huán)硫醚噻吩及其同系物等形態(tài)出現(xiàn)。石油中所含的硫是一種有害的雜質(zhì)，因?yàn)樗菀桩a(chǎn)生硫化氫和硫酸等。通常將含硫量大于2％的石油稱為高硫石油；低于0．5％的稱為低硫石油；介于0．5—2％之間的稱為含硫石油。①含硫化合物

能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分2）石油的非烴化合物2、石油的化合物組成石油中的非烴化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物②含氮化合物

石油中的含氮化合物包括堿性和非堿性兩類。石油中的堿性氮化物多為吡啶、哇啉、異哇啉和及其同系物，非堿性氮化物主要是吡咯、卟（ji）啉、咔唑及其同系物。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分2）石油的非烴化合物2、石油的化合物組成石油中的非烴化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物②含氮化合物

金屬卟（ji）啉化合物的分子中包含四個(gè)吡咯環(huán)，被四個(gè)一CH＝基團(tuán)相間連結(jié)而成，稱為族化合物。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分2）石油的非烴化合物2、石油的化合物組成石油中的非烴化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物③含氧化合物

氧在石油中均以有機(jī)化合物狀態(tài)存在，可分為：酸性氧化物：如環(huán)烷酸、脂肪酸及酚，總稱為石油酸；中性氧化物：如醛、酮等，含量極少。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分2、石油的化合物組成

碳、氫、硫、氮、氧五種主要元素在石油中可以構(gòu)成巨大數(shù)量的化合物。不論其數(shù)量如何多，但其化學(xué)性質(zhì)都取決于這些元素構(gòu)成的官能團(tuán)；每一種官能團(tuán)都具有特殊的化學(xué)特征，在其所連接的各種有機(jī)化合物中起著相同的作用。例如C15H3lCOOH(月桂酸)和C17H35COOH(棕櫚酸)都因含有羧基(一COOH)而被命名為某種有機(jī)酸，這些羧基多以類似方式產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分2、石油的化合物組成常見的官能團(tuán)一覽表能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分3、石油的餾分組成利用石油中各種化合物沸點(diǎn)不同的特點(diǎn)，加熱蒸餾，將石油分離成不同沸點(diǎn)范圍(即餾程)的若干部分，每一部分就是1個(gè)餾分。在實(shí)際工作中，用某個(gè)溫度范圍內(nèi)(餾程)蒸餾出的餾分的重量或體積百分含量來表示石油的組成，稱為石油的餾分組成。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分3、石油的餾分組成石油的蒸餾過程能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分3、石油的餾分組成石油不同溜分的化合物極不相同。一般來說，低沸點(diǎn)的輕溜分主要是由低碳數(shù)、分子量較小的烷烴和環(huán)烷烴組成；中餾分以中分子量和較高碳數(shù)的烷烴和環(huán)烷烴為主，并含有一定數(shù)量的芳香烴和環(huán)烷芳香烴以及少量的含琉、氮、氧化合物；而重溜分則以高碳數(shù)和高分子量的環(huán)烷烴、芳香烴、環(huán)烷芳香烴和含硫、氮、氧化合物組成。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分3、石油的餾分組成典型中性石油的餾分和化合物組成的關(guān)系

能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分4、石油的組分組成石油中不同類型的化合物，對(duì)有機(jī)溶劑和吸附劑具有選擇性溶解和吸附的性能。根據(jù)這一特性，可以選用不同有機(jī)溶劑和吸附劑，將石油分成若干部分，每一部分就是1個(gè)組分通過組分分離，即可將石油分為飽和烴、芳香烴、非烴和瀝青質(zhì)等組分。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)一、石油的化學(xué)成分4、石油的組分組成能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)二、石油的地球化學(xué)分類鑒于研究目的的不同，人們從不同角度對(duì)石油進(jìn)行分類，例如：根據(jù)油源環(huán)境，將石油分為海相油和陸相油；根據(jù)有機(jī)質(zhì)成熟度，將石油分為低熟油、成熟油、高熟油。從石油地質(zhì)理論角度，其代表性的分類方案是Tissot和wellte(1978)提出的地球化學(xué)分類，該分類采用三角圖解，以烷烴(石蠟烴)、環(huán)烷烴、芳香烴+含硫、氮、氧化合物的相對(duì)含量作三角圖解的三端元，并參考了石油中的含硫量。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)二、石油的地球化學(xué)分類能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)二、石油的地球化學(xué)分類能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)三、石油的物理性質(zhì)1）顏色

石油的顏色變化范圍很大，從白色、淡黃色、黃褐色、深褐色、黑綠色至黑色。石油的顏色與膠質(zhì)—瀝青質(zhì)含量有關(guān)，含量越高顏色越深。

華北、大港油田有的井產(chǎn)白色石油，大慶、勝利、玉門石油均為黑色。

白色石油的形成，可能于運(yùn)移過程中，帶色的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)被巖石吸附有關(guān)。

能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)三、石油的物理性質(zhì)2）比重石油的比重一般介于0.75一1.00之間。通常將比重大于0.90的石油稱為重質(zhì)石油，小于0.90者稱輕質(zhì)石油。石油的比重與顏色有一定關(guān)系，一般淡色石油的比重小，深色石油的比重大。

能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)三、石油的物理性質(zhì)3）粘度

粘度：液體在外力作用下，阻止其質(zhì)點(diǎn)相對(duì)移動(dòng)的能力。流體粘度愈大，就愈難流動(dòng)。石油粘度的變化受溫度、壓力和石油的化學(xué)成分所制約。隨溫度升高石油粘度則降低；壓力加大，粘度也隨之增加；

高分子碳?xì)浠衔锖扛叩氖椋扯纫草^大能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)三、石油的物理性質(zhì)4）溶解性

石油難溶于水，因此，石油在水中的溶解度很低。但卻易溶于許多有機(jī)溶劑，例如氯仿、四氯化碳、苯、石油醚、醇等。

能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)三、石油的物理性質(zhì)5）熒光性

石油及其大部分產(chǎn)品，在紫外線照射下，均可發(fā)光，稱為熒光。輕質(zhì)油的熒光為淺藍(lán)色，含膠質(zhì)較多的石油呈綠和黃色，含瀝青質(zhì)多的石油或?yàn)r青質(zhì)則為褐色熒光。

能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)三、石油的物理性質(zhì)5）旋光性

當(dāng)偏光通過石油時(shí)，偏光面會(huì)旋轉(zhuǎn)一定角度，這個(gè)角度叫偏光角。凡具有能使偏光面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的特性，稱為旋光性。如偏光面向右轉(zhuǎn)，是右旋物質(zhì)；向左轉(zhuǎn)，則為左旋物質(zhì)。能源地質(zhì)學(xué)課件第一節(jié)石油的成分和性質(zhì)三、石油的物理性質(zhì)其它如：導(dǎo)電性、熱值、凝固點(diǎn)、等能源地質(zhì)學(xué)課件第二節(jié)天然氣的成分和性質(zhì)天然氣：自然界一切天然生成的氣體都可稱為天然氣它們?yōu)楦鞣N氣體化合物或氣態(tài)元素的混合物索可洛夫根據(jù)存在的環(huán)境將天然氣分為八大類大氣；表層沉積物中的氣體；沉積巖中的氣體；海洋中的氣體；變質(zhì)巖中的氣體；巖漿巖中的氣體；地慢排出氣；宇宙氣。能源地質(zhì)學(xué)課件第二節(jié)天然氣的成分和性質(zhì)天然氣：自然界一切天然生成的氣體都可稱為天然氣它們?yōu)楦鞣N氣體化合物或氣態(tài)元素的混合物天然氣根據(jù)產(chǎn)狀分為

氣藏氣氣頂氣溶解氣凝析氣固態(tài)氣體水合物等能源地質(zhì)學(xué)課件第二節(jié)天然氣的成分和性質(zhì)在石油及天然氣地質(zhì)學(xué)界所講的是狹義的天然氣，

指與油田和氣田有關(guān)的可燃?xì)怏w，主要成分是氣態(tài)烴，其中以甲烷為主；多與生物成因有關(guān)。

非烴氣常為氮?dú)?、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫及微量惰性氣體。能源地質(zhì)學(xué)課件第二節(jié)天然氣的成分和性質(zhì)一、天然氣的化學(xué)成分1）氣藏氣指基本上不與石油伴生，單獨(dú)聚集成純氣藏的天然氣；實(shí)質(zhì)是沼氣，以甲烷為主。重?zé)N氣含量極少，不超過1一4％，屬于干氣(貧氣)。能源地質(zhì)學(xué)課件第二節(jié)天然氣的成分和性質(zhì)一、天然氣的化學(xué)成分1）氣藏氣2）氣頂氣

指與石油共存于油氣藏中呈游離氣頂狀態(tài)的天然氣。重?zé)N氣含量（乙烷以上為重?zé)N）可達(dá)百分之幾至幾十，僅次于甲烷，屬于濕氣(富氣)。能源地質(zhì)學(xué)課件第二節(jié)天然氣的成分和性質(zhì)一、天然氣的化學(xué)成分3）溶解氣

溶于石油或地下水中的天然氣。分為油內(nèi)溶解氣和水內(nèi)溶解氣。油內(nèi)溶解氣主要特點(diǎn)是重?zé)N氣含量高，有時(shí)可達(dá)40％；水內(nèi)溶解氣的主要成分是甲烷和氮，重?zé)N氣和二氧化碳含量一般不超過10—12％；

能源地質(zhì)學(xué)課件第二節(jié)天然氣的成分和性質(zhì)一、天然氣的化學(xué)成分4）凝析氣凝析氣：當(dāng)?shù)叵聹囟?、壓力超過臨界條件后，液態(tài)烴逆蒸發(fā)而形成的氣體。一旦采出后，由于地表壓力、溫度降低而逆凝結(jié)為輕質(zhì)油。能源地質(zhì)學(xué)課件第二節(jié)天然氣的成分和性質(zhì)二、天然氣的物理性質(zhì)天然氣一般無色，可有汽油味或硫化氫味，可燃。天然氣的物理性質(zhì)有比重、粘度、蒸氣壓力（將氣體液化時(shí)所需施加的壓力，稱為該氣體的飽和蒸氣壓力）、溶解性（天然氣溶于石油和水）、熱值(每立方米天然氣燃燒時(shí)所發(fā)出的熱量，稱為熱值)。能源地質(zhì)學(xué)課件第三節(jié)油田水

油田水：從廣義上理解，油田水是指油田區(qū)域（含油構(gòu)造）內(nèi)的地下水，包括油層水和非油層水。狹義的油田水：是指油田范圍內(nèi)直接與油層連通的地下水，即油層水。

根據(jù)水與油、氣分布的相對(duì)位置，分為底水和邊水。

底水：是指含油（氣）外邊界范圍以內(nèi)直接與油（氣）相接觸，并從底下托著油氣的油層水。一、油田水的產(chǎn)狀能源地質(zhì)學(xué)課件第三節(jié)油田水一、油田水的產(chǎn)狀根據(jù)水與油、氣分布的相對(duì)位置，分為底水和邊水。

邊水：是指含油（氣）外邊界以外從側(cè)面流動(dòng)的油層水，實(shí)際是底水的外延。在油田范圍內(nèi)非油層水，根據(jù)它們與油層的相對(duì)位置，分別稱之為是上層水、夾層水和下層水。油田水存在于儲(chǔ)集層的孔隙—裂縫中。能源地質(zhì)學(xué)課件第三節(jié)油田水二、油田水的來源和形成

一般認(rèn)為，油田水的來源主要有4種：沉積水、滲入水、深成水、轉(zhuǎn)化水。沉積水是指沉積物堆積過程中保存在其中的水。這種水的含鹽度和化學(xué)組成與古誨(湖)水有密切關(guān)系。因此，不同環(huán)境下形成的油層水礦化度有著明顯差別。滲入水指大氣降雨時(shí)滲入地下空隙和滲透性巖層中的水。其礦化度低，可淡化高礦化度地下水。在靠近不整合面的油田水中，這種淡化作用特別明顯。能源地質(zhì)學(xué)課件第三節(jié)油田水二、油田水的來源和形成

一般認(rèn)為，油田水的來源主要有4種：沉積水、滲入水、深成水、轉(zhuǎn)化水。深成水又稱內(nèi)生水，指來源于上地幔及地殼深部、由巖漿游離出來的初生水（即原生水）和變質(zhì)作用過程中產(chǎn)生的變質(zhì)水。這是一種高溫高礦化度、飽和氣體的地下水，在金屬礦床的形成中起重要作用。轉(zhuǎn)化水是沉積成巖和烴類形成過程中，粘土轉(zhuǎn)化脫出的層間水及有機(jī)質(zhì)向烴類轉(zhuǎn)化時(shí)分解出的水。造成這種轉(zhuǎn)化的主要因素是溫度和壓力，并伴隨著離子交換等反應(yīng)。實(shí)際上，油田水可以看做是沉積水、滲入水和深成水以不同比例的混合水，經(jīng)過一系列復(fù)雜的物理化學(xué)作用，并與油氣相伴生的油層水。能源地質(zhì)學(xué)課件第三節(jié)油田水三、油田水的化學(xué)組成

油田水的化學(xué)組成，包括無機(jī)組成、有機(jī)組成和溶解氣。

無機(jī)組成：以HCO3-、SO42-、Cl-和Ca2+、Na+、Mg2+6種陰、陽離子為代表以及碘、溴、硼、鋇、鍶、銨等微量元素，其組合特征及異常值能反應(yīng)油田水的地質(zhì)特征。

有機(jī)組成：油田水中含有氣態(tài)烴、液態(tài)烴、苯、酚及環(huán)烷酸等有機(jī)組分，其含量及比值可作為找油的水化學(xué)標(biāo)志。

溶解氣：常見的有O2、N2、CO2、H2S、CH4、He等。能源地質(zhì)學(xué)課件第三節(jié)油田水四、油田水的礦化度

油田水的礦化度：即水中各種離子、分子和化合物的總含量，以水加熱至105℃蒸發(fā)后所剩殘?jiān)亓炕螂x子總量來表示，單位m/L、mg/L或ppm。油田水一般具有較高的礦化度，這是由于油田水埋藏地下深處，長(zhǎng)期處于停滯狀態(tài)，缺乏循環(huán)所致。由于來源及形成過程等方面的不同，各地區(qū)油田水的礦化度差異較大。陸相油田水礦化度一般比海相低，但變化大。根據(jù)我國(guó)陸相油田水的資料，礦化度一般低于50g/L，以低于10g／L的占優(yōu)勢(shì)。能源地質(zhì)學(xué)課件第三節(jié)油田水五、油田水的類型蘇林（Sulin）分類:

分類原則是HCO3-、SO42-、Cl-和Ca2+、Na+、Mg2+6種陰、陽離子的相對(duì)含量，以Na/Cl、(Na-Cl)/SO4和(Cl-Na)/Mg這三個(gè)成因系數(shù)，把天然水劃分為四種基本類型。分為硫酸鈉型(Na2SO4型)、重碳酸鈉型(NaHCO3型)、氯化鎂型(MgCl2型)及氯化鈣型(CaCl2型)4種水型。能源地質(zhì)學(xué)課件第三節(jié)油田水五、油田水的類型蘇林認(rèn)為，裸露的地質(zhì)構(gòu)造中的地下水可能屬于硫酸鈉型，而與地表大氣降水隔絕的封閉水則多屬于氯化鈣型，兩者之間的過渡帶有氯化鎂型。在油田剖面上部地段以重碳酸鈉型為主，隨著埋深增加，過渡為氯化鎂型，最后成為氯化鈣型。蘇林認(rèn)為，油田水的水化學(xué)類型以氯化鈣型為主，重碳酸鈉型次之，硫酸鈉型和氯化鎂型較為罕見。能源地質(zhì)學(xué)課件第四節(jié)油氣中的

穩(wěn)定同位素

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)不會(huì)自發(fā)的發(fā)生改變的同位素。放射性同位素（即不穩(wěn)定同位素）：指那些能自發(fā)的進(jìn)行衰變，形成質(zhì)子數(shù)不同的新原子的同位素。如鈾變?yōu)殂U。穩(wěn)定同位素有兩個(gè)最顯著的屬性：1.穩(wěn)定性：即經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)之后，原子核結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。2.分餾作用：指同位素在兩種同位素比值不同的物質(zhì)之間進(jìn)行分配。能源地質(zhì)學(xué)課件第四節(jié)油氣中的

穩(wěn)定同位素一、穩(wěn)定同位素在自然界的分布、比值符號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)能源地質(zhì)學(xué)課件第四節(jié)油氣中的

穩(wěn)定同位素一、穩(wěn)定同位素在自然界的分布、比值符號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)同位素比值的測(cè)量和