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)學時：6 學時基本內(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溶劑和吸附具有選擇性溶解和吸附性能，選用不同有機溶劑和吸附劑，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)。 4三者的關系 石油的組分、化合物和餾分的大致對應關系如下

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用：判斷成油原始有機質(zhì)類型、有機質(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，它是石油有機成因的重要生物標志物。 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。同位素分餾機理： 1同位素的交換反應 2光合作用的動力效應 3熱力和化學反應的動力效應 4同位素的物理化學效應二、穩(wěn)定同位素在自然界的分布、比值符號和標準自然界中碳、氫穩(wěn)定同位素的符號、豐度、比值及標準見下表：原子序數(shù)同位素豐度（%）同位素比比值標準及符號比值符號11H 99.9852H 0.0152H/1H1.

7、510-4標準平均大洋水縮寫號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：為標準的同位素比值。 標準之間的換算公式：式中：為求取對B標準的值； ：為測得對A標準的值；RAr、RBr：為A、B標準的比值。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有機質(zhì)和沉積物腐泥型有機質(zhì)：值偏低；腐殖型有機質(zhì)：值偏高。植物：值一般在-24-34；水生植物：-6-19海泥有機質(zhì)：-20；淡水有機質(zhì)：-25；湖泥有機質(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關系。天然氣：D：-105-270，D與存在不很明顯的關系。主要參考書或建