石油地质学基础授课材料(下).pptxVIP

石 油 地 质 学 基 础（下篇）主讲教师：王顺玉西南石油学院资源与环境学院第一页，共二百四十二页。第七章 石油、天然气与油田水原油的组成及性质天然气的组成及性质地下水的性质和组成第二页，共二百四十二页。第七章 石油、天然气与油田水石油（Petroleum）是指从地下深处开采出来的多组分混合物，其主要组成是烃类（烷烃、环烷烃、芳香烃），其次是数量不多但很有意义的非烃组分（含氧化合物、含氮化合物、含硫化合物、胶质和沥青质）。根据石油在地下存在的相态，可以把石油分为：天然气（gas）：在标准的温度和压力条件下（760mmHg，15.6℃ ）不凝结，以气态的形式存在；凝析油（condensate）：在地层条件即地下一定温度和压力条件下呈气态，在地面常温、常压条件下反凝析呈液态；原油（crude oil）：在地层条件和地面条件下均呈液态存在。 一般来讲，石油都有相似性，但石油的化学组成是不固定的，不同地区、不同层位的石油在物理、化学性质上又存在较大的差异，主要受有机母质类型、热演化程度和油气成藏后的次生变化作用的影响。 第三页，共二百四十二页。第一节 原油的组成及性质 一、原油的组成1、元素组成世界上各油田所产原油的性质虽然千差万别，但它们的元素组成是一致的，基本是由碳、氢、硫、氮、氧五种元素组成，而且主要是碳和氢。它们在原油中含量的一般范围是：碳 83.0％～87.0％氢 11.0％～14.0％硫 0.05％～8.00％氮 0.02％～2.00％氧 0.05％～2.00％ 除碳、氢、硫、氮、氧外，原油中还含有微量的金属和非金属元素，它们的含量一 般只是百万分之几甚至十亿分之几。微量金属元素30多种, 有 Fe 、 Al 、V、 Ni…。第四页，共二百四十二页。第一节 原油的组成及性质2、原油的化学组成 在原油的化学组成中，按照化学结构可分为：烃类(Hydrocarbon)：指全部由氢和碳原子构成的化合物 (CH4，C2H6 ...) ——烷烃、环烷烃、芳香烃 第五页，共二百四十二页。Pentane (C5H12)Propane (C3H8)第一节 原油的组成及性质(1)烷烃： 属饱和烃（CnH2n+2） C1~4气态，C5~16液态，C17+固态 A.正构烷烃 属直链烃 -C-C-C-C- 在原油中正构烷烃的含量是较高的，其含量一般为15％～20％。原油中已检测出C1～C40的各种正构烷烃。 含量高低取决于：（1）生成条件—原始有机质的性质。 （2）烃源岩的热演化程度。Heptane (C7H16) 第六页，共二百四十二页。第一节 原油的组成及性质IsopentaneIsobutane (C4H10)B.异构烷烃 ——属侧链烃 在中等分子量范围内最重要的异构烷烃是异戊二烯类烷烃，它们是C9～C25的异构烷烃，每隔三个碳原子有一个甲基支链，含量常占原油的1％。 最重要的是：异戊二烯型烷烃（植烷，姥鲛烷） 称谓 指纹化合物 —同源石油所含的异戊二烯型烷烃的类型和含量非常相似。第七页，共二百四十二页。第一节 原油的组成及性质(2).环烷烃化合物 A.概念: 具有三个碳原子以上，单链相连，呈闭合环状结构的烃类称环烷烃。 有: 单环 双环 多环 B.分布：在碳数小于10的轻馏分中，环己烷、环戊烷及其衍生物是石油的重要组分，特别是甲基环己烷和甲基环戊烷常常是最丰富的。中等到重馏分（C10～C35）的环烷烃一般由1～5个五员环和六员环组成。其中单环和双环烷烃占环烷烃总量的50％～55％，三环烷烃占20％。四环和五环环烷烃平均占碳数大于10的环烷烃的25％，它们的结构与四环甾族化合物和五环三萜烷直接相关。cyclohexane第八页，共二百四十二页。第一节 原油的组成及性质(3).芳香烃化合物 概念：具有六个碳原子和六个氢原子组成的特殊碳环—苯环的化合物。 类型及含量：单环型—苯 甲苯 对二甲苯； 多环型—联苯 三苯甲烷； 稠环—萘 蒽 菲，含二个或多个苯环，共用二个相邻碳原子稠合而成。其中1～3环的苯、萘和菲系列含量最高，占芳香馏分的70％左右，而四环以上的芳烃仅占不到10％。naphthalene第九页，共二百四十二页。第一节 原油的组成及性质非烃类——原油中，氧、氮、硫三种元素的质量分数一般仅为2％左右，但其化合物却达10％～20％，甚至更多。主要集中在原油的高沸点馏分中。原油中非烃主要有：含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物。（1）含硫化合物：有害物质，对机器、管道、油罐、炼塔腐蚀。 所有原油中都含有一定量的硫，但不同原油的含硫量相差很大，从万分之几到百分之几。原油中有机硫化物已鉴定出250种。除元素硫以外，主要以硫醇、硫醚和噻吩类等出现—评价石油质量的重要指标： 含