第一章油气藏中的流体

1、第一章 油气藏中的流体(Chapter1 Liquid of hydrocarbon reservoir)学时：6 学时基本内容： 石油的概念、组成、特征、分类及物理性质。 天然气的概念、产出类型、化学组成及物理性质。 油田水的概念、类型和特征。 油气的碳、氢稳定同位素。教学重点：石油的组成和特征，天然气的产出类型，油田水的类型。教学内容提要： 第一节 石油一、石油的概念及组成石油（又称原油）：一种存在于地下岩石孔隙介质中的由各种碳氧化合物与杂质组成的，呈液态和稠态的油脂状天然可燃有机矿产。（一）石油的元素组成主要是碳、氢、硫、氮、氧。尤其是碳、氢，两元素在石油中一般占9599%，平均为97.

2、5%。除上述五种元素外，在石油中还发现其他微量元素，构成了石油的灰分。（二）石油的馏分、组分与化合物组成 1石油的馏分组成石油的馏分：是利用组成石油的化合物具有不同沸点的特性，加热蒸馏，将石油切割不同沸点范围（即馏程）的若干部分，每一部分就是一个馏分。 2石油的组分组成石油的组分：石油化合物的不同组分对有机溶剂和吸附具有选择性溶解和吸附性能，选用不同有机溶剂和吸附剂，将石油分成若干部分，每一部分就是一个组分，分别为油质、苯胶质、洒精苯胶质及沥青质。 3石油的化合物组成 在近代实验室中，用液相色谱可将石油划分为饱和烃、芳烃、非烃及沥青质。 4三者的关系 石油的组分、化合物和馏分的大致对应关系如下

3、： 组分（溶剂分离） 化合物（热色谱鉴定） 馏分（热分离） 油质 饱和烃 汽油 苯胶质 芳香烃 煤油 酒精苯胶质 非烃 柴油 沥青 沥青质 重油沥青 二、石油的化合物及特征（本节重点）（一）烃类化合物1正构烷烃其含量主要取决于：生成石油的原始有机质的类型； 原油的成熟度： 在石油中，不同碳原子数正烷烃相对含量呈一条连续的分布曲线，称为正烷烃分布曲线。正烷烃分布曲线的应用：判断成油原始有机质类型、有机质成熟度、油源对比。 2异构烷烃 以异戊间二烯烷烃最重要，研究和应用最多的是植烷和姥鲛烷。主要来源于植物的叶绿素的侧链植醇或色素，为生物标志化合物。常用于油源对比和沉积环境研究。 3环烷烃石油中的环

4、烷烃多为五员环或六员环。随着成熟度的增高，由多环向单、双环转化，一般，单、双环占环烷烃的5055%；三环占环烷烃的20%；四、五环占环烷烃的25%。 4芳香烃 芳香烃包括苯及其同系物，有多环芳烃和稠环芳香烃。 （二）非烃化合物 1含硫化合物：主要有硫醇（SH）、硫化物（S）（包括硫醚 RSR、环硫醚）、二硫化物（SS）以及噻吩衍生物。2含氮化合物：可分为碱性和中性两大类。碱性含氮化合物主要是吡啶、喹啉、异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义的中性含氮化合物，即卟啉化合物，它是石油有机成因的重要生物标志物。 3含氧化合物：主要有酸性和中性两

5、大类。酸性含氧化合物中有环烷酸、脂肪酸及酚，总称石油酸；中性含氧化合物有醛、酮等，其含量较少。 三、石油的分类 Tissot和Welte(1978)提出的，该方案中的原油组成数据是指沸点210的馏分分析数据。该分类采用三角图解，以烷烃、环烷烃、芳烃N、S、O化合物作为三角图解的三个端元。 分为：石蜡型、环烷型、石蜡环烷型、芳香中间型、芳香环烷型和芳香沥青型六种类型。四、海陆相原油的基本区别海相陆相以芳香中间型和石蜡环烷型为主，饱和烃占2570%，芳烃占2560%。以石蜡型为主，饱和烃占6090%，芳烃占1020%。含蜡量低含蜡量高含硫量高含硫量低V/Ni1V/Ni-27碳同位素13C值1111

6、0海水氯化镁型101深层水氯化镁型11 五、油田水的物理性质（简介）1比重2粘度3透明度、颜色4气味5导电性第四节 油气碳、氢稳定同位素一、同位素的概念及碳稳定同位素分馏机理（简介） 同位素：指元素周期表中原子序数相同，原子量不同的元素。 稳定同位素：指原子核的结构不是自发的发生改变。同位素分馏机理： 1同位素的交换反应 2光合作用的动力效应 3热力和化学反应的动力效应 4同位素的物理化学效应二、稳定同位素在自然界的分布、比值符号和标准自然界中碳、氢稳定同位素的符号、丰度、比值及标准见下表：原子序数同位素丰度（%）同位素比比值标准及符号比值符号11H 99.9852H 0.0152H/1H1.

7、510-4标准平均大洋水缩写号SMOWD（，SMOW）612C 98.89213C 1.10813C/12C1.1210-2南卡罗来纳州白垩系皮狄组美洲拟箭石缩写号PDB13C（，PDB） 同位素比值的的计算： Rs :为样品的同位素比值；Rr：为标准的同位素比值。 标准之间的换算公式：式中：为求取对B标准的值； ：为测得对A标准的值；RAr、RBr：为A、B标准的比值。三、油气中碳同位素的组成1原油：一般：-22-33；平均值：-25-26。海相：值较高：-27-22；陆相：值偏低：-29-33。随年代变化，微变低。随组分分子量的增大，急剧增大。2天然气随天然气成熟度的不同而不同：生物成因气：-60-95 低热解成因气：-50-20 高以上两种气的混合气：-50-60天然气成份中：，分子量增加，增大。3有机质和沉积物腐泥型有机质：值偏低；腐殖型有机质：值偏高。植物：值一般在-24-34；水生植物：-6-19海泥有机质：-20；淡水有机质：-25；湖泥有机质：-29.5-34.5四、氢同位素在油气中的组成原油：一般在-80-160D:饱和烃芳烃非烃，D与值没有明显的相关关系。天然气：D：-105-270，D与存在不很明显的关系。主要参考书或建