1石油、天然气、油田水的成分和性质

1、第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质第一节 石油沥青类概述 一、石油沥青类与可燃有机矿产 天然气、石油及其固态衍生物，统称为石油沥青类。它们多由古代的动物、植物遗体演变而来，属有机成因，又具有燃烧能力，总称为可燃有机矿产或可燃有机岩。 二、可燃有机矿产的元素组成 组成可燃有机岩的主要元素是碳和氢，还含少量的氧、硫、氮等杂质元素。三、可燃有机矿产分类 根据物理状态，可燃有机矿产分为气态、液态和固态三类。（1）气态可燃矿产：纯气田的气体、石油伴生的油田气、煤型气、火山气、沼气等。（2）液态可燃矿产：以石油为代表。（3）固态可燃矿产：地沥青、地蜡、石沥青等石油衍生物，还有各种煤、油页岩、 硫磺等

2、。第二节 石油的成份和性质 石油(petroleum/crude oil)是一种成份十分复杂的天然有机化合物的混合物。成份：主要烃类、少量非烃和微量元素相态：液态为主，溶有大量烃气，少量非烃气物性：多具芳香气味、油脂状、比水轻，颜色 有黑、褐、棕、绿、浅黄直至透明。 第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质一、石油的化学成分（一）元素组成 1.基本元素 石油没有确定的元素组成，但主要由5种元素组成，即由C、H及少量O、S、N等元素组成。据统计： C：8487%（84.5）； H：1114%（13）； O(0.5)+S(1.5)+N(0.5)：14%；C、H占绝对优势，也叫碳氢化合物 (hydr

3、ocarbon)主要呈烃类存在，构成石油的主体。而O、S、N常存在于含杂原子的化合物中，主要是重馏分。 S，平均为0.65%；碳酸盐岩系和膏岩系含油层而形成的石油，S 一般含量较高，产自砂岩的石油则含S较少。 S2%，高硫原油； 0.5% S2%，含硫原油； S0.5%，低硫原油。N 平均为0.094%；通常 0.25%，高氮原油； 0.25%，贫氮原油。2.微量元素 石油中还有几十种微量元素，主要是金属元素（其中V和Ni的含量最高），仅占石油重量的万分之几，构成了石油的灰分。 石油组分中发现的微量元素有： Fe, Ca, Mg, (Si), Al, V，Ni，Cu ，Sb，Mn，Sr，Ba，

4、B，Co，Zn，Mo，Pb，Sn，(Na)，K，P，Li，Cl，Bi，Be，Ge，Ag，As，Gd，Au，Ti，Cr，Cd等59种元素。 我国原油一般Ni高，V低，V/Ni比值低。（二）石油的烃类组成 组成石油的化合物有三类： 1.烷烃（脂肪族烃）： 通式CnH2n+2，属饱和烃常温常压下： C1C4 (气态)；C5 C15 (液态)；C16(固态) 分子结构特点：碳与碳原子间以单键相连，排成直链，按其是否有支链存在，进一步分正构烷烃、异构烷烃。无支链的为正构烷烃，如正戊烷；有支链的为异(构)烷烃，如异戊烷。 石油中已鉴定出的的正烷烃自C1C45，个别报道见有C60正烷烃，但大部分其碳数C35

5、； 异构烷烃以C10为主， C11C25较少，且以类异戊间二烯型烷烃最重要。 根据主峰碳位置及形态，可将正烷烃分布曲线分为3种基本类型：主峰小于C15，主峰区较窄；主峰大于C25，主峰区较宽；主峰在C15-C25之间，主峰区较宽。 这个分布特点与成油原始有机质、成熟度和成油环境有密切关系。 原 正烷烃分布曲线 石油烷烃馏分中，有大量异烷烃，其中最有意义的是具特征结构的异戊间二烯型烷烃（姥鲛烷Pr、植烷Ph最丰富），一般认为由叶绿素的侧链植醇演化而来。其特点是在直链上每四个碳原子有一个甲基支链，结构上宛如由若干个异戊间二烯分子加氢缩合而成。 如：在沉积物和原油中，往往以植烷、姥鲛烷、降姥鲛烷、异

6、十六烷及法尼烷的含量最高，主要来源于叶绿素，加之化学稳定性，可用作油源对比。2.环烷烃：通式为 CnH2n ，属饱和烃结构特征：碳原子以单键联结成闭合的链环。环烷烃由围成环的多个次甲基(CH2)组成。按分子所含碳环数目分：单环(CnH2n)、双环(CnH2n-2)、三环(CnH2n-4)、多环烷烃（组成环的碳原子数为大于3的数，相应为三员环、四员环、五员环、六员环）。环烷烃在石油中分布的特点：五员环和六员环最常见(稳定)，六员环居多，通常用环己烷/环戊烷的比值来估计生油温度。在低沸点镏份中，主要为单环，随沸点增高，出现双环、三环多环化合物。由于碳原子所有的价已被饱和，所以环烷烃和烷烃一样，都比

7、较稳定。四-五环的环烷烃结构与生物体中的甾类、萜类化合物相似，为石油有机成因主要依据之一。3.芳香烃通式(CnH2n-6)，属不饱和烃。结构特点：至少含一个苯环，具有六个碳原子和六个氢原子组成的特殊碳环苯环化合物。苯、萘（二环）、菲和蒽（三环）。按结构分：单环芳烃：分子中含一个苯环，包括苯及其同系物；多环芳烃：分子中含两个或多个独立苯环的芳烃；稠环芳烃：分子中含两个或多个苯环，彼此之间通过共用两个相邻碳原子稠合而成的芳烃。 芳烃在原油中含量变化较大（10-40%），一般具下列分布规律：随沸点增高、芳烃含量增高，且芳烃环数及侧链数增多，碳链加长；低沸点镏份中，芳烃含量较少，主要为苯、甲苯、二甲苯

8、；石油形成时代越新，芳环上取代基越少。三种烃类在世界石油烃组成中所占的比例（%）烃类名称范 围 通常范围平均含量 烷烃070555 30 环烷烃20802575 46 芳香烃5601040 24 （三）石油的非烃组成 含有O、S、N等元素的化合物，在石油的重质馏分中含量较高。1.含硫化合物 各种原油的含硫量差异很大，少的只有万分之几，多的可达百分之几。在同一石油中硫化物含量随沸点升高而增多。 已鉴定出100多种，多数情况下，以硫(S)、硫化氢(H2S)，硫醇(RSH)，硫醚(RSR )，噻吩及其同系物等形态出现。2.含氮化合物 一般为万分之几至千分之几，主要集中在高沸点馏分及渣油中。已鉴定出3

9、0多种，通常:碱性氮化合物：吡啶、喹啉、异喹啉等同系物；非碱性氮化合物：吡咯、卟啉等同系物动物血红素和植物叶绿素都属卟啉类化合物，且结构相同（见下图）。可提供有机成因的证据。 含氮化合物在石油贮存过程中易生成胶质，在加工过程中能引起催化剂中毒。卟啉化合物在石油中分布的特点：石油中的卟啉化合物主要为钒卟啉和镍卟啉；海相原油富含钒卟啉； 陆相原油富含镍卟啉；中新生代生成的原油卟啉含量较多； 古生代地层中含量甚低或不含。3.含氧化合物 含量很少，目前在石油中已鉴定出50多种成分。可分为酸性氧化物（环烷酸、脂肪酸和酚，统称石油酸）和中性氧化物（醛、酮等，含量极少）。 几乎所有石油中都含环烷酸，但含量变

10、化大(0.031.9%)，约占总酸的90%，多集中于石油250350的中间馏分内，多属一元酸类，常为环戊烷的衍生物，易形成各种盐类，由此可作为地下水找油的一种标志。 除上述已经分离和鉴定出的各种化合物外，石油中还有一定数量的、由多种元素（C、H、O、S、N等）组成的、结构极为复杂的高分子化合物，因受分离技术的限制，目前对其具体的结构特征尚不清楚，统称其为沥青质。（四）生物标志化合物 指沉积物和石油中来自生物体的原始生化组成，其碳骨架在各种地质作用过程中被保存下来的有机化合物。其特点有：继承生物原生烃和类脂化合物的游离分子；保留了其原始生物母体为其基本的碳骨架；判明有机质来源，确定原始沉积环境。

11、 可用于研究油源对比、油气运移，是油气有机成因的有力佐证。（五）原油的镏分、组分及化合物组成1.镏分：石油的馏分是根据组成石油的化合物具有不同沸点的特性，加热蒸馏，将原油分割成不同沸点范围（馏程）的若干部分，每一部分就是一个馏分。原油的炼制工艺即利用了这一原理。不同馏分的名称及温度范围如下：馏分种类轻馏分中馏分重馏分石油气汽油煤油柴油重瓦斯油润滑油渣油温度（）3535-190190-260260-320320-360360-500500还可按每隔50或100间隔分出相应的直镏镏分。2.原油组分 不同组份对有机溶剂具选择性溶解，对吸附剂具有不同吸附的性能，选用不同有机溶剂和吸附剂可将组分分开（分

12、为4种）。（1）油质：能溶于氯仿或四氯化碳的组分，主要为饱和烃和一部分低分子芳烃，是一种浅色的几乎全部为碳氢化合物所组成的粘状液体。（2）苯胶质：溶于苯的组分，主要是芳烃和一些具有杂元素的芳烃结构化合物，为粘状的或玻璃质的半固体物质，颜色有淡黄、红褐、黑色等。（3）酒精-苯胶质：溶于酒精和苯的混合溶剂中的组份，主要是含杂元素的非烃化合物，为半固体物质。（4）沥青质：不溶于石油醚的沥青部分，是非烃中的一部分，为渣油的主要组成部分，为暗褐色，黑色的脆性固体物质。3.原油的化合物（族份） 分为烃和非烃两大类。烃: 饱和烃，正构烷烃，异构烷烃，环烷烃； 芳烃：芳烃，环烷芳烃；非烃： 胶质，沥青质； 此

13、外有：含氧、含硫、含氮化合物、有机金属化合物。4.石油镏分与化合物组成关系低沸点轻镏分：主要由低碳数分子量小的烷烃、环烷烃组成；中镏分：以中分子量，较高碳数烷烃、环烷烃和一定数量芳烃、环烷芳烃，少量的N、S、O化合物组成；重镏分：高碳数、大分子的环烷烃、芳烃、环烷芳烃，含N、S、O的化合物。二、石油的物理性质 石油的物理性质，取决于它的化学组成，不同地区、不同层位，甚至同一层位在不同构造部位的石油，其物理性质也可明显差别。1.颜色：由浅（淡黄色）深（黑色） 石油的颜色与石油中胶质、沥青质的含量有关。一般情况下，胶质、沥青质的含量愈高，颜色愈深。2.相对密度（比重） 在1atm（101325Pa

14、）压力下，单位体积的20石油与4纯水的重量比，通常以d420表示。一般介于0.75 0.98。 重质石油：(d420) 0.93 中质石油：0.90 (d420) 0.93 轻质石油：(d420) 0.90相对密度主要决定于：胶质沥青质含量高、密度大、颜色深。低碳数的烃含量多，密度小。石油中溶解气数量多，密度小。温度高，密度小，压力大，密度增大。商业上： API度=141.5/(15.5时密度) -131.5 (我国、美国常用) 波美度=140/(15.5时密度)-130 (西欧常用)3.粘度： 表示石油流动分子之间相对运动所引起的内摩擦力大小，粘度越大，流动性越差。可用绝对动力粘度来表示，单

15、位为Pas，定义是：当1Pa的切力（P）作用于液体，使相距（L）为1m、面积（F）为1m2的两液层发生相对恒速流动，流量（Q）为1m3/s时的动力粘度就为1Pas。公式为： 影响石油粘度的主要因素：密度增高，粘度加大；温度增高，粘度降低；压力增高，粘度加大；烷烃含量高，粘度降低；环烷烃高，粘度大；腊、胶质、沥青质含量高，粘度大；原油中溶解气增加，粘度降低。4.导电性 石油电阻率极高，与高矿化度的油田水及沉积岩相比，可视为无限大。在测井上，可将油、水因视电阻率而区分开。5.萤光性 石油在紫外线照射下可产生萤光的特性。芳烃和非烃引起发光，低碳数饱和烃不发萤光。芳烃呈天蓝色，含胶质较多为绿色或黄色，

16、含沥青较多为褐色。6.旋光性 当偏光通过石油时，偏光面会旋转一定角度(旋光角)。凡具有能使偏振光的振动面发生旋转的特性，称旋光性。一般是0.1几度，且天然石油主要是右旋的。 引起石油旋光性的原因，在于其有机化合物结构中具有不对称的碳原子，从而产生不对称的分子结构，使化合物产生旋光的性能。 石油的旋光性是石油有机成因的有力证据。 人工合成的有机物或天然无机物，不具这种性质。7.溶解性 石油能溶于多种有机溶剂，难溶于水。 碳数相同的分子比较，烷烃环烷烃芳烃；各族烃类（除甲烷外）在水中的溶解度均随分子量增大而减小。外界条件的影响： 温度增高，溶解度加大； 水中无机组份含量增加时，溶解度降低； 水中有

17、皂胶粒存在时，烃类溶解度增大。三、石油的分类Tissot和Welte（1978）分类方案：用三角图解方法，将沸点210的馏分，以烷烃（石蜡） 、环烷烃、芳烃+NSO化合物作为图上的三个端元组分，将世界上的石油分为6类。根据统计出现的频数，大多数正常石油属于芳香中间型、石蜡环烷型和石蜡型；而若以石油的产储量大小论，则芳香沥青型最重要，其次是芳香环烷型和芳香中间型。四、海、陆相石油的基本区别内容 海相石油 陆相石油 石油类型芳香中间型、石蜡环烷型为主 以石蜡型为主，部分为石蜡环烷型 石蜡含量低（5%）高（普遍5%）硫含量 高低微量元素 V、Ni含量高，且V/Ni1V、Ni含量低，且V/Ni1碳同位

18、素13C-27 13C-29 (第三系原油)中国原油性质（引自李克玉，1996）一、天然气（natural gas/gas）的概念和产状（一）概念 广义的天然气，指存在于自然界的一切气体；狭义的天然气，指在石油和天然气地质学中研究更多的沉积圈中以烃类为主的可燃气体：指与油田或气田有关的可燃气体；成分以气态烃为主；多与生物成因有关。 随着天然气工业的发展，人们对一些非烃气和稀有气体如CO2、H2S、Ar气也开始给予重视。第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质第三节 天然气的成分和性质（二）产状按相态:游离气、溶解气、吸付气、固态气水合物；按分布特征: 聚集型（气藏气、气顶气和凝析气）， 分散型

19、（水溶气、油溶气、煤层气、吸附气、固态水 合物中的气）；按与石油产出关系：伴生气、非伴生气；按成因： 有机成因型（石油气、煤成气、菌解气）； 无机成因型（岩浆脱气、火山喷气、变质脱气、围岩 分解等）。1.聚集型天然气（1）气藏气 不与石油伴生，单独聚集成纯气藏的天然气。 基本特征：甲烷为主（95），属于干气。（2）气顶气 指与油共存于油气藏，呈游离态存在于油气藏顶部的天然气。在分布、成因上与石油有密切关系。 基本特征：重烃气含量大于5%，重烃气含量多少取决于石油的组成和密度。（3）凝析气 一种特殊的气藏气。在地下较高温度、压力下，超过临界条件后，液态烃（凝析油）逆蒸发而气化或呈液态分布在气中，

20、呈单一气相产出，称凝析气；采出后因地表温度、压力降低，逆凝结呈液态烃（轻质油）产出，即凝析油。 2.分散型天然气 游离气是一切气藏中天然气存在的基本形式，只有大规模游离气聚集，才能有效地开发利用。（1）溶解气 油内溶解气：指油藏中的溶解气，重烃含量高，常见 于饱和或过饱和油藏中。 水内溶解气：主要成份有甲烷、氮、重烃气、二氧化碳 等，不同成因盆地，成份含量不同。（2）煤层气 指煤层所含吸附和游离态的天然气，其含量因变质强度和煤顶板透气性差异很大。（3）固态气水合物 冰点附近特殊温压条件下形成的固态结晶化合物。气体分子天然地被封闭在水分子的扩大晶格中，形成固态气水合物。二、天然气的化学元素组成

21、主要由气态的低分子烃（C1C4）和非烃气体（N2、CO2、H2S）及微量惰性气体（如He、Ar）组成。 氮 据统计：天然气中C为4278%，H为1424%；化合物以甲烷为主，其次为重烃气；含有少量的C2C6的烷烃；一般碳数越大，含量越少。 由图可见，绝大多数气藏以烃气为主，其中又以甲烷气比例最高，只是在油田伴生气（气顶气）中，才有含量较高的重烃气（多为C2H6、C3H8）。 世界气藏气化学组成图 在实际勘探中，一般常根据重烃气的含量将天然气划分为湿气和干气。不同学者所用的参数、量值及具体的划分方案不尽相同。在天然气地质学上常用重烃气含量5%作为划分干气和湿气的界限：干气（贫气）：C+25%，常

22、不与油伴生，可形成纯气藏， 燃烧时呈兰色火焰，通入带冰的水中，无油膜出现。湿气(富气)：C+25%，常与油伴生，有微弱汽油味，燃烧 时呈黄色火焰，通入带冰的水中，常出现彩色油膜。非烃气体：有CO2、N2、H2S及He、Ar等惰性气体，含量不 等。高者可成为以CO2、N2为主的气藏。国别 气田名称产层 CH4 重烃气 CO2 N2 H2S H2 He 中 国 重庆圣灯山 P1 94.57 0.99 0.24 2.43 0.02 玉门石油沟 T1 97.80 0.40 0.201.10 0.10 大庆 K1 83.82 13.0 0.112.58 大港 Es3 75.21 23.22 前苏联 乌连

23、戈伊 K1 88.49 10.96 0.46 0.09 乌克蒂尔 P 75.1 14.0 0.1 杜依马兹 D 61.425.4 0.2 14.0 美 国 米尔斯兰契 S 95.80.6 1.2 2.3 0.1 潘汗德-胡果顿 P 81.510.9 0.1 0.5 本得隆起 P 0.1 0.8 89.9 8.6 国内外某些气田的天然气化学成分（）三、天然气的物理性质 一般无色，可有汽油味或H2S味，可燃烧。（一）相对密度（比重） 标准状态下，单位体积天然气与同体积空气的质量之比，一般0.650.75。 一般与它的分子量成正比，即密度随重烃含量尤其是高碳数的重烃含量及CO2和H2S含量的增加而增

24、大；湿气比干气密度大；N2、H2S、CO2含量高，密度大。 （二）粘度 远小于液态石油。一般在0时为0.0031mPas，20时为0.120mPas。随气体分子量的增大而减小，随温、压的增大而增大。 在常压下：一般随分子质量增加，粘度减小；随温度增加，粘度加大。 温度升高，气体分子运动加速，增加分子间碰撞，粘度加大。 较高压力下：随压力和温度增高高，粘度加大。（三）蒸气压力 气体液化时所需施加的压力。 随温度升高，蒸气压力增大；同一温度条件下，碳氢化合物的分子量越小，蒸气压力越大。 （四）溶解性 天然气能不同程度地溶解于水和油中。在相同条件下，天然气在石油中的溶解度远远大于在水中的溶解度。天然

25、气中重烃增多或油中轻组分增加都可增大天然气在油中的溶解度。降低温度或增大压力，可使天然气在油中的溶解度增加。当石油中溶有天然气时，即可降低石油本身的相对密度、粘度以及表面张力，使其易于运动。（五）热值 单位体积（或单位质量）天然气燃烧时所发出的热量，称热值。*（六）天然气的逆凝结和逆蒸发 自然界存在这样一种气藏，在地下深处高温高压下呈气相，采到地面时，反而凝结为液态，称为凝析气藏，地面的凝析油通常为浅色、轻质油。这与一般的等温加压、减压过程恰好相反，称之为逆凝结和逆蒸发。据研究，此种现象常发生于二组分以上的物质体系内。 第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质第四节 油田水的成分与性质 石油的

26、生成、运移、聚集以至逸散，都是在地下水存在的情况下发生的。对油田水的研究，是了解油气生成和油气藏形成的重要途径，对油气田勘探和开发有重要意义。一、油田水（oilfield water）的概念与产状（一）概念广义：指油田区域内与油气藏有密切联系的地下水，与油、 气组成一个统一的流体系统。包括油层水和非油层水。狭义：油田范围内直接与油层连通的地下水，即油层水。第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质（二）产状 油田水和油气一样存在于储集层的孔、洞、缝中。1.按水在储层中状态分：气态水、吸附水、毛细管水、自田水气态水：以气态水分子的形式存在与岩石孔隙中的水。吸附水：吸附在岩石颗粒表面，不能流动。毛细

27、管水：外力大于毛细管压力时才能流动。自由水：在重力作用下能自由流动的水。 对油（气）田勘探开发有意义的是后两种存在形式的水。第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质（二）产状2.按水与油、气分布的相对位置分：边水、底水 在一个油（气）田中，通常都包含有油、气和水，它们在油层中的分布按重力分异原理通常是气在上，油居中，水在下，因此会产生油气、油、水或气、水界面。按油（气）水的相对位置将油田水分为底水和边水。底水：指含油（气）外边界范围以内与油（气）相接触，且位于油气之下承托着油气的油（气）层水。 边水：指含油（气）外边界以外的油（气）层水，实际上是底水的自然外延 。 第一章 石油、天然气、油田水

28、的成分和性质（二）产状3.在油田范围内非油层水，可根据它们与油层的相对位置分为： 上层水、夹层水、下层水（三）油田水的来源及形成1.来源沉积水：或称残余水。沉积物沉积时充填在颗粒间的孔隙水，沉积物深埋成岩后，水被保存在地层中。它的化学组成与沉积物的沉积环境（古海、古湖）有密切关系。渗入水：大气降水、地表水沿储集层露头或断层、裂隙渗入到储集层中的水。深成水：又称内生水，指岩浆游离出来的初生水（原生水）和变质作用过程的变质水。为来自地幔及地壳深处高温、高矿化度、饱含气体的地下水 。转化水：指在沉积成岩作用和烃类生成过程中，黏土矿物转化脱出的层间水，有机质向烃类转化分解出的水。 油田水常是前2种或3

29、种来源水的混合，它们在漫长的埋藏过程中发生许多物理、化学变化，以及与油气长期接触，化学组成更为复杂。 （三）油田水的来源及形成2.形成 油田水的形成是十分复杂的，国内外的学者提出的主要成因有：沉积成因说、有机成因说、渗滤成因说和原生成因说。 以沉积水、渗入水、深成水与转化水的某一种为主或它们以不同比例混合形成，经过一系列复杂的物理、化学作用与油气伴生而形成。 在油田水形成过程中，与油气相互作用，使油田水具有一般地下水不常见的组份烃类及其衍生物。二、油田水的矿化度及化学组成（一）油田水的化学组成 油田水的成份比一般自然水更复杂。实质上是溶于油田水中的溶质的化学组成。现已发现有60多种元素，包括无

30、机组成、有机组成和溶解气等。1.无机组分 在常规的水分析中，可用以下几种离子的含量表示油田水的无机组成：阳离子Na+（K+）、Ca2+、Mg2+ 阴离子Cl-、SO42-、HCO3-（CO32-）各离子在水中的含量可用重量法（mg/L）、当量法（mmol/L）以及当量百分比法表示，前二者表示离子的绝对含量，后者则表示各离子所占的相对含量，有利于进行对比。2.有机组分 包括烃类、酚和有机酸，它们常被用来区分油层水和非油层水。3.微量元素 约几十中，可用单个元素或元素组合来识别油田水。如吉林扶余油田的潜水中，F、Cl、Br、I的高值点绝大部分位于含油构造上。标志物 烃类 苯系物 酚 有机酸 油层水

31、 气、液态烃 高，甲苯/苯1 高，0.1mg/L，（邻）甲苯酚为主 以环烷酸为主 非油层水 仅CH4 低，甲苯/苯1 低，以苯酚为主 无 4.溶解气 O2、N2、CO2、CH4、He5.同位素 主要是C13、D、O18等，可判断地下水的起源。 水的总矿化度：是指地下水中各种离子、分子和化合物的总含量。单位：mg/L、g/L、mmol/L。通常用水在110 下蒸干所剩残渣的量来计量。 通常： a.海相比陆相沉积中的水矿化度高； b.碳酸盐岩比碎屑岩中水矿化度高； c.保存好的储层水比开启程度高的水矿化度高； d.埋藏深的比埋藏浅的地层水矿化度高； 二、油田水的矿化度及化学组成（二）油田水的矿化度

32、 1.矿化度：指单位体积油田水中溶解固体物质的总和。固体物质一般指上述代表大量无机组成的6种离子的含量。 2.离子浓度：指某种离子在单位体积油田水中的含量。其中Cl-浓度较稳定，因为Cl-含量不受氧化还原作用和离子吸附交换作用的影响。 一般而言， Cl-浓度与矿化度呈正相关关系。三、油田水的类型 根据水中所含离子，把地层水分成不同类型。分类主要有两种：帕勒梅尔分类和苏林分类。 苏林（1946）的分类基础：现代大陆水与海水的化学成分特征对比。 天然水有大陆水和海水两大类，苏林把典型成分为Na2SO4和含NaHCO3的水，称之为大陆成因的水，而把典型成分为MgCl2的水作为海洋成因水。 然后，以N

33、a+和Cl-的当量比为基础，配合（rNa+-rCl-）/rSO42-、（rCl-rNa+）/rMg2+两个成因系数，把地下水分成四个基本类型。 苏林认为，裸露的地质构造中的地下水可能属于Na2SO4型水，与地表大气降水隔绝的封闭水则多属于CaCl2型水，是一种处于地壳深部的水，MgCl2型水则为典型的海洋成因水，是两者之间的过渡类型水。水型 rNa+/rCl- (rNa+-rCl-)/rSO42- (rCl-rNa+)/rMg2+ 大陆水Na2SO4 1 1 0 NaHCO31 1 0 海水MgCl21 0 1 深层水CaCl21 0 1 在油田剖面上，上部地段以NaHCO3型水为主，随着埋深

34、增加，过渡为MgCl2型水，最后为CaCl2型水。 油田水的水化学类型以CaCl2型为主，NaHCO3型次之，而Na2SO4型水和MgCl2型水则较罕见。四、油田水的物理性质1.密度：因溶有数量不等的盐类，密度变化较大，一般大于1， 一般情况是含盐量越高，密度越大。2.粘度：由于含盐，粘度比纯水高，一般是溶解盐分越多，粘 度越大。3.导电性：因含离子能导电，含离子越多，导电性越强。4.透明度：一般不透明，呈混浊状。5.颜色：常带有颜色。含H2S时呈淡青绿色，含铁质胶状体时， 带淡红色，褐色或淡黄色。6.嗅味：水中混有少量石油时，具汽油或煤油味，含H2S气体 时，常带臭鸡蛋味，溶有NaCl时带咸

35、味，含MgSO4时 带苦味。 重质油是石油烃类能源的重要组成部分，世界各地的蕴藏量巨大。我国已在15个大中型盆地中发现了数量众多的重质油资源。这将成为21世纪重要的接替能源。一、重质油的概念 是指用常规原油开采技术难于开采的具有较大粘度和密度原油，包含数量较多的高分子烃和杂原子化合物，在物理性质上，具有密度大、粘度大、含胶质量高、含蜡量低、凝固点低的特点。第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质第五节 重质油的成分和性质二、重质油的成分和性质（一）重质油元素组成特征 O、S、N等元素含量高，重质油中S和N元素含量高是细菌生物降解作用的结果。（二）重质油微量元素 与常规原油相比，一般均富含微量元

36、素，高于常规原油几倍至几十倍。（三）重质油的族组成特征 族组成是区分重质油和正常原油的显著标志之一。重质油烃的组成一般小于60，非烃和沥青质含量可高达10 30，个别特重质油可达50。 固体沥青是同石油有关的固态衍生物。多为深褐色至黑色的有机矿物，化学成分不甚稳定，也无一定晶形，彼此之间常呈过渡形式。 一般是根据化学成分、密度、硬度、稠度、熔点、溶解度、可燃性、燃烧火焰及地质产状等特征来研究和鉴定固体沥青。第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质第六节 固体沥青的成分和性质固体沥青据成因和物、化特征，分为下列类型第一章 石油、天然气、油田水的成分和性质第七节 石油沥青类的稳定同位素原油中常见的稳定同位素有C（12C、13C）、H（1H、2H）等。衡量其大小通常用比值和值（千分数）表示。值的定义是：值（）=（Rs/Rr - 1）1000式中Rs和Rr分别代表样品和相应标准的同位素比值（重/轻）。可看出，Rs越小，值越小。一、碳同位素 自然界中碳以12C、13C、14C三种同位素的形式存在，前二者相对丰度分别为98.892、1.108，14C只有极微量且具放射