第四讲实验石油组分和物理性质

第四讲实验石油组分和物理性质第一页，共二十五页，2022年，8月28日

石油的物理性质及含油岩心的观察对石油地质研究和评价石油的工业品质有着十分重要的意义。通过观察和简易的实验演示了解：（1）石油的基本物理性质；（2）含油岩心的气水观察。第二页，共二十五页，2022年，8月28日（一）石油的物理性质1.石油颜色的观察石油颜色的深浅取决于胶质和沥青质的含量。一般胶质和沥青质含量愈高，颜色愈深。

观察原油的颜色有两种方法，一种是在透射光下观察，即将样品朝光源方向，观察试管中对着眼睛一侧的颜色。若原油色深，透明度差，可摇动原油样品，观察留在试管壁上原油薄膜的颜色。另一种是在反射光下的观察，即向着光源一侧试管壁的颜色，常有荧光颜色干扰，不常采用。第三页，共二十五页，2022年，8月28日原油的颜色有多种，在透射光下，一般有浅黄色、黄棕色、黄褐色、棕褐色、褐色、棕黄色至黑色。观察我国若干油田原油的颜色，记录下观察结果，填在表学实1-1中。第四页，共二十五页，2022年，8月28日原油在20℃时的相对密度与同体积4℃时的纯水的密度之比称为原油的相对密度，以D420表示之。石油的相对密度常用相对密度计法或韦氏天平密度法测定。第五页，共二十五页，2022年，8月28日测定方法：①将调好温度的试样，小心地沿筒壁倒入量筒中，当试样表面有气泡聚集时，可用一片清洁滤纸除去气泡；②将干燥的密度计小心地放入试样中，待其稳定后，记录测定时的温度及读数；③将密度计在量筒中轻轻转动几下再放开，按要求再测定一次。若两次测定温度读数相差超过0.5℃，应重新读取密度和温度，直到温度变化稳定到0.5℃以内，记录连续两次测定温度和视密度的结果（图实1-3）。第六页，共二十五页，2022年，8月28日图实1-3密度计与密度测定装置1.温度计；2.密度计；3.量筒；4.支架；5.水浴缸第七页，共二十五页，2022年，8月28日计算：可根据下式进行温度校正和计算标准密度：

式中：D420：为标准温度下的相对密度；D4t：为试验温度下的相对密度计读数；r：为相对密度的补正数，可查《石油密度计量换算表》；t：为试验温度（℃）第八页，共二十五页，2022年，8月28日测定方法：①将预热并恒温的原油样品小心地注入洁净而干燥的量筒中，直至悬挂浮沉子的金属丝浸没在试油里约15mm为止，此时天平失去平衡，在梁上逐次挂上砝码，直至平衡为止，读取试油的温度，记录试油的“视”密度D′（图实1-4）。第九页，共二十五页，2022年，8月28日第十页，共二十五页，2022年，8月28日计算：将测定的“视”密度D′换算为试验温度下样品的实际密度：D4t=（）D′+0.0012

式中：0.9982：为水在20℃时的密度，g/cm30.0012：为空气在20℃及大气压为0.1Mpa时的密度，g/cm3D′：在韦氏天平上读取的密度，g/cm3。将试验温度下所测原油的密度D4t换算成标准温度下的密度D420第十一页，共二十五页，2022年，8月28日粘度是表示原油流动性能的重要参数。度量粘度的参数因测定的装置和计量单位的差别，分别称为：绝对粘度（或动力粘度，单位为Pa•S）、运动粘度（单位为m2/s）和恩氏粘度（或相对粘度）。第十二页，共二十五页，2022年，8月28日运动粘度是指流体的动力粘度与其在同温度下的密度的比值。它是液体在重力作用下流动阻力的尺度。

第十三页，共二十五页，2022年，8月28日运动粘度测定的仪器主要是一组玻璃毛细管粘度计（图实1-5），毛细管粘度计各扩张部分的内径不同，供试验不同粘度的原油时选用。第十四页，共二十五页，2022年，8月28日测定时，将装好油样的粘度计浸在恒温液体内并调整为垂直状态，当油样液面向下流动至第一计时标记a刻线处开始记时，当液面流至第二计时标记b刻线时停止记时。每个样品所测出的流动时间，应不少于三次，取其中相近的三个数值，求出平均值。在温度t时运动粘度Ut（mm2/s）按下式计算：

式中c为粘度计常数mm2/s2；tt为油样平均流动时间（s）。第十五页，共二十五页，2022年，8月28日恩氏粘度指液体在某温度下从恩格勒粘度计流孔中，流出200ml所需的时间（s）与蒸馏水在20℃流出相同体积所需的时间（s）之比。以Et20表示。第十六页，共二十五页，2022年，8月28日用恩氏粘度计（图实1-6）测定时，用木塞严密塞住粘度计的出口，将预先加热到不超过40℃的试油注入内容器，调整到三个尖钉的尖端刚好露出油面。小心搅拌油样并保持恒温达到测定温度，将清洁而干燥的接收瓶放在流出孔下面，迅速提起木塞，同时启动秒表，当接收瓶中的试油正好达到200ml标线时，停止秒表，读出时间，准确至0.2s。1.内容器；2.外容器；3.球面形底；4.木塞；5.温度计插孔；6.搅拌器；7.小尖钉；8.流出孔；9.支架；10.调节螺丝；11.接收器第十七页，共二十五页，2022年，8月28日在温度t时，试油的恩氏粘度按下式计算：

式中：r—试油从粘度计中流出的时间，s；E20—粘度计的水值（20℃时，200ml蒸馏水从粘度计中流出的时间），s。

由恩氏粘度查表可得相应的运动粘度，运动粘度乘以该温度时原油的相对密度，即为动力粘度。第十八页，共二十五页，2022年，8月28日石油的荧光性是指其在紫外光（波长0.2—0.4×10-6m）照射下发出延续时间不足10-7秒的可见光的现象。石油中饱和烃不发荧光，不饱和烃及其衍生物才发荧光。低分子量轻芳烃呈天蓝色，随着分子量加大荧光色调加深，胶质一般呈浅黄到褐色，沥青质一般呈褐到棕褐色。第十九页，共二十五页，2022年，8月28日含油级别是岩心中含油多少的直观标志。含油级别是判断油水层或油层好坏的主要标志，但不是绝对标志。含油级别主要依靠含油面积大小和含油饱满程度来确定。一块岩心沿其轴面劈开，新劈开面上含油部分所占面积的百分比，称为该岩心含油面积的百分数。通过观察岩心含油面积的百分数、含油岩心的光泽、污手程度、滴水实验等可以确定岩心的含油级别。第二十页，共二十五页，2022年，8月28日（1）含气试验

将岩心放入水下20mm观察气泡（大小、连续性、产出部位、气味、延续时间、声响程度、与缝洞关系等）（2）含水试验

直接观察岩心新鲜面得湿润程度：

①湿润：明显含水，可见水外渗；

②有潮感：含水不明显，手触有潮湿感；

③干燥：不见含水，手触没有潮湿感。第二十一页，共二十五页，2022年，8月28日（3）含油试验：

①滴水试验法：用滴管滴一滴水在含油岩心的新鲜面上，观察10分钟内水滴形状、侵润角的大小和渗入速度。分为5级：第二十二页，共二十五页，2022年，8月28日②荧光试验法（荧光录井）：在紫外线照射下按发光的不同颜色来确定物质的性质。第二十三页，共二十五页，2022年，8月28日