10 oil-2 油气的性质和成因理论

《能源矿产学》张 静 zhangjing@http://www.77cn.com.cn 矿床与勘探教研室

石油与天然气资源第二节 油气的性质和成因理论 1. 石油的组成和性质

2. 天然气的组成和性质3. 油气成因

1. 石油的组成和性质 石油(oil) 石油是一种可燃液体矿产，天然石油也 称原油，一般为绿色、棕色、黑色或稍 带黄色的油脂状液体。

1.1 1.2 1.3 1.4

石油的物理性质 石油的化学成分 石油的分类 陆相、海相石油的区别

1.1 石油的物理性质

(一)颜色 透射光下，石油的颜色可以淡黄、褐黄、深褐、 淡红、棕色、黑绿色及黑色等色。

原油颜色深浅主要取决于胶质、沥青质的含量。 其含量愈高，则颜色愈深。

(二)比重和密度液态石油的比重，在我国和前苏联是指在101325Pa下， 20℃(或15.5℃)石油与4℃纯水单位体积的重量比。欧、 美各国则是用101325Pa下，60℉(15.55℃)石油与4℃ 纯水单位体积的重量比，通常称之为API度。在国际石油贸 易中常以API度为单位。

石油比重一般介于0.75-0.98之间。 通常比重>0.9的称重质石油，<0.9的称轻质石油。

原油大多为轻质石油；重质石油居次要地位。

比重最大的可达1.0以上，这种石油用一般方法难 于开采。

密度与物质本身的成分和体积变化相关。 地下石油的密度不仅与温度压力有关，还与溶解 气量有关，且后者才是影响石油密度的本质因素。 溶解气量增加则密度降低。

地表和地下温、压条件不同，不仅影响石油体积， 更主要的是由于溶解气量的差异，导致石油物质 组成的差异，实质上是改变了石油的质量。地下 石油含有较多的溶解气，是地下石油密度较地表 石油密度低的根本原因。

(三)粘度粘度是反映流体流动难易程度的一个物理参数。

石油粘度是制定石油开发方案、油井动态分析及石油储运都必须考虑的重要参数。

石油粘度大小主要取决于化学组成，小分子的烷烃、环烷烃含量高，粘度就低；而石蜡、胶质、沥青质含量高，粘度就高。 石油粘度随温度升高、溶解气量增加而降低。因此，地下石 油的粘度常低于地表。在地下1,500-1,700m处，石油的粘度通 常仅为地表的一半。

(四)溶解度石油能溶于多种有机溶剂。如氯仿、四氯化碳、苯、醚等。

石油在水中的溶解度一般很低.

当压力不变时，烃在水中的溶解度随温度升高而变大。芳香烃 更明显。但随含盐度和压力的增大而变小(McAULIFFE,1979 )。当水中饱和CO2和烃气时，石油的溶解度将明显增加。

(五)凝固和液化石油的凝固和液化温度没有固定的数值。在凝固和液化之 间可以出现中间状态。 石油的凝固点与粘度和

重质石蜡的含量有关:富石蜡的石油在温度下降到结蜡点时，即伴随石蜡晶出而出现凝固现象；高 粘度原油一般富含石蜡，10℃左右便会变成粘糊状或固体状；

凝固点高的原油容易使井底及油管结蜡，给采油增加困难。轻质石油凝固点很

低，所以一般低凝固点的石油为优质石油。

(六)蒸发和挥发蒸发和挥发都是指在常温常压下液体表面汽化的现象。二者 可视为同义词。蒸发侧重于汽化现象本身，而挥发则是侧重于 表述这种现象的动态过程和结果。

石油蒸发时轻组分优先逸出；而通常石油的挥发性即指其轻 组分以气体形式离开石油散发掉的现象和事实；其结果同是使

石油的比重增大。

(七)荧光性石油在紫外光照射下可产生发荧光的特性称为荧光性。石油 中只有不饱和烃及其衍生物具有荧光性。

芳烃呈天蓝色，胶质为黄色，沥青质为褐色。

利用石油具有荧光性，可以用紫外灯鉴定岩石中微量石油和 沥青类物质的存在。

(八)旋光性旋光性：石油能使偏振光的振动面旋转一定角度的性能。石油的 旋光角一般是几分之一度到几度之间。绝大多数石油的旋光角是 使偏振面向右旋移而成，仅有少数为左旋。

石油的旋光性主要与组成石油的化合物结构上存在不对称碳原子有关。

旋光性可以作为石油有机成因的重要证据之一。

(九)导电性石油及其产品具有极高的电阻率，石油的电阻率为109-

1016Ω〃m,与高矿化度的油田水(电阻率为0.020.1Ω〃m)和沉积岩(1-104Ω〃m)相比，可视为无限大

。石油及其产品都是非导体。

(十)热能石油作为重要的能源，其主要经济价值就在于它的热能。

石油的热值因石油的品质差别而有所差异比重在0.7-0.8kg/l的原油为44.5-47MJ/kg;比重为0.8-0.9kg/l的原油为43-44.5MJ/kg; 比重为0.9-0.95kg/l的原油为42-43MJ/kg。

与煤比较(煤的热值为22-32MJ/kg),大约1.5吨煤的热 值才相当于1吨石油。

1.2 石油的化学成分

没有确定的化学成分，因而也就没有确定的元素 组成。但其元素组成还是有一定的变化范围。

主要由C、H、S、N、O等元素组成。主要由C(84~88%)、H(12~14%)化合物构成烃 类组成

烷族烃(CnH2n+2):53% 环烷烃(CnH2n):31% 芳香族烃(CnH2n-6):16%

原油中含硫量变化很大， 从万分之几(克拉玛依，0.05 %)到 百分之几(委内瑞拉，5.48%)。 原油中含氮量在0.1-1.7%之间， 90%以上的原油含氮量小于0.2%。 原油的含氧量在0.1-4.5%之间， 主要与其氧化变质程度有关。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/uahi.html