《油气基本特征》PPT课件

1.石油、天然气及油田水的基本特征1.石油、天然气及油田水的基本特征1.4油田水1.3天然气1.1石油沥青类内容提要1.5重油、沥青砂和固体沥青1.2石油1.6油气中的碳氢等同位素1.1石油沥青类概述一、石油沥青类与可燃有机矿产天然气、石油及固态衍生物的统称。煤、石油沥青类、油页岩、一部分硫，统称为可燃有机矿产或可燃有机岩。岩石圈岩浆岩沉积岩变质岩粘土岩碎屑岩化学岩和生物-化学岩可燃有机岩非可燃有机岩可燃有机岩在岩石圈中的地位根据相态，可以将可燃有机矿产分为：气态可燃矿产：气田气，油田伴生气，煤田气，泥火山气，沼气液态可燃矿产：主要为石油固态可燃矿产：沥青，地蜡，煤，油页岩，硫磺二、可燃有机矿产分类三、可燃有机矿产的元素组成主要为C、H，以及少量的S、O、N等。可燃有机矿产C，%H，%O，%C/H无烟煤90-982-42-4~45烟煤74-922.5-55-816-20褐煤60-775-615-3013-16泥炭55-605-625-3012-15石油80-8810-14~15.9-8.5沥青78-898-127-86-10琥珀85-8610-123-57.3-8.2腐泥岩44-615-820-257-9煤类中C、O含量、C/H大于石油；H含量小于石油。C的热值为34MJ/kg，H为142.2MJ/kg，即一个单位的氢释放的热量为碳的四倍，氧可降低热值。因此，石油热值高于煤类可燃有机矿产的主要元素含量1.2石油一、石油的化学组成二、石油的物理性质石油（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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 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（crudeoil）：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。什么是石油？一、石油的化学组成（一）元素组成1.主要元素：碳、氢、氧、硫、氮1.碳、氢：占绝对优势，总量达95－99%，主要以烃类形式存在，是组成石油的主体。2.氧、硫、氮：主要以化合物形式存在；与微量元素的总含量一般1～4％。个别情况，由于硫分的增多，比例可达3-7%。石油中含氮量一般小于0.2％，少数样品达0.5％以上，通常以0.25％作为贫氮和高氮原油的界线。石油中氧的含量分布在0.1～4.5％，均是以结合氧的形式存在。不同时代和成因的9347个石油样品中含硫量的分布（据Tissot＆Welte，1978；转自陈荣书，1994）国内外部分油田石油的元素组成2.微量元素——50多种其中，钒（V）和镍（Ni）两元素分布普遍并具成因意义。钒、镍含量低且V/Ni<1：陆相成因的原油钒和镍含量较高且V/Ni>1：海相成因的原油（二）石油的化合物组成（1）烷烃（Paraffinalkane，石蜡烃，脂肪族烃）1.烃类化合物即饱和烃（saturatedgroup)，是只有碳碳单键的链烃，是最简单的一类有机化合物。烷烃分子中，氢原子的数目达到最大值，它的通式为CnH2n+2。其中，无支链者，称之为正（构）烷烃；有支链者，称之为异（构）烷烃。IsopentaneIsobutane(C4H10)(C5H12)Pentane(C5H12)Propane(C3H8)Heptane(C7H16)正（构）烷烃异（构）烷烃正构烷烃的物理常数常温常压下：C1~4(甲烷-丁烷)——气态；C5~16（戊烷-16烷）——液态（直链）；≥C17——固态正烷烃分布曲线在石油中，不同C原子数正烷烃相对含量呈现一条连续的分布曲线，称之为正烷烃分布曲线。由于石油中正烷烃低分子比高分子多，因此在C15以内有一个极大值正烷烃分布特征：异戊间二烯型烷烃：石油中带支链的异构烷烃以≤C10为主，C11~25较少，且以类异戊间二烯型烷烃最重要。它主要存在于低-中等沸点的馏分之中，可能是天然色素和萜烯类衍生的产物。其特点是在直链上每四个碳原子有一个甲基支链，可能是天然色素或萜烯类衍生的产物。由于同源的石油，所含异戊间二烯烃的类型和含量非常相似，因此，常将其作为油源对比的标志或“指纹”。常见类异戊二烯型烷烃结构示意图不同沉积相Pr（姥鲛烷）/Ph（植烷）的变化情况表沉积物中姥鲛烷和植烷来源于叶绿素的植醇侧链，在含氧条件下植醇先形成植烷酸，接着脱官能团（脱羧基）形成姥鲛烷；在还原条件下，植醇保存iC20骨架，加氢形成植烷。（2）环烷烃（Cycloalkane；Naphthene）性质与烷烃类似，但在分子中含有碳环结构的饱和烃。由围成环的多个次甲基组成。组成环的碳原子数可以是3、4、……，相应地称为三员环、四员环，……。按分子中所含碳环数目，可以分为单环烷烃（CnH2n）、双环烷烃（CnH2n-2）、三环烷烃（CnH2n-4）和多环烷烃。其中，石油中的环烷烃多为五员环和六员环。五员环：六员环：环烷烃的物理常数（据张厚福等，1999）名称结构式比重(20℃)熔点(℃)沸点(℃)环丙烷0.720(-79℃)-127.6-32.9环丁烷0.703(0℃)-8012环戊烷0.745-9349.3甲基环戊烷CH30.779-142.472环已烷0.7796.580.8甲基环已烷CH30.769-126.5100.8环庚烷0.810-12118环辛烷0.83611.5148（3）芳香烃芳烃的基本结构单环芳香烃：分子中含有一个苯环的芳香烃。多环芳香烃：分子中含有≧2个独立苯环的芳香烃。稠环芳香烃：分子中含有≧2个苯环，彼此之间通过共用两个相邻碳原子稠和而成的芳香烃。v石油低沸点馏分中，芳烃少，主要单环芳烃v多环、稠环芳烃主要出现于高沸点重馏分中v随石油成熟度增加，芳烃系列向低环方向演化石油中的芳香烃分布规律：2.非烃化合物含氮化合物中的卟啉类卟啉类与生物色素有亲缘关系，被作为石油有机成因重要证据。高温（>250℃）或氧化条件下，卟啉即被破坏、分解。因此，一般石油中存在卟啉,说明石油形成和经受的温度都不高于250℃，所以地层越老卟啉越少石油中的非烃化合物主要是含硫、氮、氧化合物，重馏分中居多。总含量不多，但种类不少卟啉和钒卟啉的结构式吡咯环，共四个吡咯环，共四个，且钒与氮呈络合状态二、石油的物理性质1.颜色变化范围很大，无色→淡黄色→黑色或黑绿色大多数石油—黑色、黑绿色；少数淡黄色、无色、黄褐、深褐。无色石油在加利福尼亚、巴库、伊朗、罗马尼亚、苏门答腊岛。其形成可能同运移过程中，带色的胶质和沥青质被岩石吸附有关。深色石油分布于各大油气盆地。芳烃＋非烃含量高，颜色深；反之，颜色浅。2．密度、比重和相对密度（1）石油的密度单位体积石油的质量（2）石油的比重单位体积石油的重量（3）石油的相对密度石油的相对密度一般变化比较大，20ºC时，介于0.75~1之间。但也有之外的石油，如伊朗石油1.016，加利福尼亚石油1.01，原苏联苏拉汉石油仅为0.71.①d420：1atm、20ºC时，单位体积原油与4ºC单位体积纯水的重量比。API度和波美度（西欧）越大，油质越轻。（60°F＝15.55℃）5.1315.141604-FdkAPI度＝5.1315.141604-FdkAPI度＝F=(C×9/5)+32比重与API度、波美度的换算表（据张厚福等，1999）15.5℃时比重波美度API度15.5℃时比重波美度API度1.000010.010.00.848535.035.30.965515.015.10.832540.040.30.933320.020.10.800045.045.40.903225.025.20.777850.050.40.875030.030.2石油密度与含氢量的关系图（据潘钟祥，1987）石油相对密度d420的影响因素一般淡色石油密度小，深色石油密度大胶质、沥青质含量高，密度则大；高分子量含量大，密度大。地下原油密度还跟所处的温度和压力及溶解气量有关。3.体积不同密度石油的膨胀系数（据潘钟祥，1987）v膨胀系数:温度每升高1°F，单位体积石油增加的体积量称膨胀系数。——随石油密度降低而增大4.粘度μ：将流动着的液体看作许多相互平行移动的液层,各层速度不同,形成速度梯度(dv/dx),这是流动的基本特征粘度：指流体质点相对移动时所受到的内部阻力。石油粘度大，即不易流动。具体含义:将两块面积为1m2的板浸于液体中,两板距离为1米,若加1N的切应力,两板之间的相对速率为1m/s,则此液体的粘度为1Pa·s。粘度的表达：动力粘度运动粘度相对粘度动力粘度：又称绝对粘度,它直接表示流体的粘性即内摩擦力的大小。是当速度梯度dv/dy=1时,单位面积上的内摩擦力的大小。运动粘度：绝对粘度μ与密度ρ的比值，即：ν=μ/ρ相对粘度：又称条件粘度，采用特定的粘度计在规定的条件下测出来的液体粘度.恩氏粘度：某浓度下，在恩氏粘度计中流出200ml液体所需时间与20℃流出同体积蒸馏水所需时间之比。影响石油粘度的主要因素：温度越高，石油粘度降低；压力越大，粘度增加。因此，石油在地下深处比地面粘度小，易于流动石油的化学成分中，环烷烃和芳香烃含量越高、高分子碳氢化合物越多，粘度越大；原油中溶解气量越高，粘度越小。粘度大的石油往往呈暗色，密度也较大，因此，轻质石油比重质石油的粘度低。5.石油的溶解性：Solubleness①难溶于水25℃时烃类在淡水中的溶解度（PPm）总体上，石油在水中的溶解度很小，变化规律为：碳原子相同的分子中，烷烃溶解度最小，芳香烃最大，环烷烃居中除甲烷外，各族烃类在水中的溶解度均随分子量的增加溶解度减小温度增加，溶解度减小水中无机物含量和含盐量增加，烃类气体的溶解度会下降；若水中有皂胶粒存在，烃类的溶解度会相应增加②选择性溶解于有机溶剂不同化合物选择性溶解于氯仿、四氯化苯、苯、石油醚等6.石油的荧光性:Fluorescenceofpetroleum石油在紫外光的照射下，由于不饱和烃及其衍生物的存在而产生荧光的特性，称为石油的荧光性。主要原因在于不饱和烃及其衍生物能吸收紫外光中波长较短、能量较高的光子，释放波长较长、能量较低的光子，从而产生荧光。石油的荧光性现象非常灵敏，只要溶剂中含有十万分之一的石油或沥青物质就可发光。在油气田勘探中，荧光分析可鉴定岩样中是否含油，并大致确定组分。石油的荧光性的影响因素：取决于其化学结构：多环芳香烃和非烃引起发光，而饱和烃完全不发光；轻质油的荧光为淡蓝色，含胶质较多的石油呈绿、黄色，含沥青质多的或沥青质则为褐色荧光。因此，石油的荧光色随石油或沥青质的性质而变，不受溶剂性质的影响。而发光强度，则与石油和沥青质的浓度有关。7.石油的旋光性源于生物体的某些有机化合物分子结构如胆甾醇、植物性甾醇等具有不对称的碳原子。胆甾醇存在于动物的胆汁、鱼肝油和蛋黄中,而植物性甾醇存在于植物油和脂肪中。因此，石油的旋光性是石油有机成因的一个有力的佐证。v石油具有旋光性的原因：当偏振光通过石油时，石油能使其振动面旋转一个角度，石油的这种特性称旋光性。一、天然气的化学组分二、天然气的产出状态三、天然气的物理性质1.3天然气一、天然气的化学组分烃气：CH4>95%，C2＋＜5%，贫气（干气）；CH4＜95%，C2＋＞5%，富气（湿气）C1－4为主，CH4最多。非烃气：总量不多，但种类不少。N2、CO2、CO、H2S、H2、微量惰性气体国内外某些油（气）田气的化学成分（百分含量）（据张厚福等，1999）二、天然气的产出状态1）根据气体在地下存在的状态聚集型：指呈游离状态的、聚集成藏的天然气。包括气藏气、气顶气、凝析气等分散型：在地下呈分散状态的天然气。包括溶解气（油溶气和水溶气）、煤层气（吸附气）和固态气水合物。2）根据天然气与油藏分布的关系伴生气：凡是在油田范围内，与油藏分布有密切关系的天然气。非伴生气：与油藏无明显关系的气藏气。气藏气：基本上不与石油伴生，单独聚集成存气藏的。甲烷成分常占95%以上，重烃气含量极少，不超过1-4%，属于干气。也有部分以氮气、二氧化碳或硫化氢为主，烃类含量极少。成因：生物成因：如前苏联的西西伯利亚德乌连戈达特大气田，属于白垩系生物化学气，甲烷含量97-99%，甲烷同位素含量介于-62~-58‰；四川相国寺气田石炭系所产的气体，甲烷含量97.3%，重烃含量<1%，甲烷同位素含量介于-33.35‰，属于热裂解气。非生物气成因：欧洲东部的潘农盆地，产气层直接覆于结晶基岩之上，二氧化碳含量极高，可达95%，甲烷4.5%。世界气藏气分布图出现频率：1->50%，2-10%~50%，3-1%~10%，4-0.1%~1%，5-<0.1%4氧化物气体浓度,%气顶气：与石油共存于油气藏中成游离气顶状态的气体天然气比石油轻，所以常位于石油的上部，称为气顶。气顶气成因和分布与石油关系密切，重烃含量可达百分之几或几十，仅次于甲烷，属于湿气。随着地层压力的增加，气顶气可溶于石油；压力降低，会析出。油气藏中气顶体积的大小与其化学成分及地层压力有关：大庆垣萨尔图油田下白垩背斜油藏大，含油丰度高，气顶明显，气油界面标高-920~-950m，原油相对密度低（0.8227~0.8550），粘度小；气顶气中重烃含量可达13%；大港油田被断层分割为若干逆牵引背斜和断块，油、气、水分异明显，常见气顶，重烃含量可高达23%。溶解气：溶于地下水的水内溶解气和溶于石油的油内溶解气。水溶气包括低压和高压水溶气，其中，低压水溶气含气量一般为数十或5000cm3/L，少数超过此限，可供综合利用；高压水溶气常出现在异常高压带以下的高压地热水中，含气量丰富，可与地热资源综合利用。稳定的地台含油气盆地，水溶气主要成分为甲烷、氮气，重烃气和二氧化碳一般小于10-20%；油内溶解气常见于饱和或过饱和油藏中。重烃含量高，可达40%。凝析气：当地下温度、压力超过临界条件时，液态烃逆蒸发而形成的气体，称为凝析气。(p220，见下页图)气体采至地面过程中，随着温度、压力下降，这部分气可逆凝结成轻质油，称凝析油。凝析油占到一定比例（例我国:>30g/m3）的气藏，叫凝析气藏。凝析气藏通常埋深较大，多分布于3000~4000m或更深处。如意大利的马洛萨凝析气藏，深5600，压力106.4MPa，温度153ºC。71.171.1℃的℃的PP--VV曲线：曲线：（1）随P↑，V丙烷↓；（2）过A点后，V丙烷继续↓，但P保持不变；（3）过B点后，即使加极大压力，V也不变。87.887.8℃℃的的PP--VV曲线：曲线：随T↑，水平线段缩短（A’B’＜AB）。96.896.8℃的℃的PP--VV曲线曲线：水平线段缩成一点KK，在此温度以上的曲线，水平线段完全消失。三、天然气的物理性质1.天然气密度和相对密度（1）天然气的密度：单位体积气体的质量（2）天然气的相对密度：一般是指相同温度、压力下（1×105Pa，15.5ºC;1×105Pa，20ºC），天然气密度与空气密度的比值。随重烃及CO2、H2S含量的增加，天然气相对密度增大。多在0.56-0.90之间。2.天然气粘度其大小与压力、温度和气体成分等有关：v随非烃气含量增加，天然气粘度增大。指气体内部相对运动时，气体分子内摩擦力所产生的阻力，是研究天然气运移、开采和集输时的一项重要参数。天然气的粘度很小，比油和水的粘度低得多，在标准状态下仅为0.001~0.09mPa·S。天然气粘度一般随分子量增加而减小，随温度、压力增高而增大。v3.蒸气压力某一温度下，将气体液化时所需施加的最低压力，称为该气体的饱和蒸气压力。天然气蒸气压力的影响因素：随温度升高，蒸气压力增大；同温度条件下，分子量越小，其蒸气压力越大。这也是天然气中甲烷等轻质碳氢化合物含量较多的原因思考：天然气的组成、密度随油田开发过程的变化？常见天然气组成的基本物理常数（据陈荣书，1994；有改动）4.溶解性---溶于石油和水的能力A、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。B、当天然气中重烃增多，或者石油中的轻馏分较多，都可增加天然气在石油中的溶解度。C、在石油中溶有天然气时，可以降低石油的比重、粘度及表面张力。D、天然气在水中的溶解系数很大程度上取决于气体组分、温度、压力及含盐量。一、地下水的赋存状态二、油田水的来源三、油田水的矿化度四、油田水的化学组成五、油田水的类型1.4油田水广义上：指油气田区域内的地层水。（油层水、非油层水）狭义上：指油气田区域内直接与油层连通的的油层水。油层水：带色、混浊、比重>1，有H2S味或者汽油味，导电。含MgSO4时有苦味。油田水的概念：一、地下水的赋存状态地壳岩石中的水岩石空隙中的水沸石水：以水分子形式存在于矿物晶胞之间，数量可多可少,无定量，即其含量多少不影响晶胞的结晶格架，析出时也不致使矿物的种类发生变化.结晶水：以水分子形式存在于矿物结晶格架的固定位置上，具有一定数量。析出时，原来的结晶格架就被破坏,使原有的矿物变成另一种新矿物.结构水：以OH-或H+离子的形式存在于矿物结晶格架中的固定位置上。结合水（矿物表面结合水）气态水液态水固态水毛细水重力水（自由水）强结合水（吸着水）弱结合水（薄膜水）地壳岩石中的水岩石骨架中的水深成水：来自地幔及地壳深处高温、高矿化度、饱含气体的地下水。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，被保存在在地层中的那部分水。二、油田水的来源目前尚未有统一的认识，一般认为有以下三种来源：三、油田水矿化度——单位体积水中所含溶解状态的固体物质总量。即单位体积水中各种离子、元素及化合物总含量。用g/L、mg/L、ppm（百万分之一）表示。四、油田水的化学组成1.无机盐类：阳离子：Na＋(K＋)、Ca2＋、Mg2＋阴离子：Cl-、HCO3-、SO42-、（含CO32－）2.有机组分：主要有烃类、有机酸、酚等。3.溶解气：CO2、CO、N2、CH4、C2＋4.微量元素：Sr、Ba、Fe、Al等。原苏联某些凝析气田的产层和非产层水中的苯、酚含量对比—产层的苯、酚含量比非产层高。油层水中苯系化合物一般可达0.01~1.58mg/L，最高可达5~6mg/L,且甲苯/苯>1；非油层水中苯系化合物低，甲苯/苯<1油层水中酚类含量一般大于0.1mg/L，最高达10~15mg/L，且以邻甲酚和甲酚为主；非油层水含量低，且以苯酚为主；—产层中常含有数量不等的环烷酸、脂肪酸和氨基酸等。其中，环烷酸作为石油环烷烃的衍生物，常作为找油的重要水化标志。苯酚苯酚甲酚邻甲酚五、油田水的类型分类 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 很多。1911年，帕拉梅尔第一个提出分类，多以Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、Mg2+、Ca2+含量及其组合关系作为分类基础。苏林的天然水成因分类表（P30）油田水的水化学类型以氯化钙型为主，碳酸氢钠型次之，而硫酸钠、氯化镁型罕见水的类型成因系数Na+/C1-Na+-C1-/SO42-C1--Na+/Mg2+大陆水硫酸钠型>1<1<0重碳酸钠型>1>1<0海水氯化镁型<1<0<1深层水氯化钙型<1<0>1水的类型成因系数Na+/C1-Na+-C1-/SO42-C1--Na+/Mg2+大陆水硫酸钠型>1<1<0重碳酸钠型>1>1<0海水氯化镁型<1<0<1深层水氯化钙型<1<0>1 主要观点：该分类认为，裸露的地质构造中的地下水可能属于硫酸钠型，与地表大气降水隔绝的封闭水则多属于氯化钙型，两者之间的过渡带为氯化镁型；在油气田地层剖面的上部地层水以重碳酸钠型为主；随着埋藏加深，过渡为氯化镁型；最后成为氯化钙型。有时重碳酸钠型直接被氯化钙型所替代，缺少过渡型。结论：油田水的水化学类型以氯化钙型为主，重碳酸钠型次之，硫酸钠型和氯化镁型较为罕见。    苏林油田水的类型的主要观点及存在问题：1）把地下水的成因完全看成是地表水渗入形成的，没有考虑其它成因水的加入，还有自然界经常发生的水的混合作用以及由此而产生的水中成分的多种分异和组合；2）将本来具有成因联系作为一个整体的大量无机组分，简化成仅是天然水盐类成分的分类，过于简单；3）忽略了水中气体成分及微量元素等一些具有标型性质的组分，同时缺少作为区分油田水与非油田水的特征参数。随着研究的深入，较普遍的意见是把矿化度和阴离子组合作为油田水化学分类的基础，再根据油田水的特征参数或标志，区分油田水和非油田水。但提出的分类方案大都过于复杂，应用不便，难于推广，未被普遍接受。存在问题：苏林油田水的四种类型的石油地质意义：1.5重质油、沥青砂与固体沥青重质油：用常规原油开采技术难于开采的具有较大的粘度和密度的原油。石油烃类能源中的重要组成部分，蕴藏量高于常规原油数倍，分布于世界各地。重质油：原始油层温度下，脱气原油粘度为100~1000mPa·s，或在15.6℃及0.1Mpa下，密度为0.934～1g/cm3的原油。沥青砂（超重油）：储层条件下，粘度大于1000mPa·s，或标准条件下，密度大于1g/cm3的原油。（一）重油和沥青砂第二届国际重质油和沥青砂会议(1982)，定义：名称俗称粘度,mPa·s相对密度,轻质原油普通原油<20<0.9中质原油中等稠油20~1000.9~0.934重质原油稠油100~100000.934~1.0沥青砂>10000>1.0按粘度、相对密度对原油的分类标准1．重油和沥青砂的化学成分元素组成：与常规油相似，但氧、硫、氮等元素含量高，更富微量元素。海相中有含硫量高于化合物组成：烃类含量低（一般小于60%），非烃、沥青质含量高（10～30%）。陆相，含氮量低于陆相。2．重油和沥青砂的物理性质含蜡量：指在常温常压下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。石蜡：又称晶形蜡，一种白色或淡黄色固体，由高级烷烃组成，碳原子数约为18~30的烃类混合物，主要组分为直链烷烃(约为80％~95％)，另有少量带支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃。熔点为37℃~76℃。石蜡在地下以胶体状溶于石油中，当压力和温度降低时，可从石油中析出。地蜡：白色至微黄色固体蜡状物，无嗅无味。熔点6l~78℃，密度0.88~0.92g/cm3。主要成分为C25以上的带长侧链的环烷烃和异构烷烃及少量的直链烷烃和芳烃。与常规原油相比：比重大、粘度大、含胶量高、含蜡量低、凝固点低我国部分地区重油常规物性参数（据张厚福等，1999）我国重油、沥青砂的分布（二）固体沥青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，难以区分。固体沥青的成因分类物理分异产物风化产物腐殖化产物变质产物石沥青碳质沥青地蜡高氮沥青贫胶沥青软沥青地沥青硬沥青脆沥青酸性碳质沥青腐质碳质沥青黑沥青焦性沥青碳沥青次石墨注：红色字体的沥青可作为野外调查石油的标志或作为找油的直接标志主要固体沥青的物理化学特征克拉玛依市东北方，有一座高约30米的由沥青类物质和砂石混杂硬化堆积的黑色山丘——黑油山沥青丘。一、碳同位素二、氢同位素1.6油气中的碳、氢同位素同位素：在化学元素周期表上占同一位置，具相同质子数(Z)和不同中子数(N)的元素的原子，称为该元素的同位素。即:原子核内具相同数量质子而中子数不同的原子。原子核结构不会自发地改变的同位素。如C13和C12，H1和H2，N14和N15即不稳定同位素，系指那些能自发进行蜕变(即改变自己的原子量)，形成质子数不同的新原子的同位素。如C14，H3稳定同位素：放射性同位素：碳稳定同位素中质子、中子和电子构型示意图石油和天然气中主要元素的同位素特征（据张厚福等，1999）质子数元素名称元素符号中子数原子量相对丰度，原子百分率0199.9844120.01561氢H23－－－－－－－131.3×10－42氦He2499.999961298.8927131.1086碳C814－－－－－－71499.6357氮N8150.36581699.7599170.03748氧O10180.2039163295.117330.7418344.216硫S20360.016一、油气中的碳稳定同位素1.相对丰度表示法：丰度：指某一同位素在其所属的天然元素中占的原子数百分比常用的碳同位素标准的13C/12C值标准名称13C/12Cδ13C（‰，PDB）PDB（加哥标准）BaCO3（斯德哥尔摩标准）石墨（NBS，No.21）石油（NBS，No.22）周口店灰岩（中国标准）福一井甲烷（中国四川）1123.72×10－51112.15×10－51092.48×10－51090.68×10－51123.60×10－51084.40×10－50－10.3－27.8－29.4－0.1－26.08  为了便于对比，通常要把一种标准换成另一种标准或国际标准。如将测得对A标准的δ值(δ13CA)，换算成B标准的δ值(δ13CB)时，可用下列 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 换算：                                                                                                                           式中：δ13CB为求取对B标准的δ值；δ13CA为测得对A标准的δ值；RAr、RBr为A、B标准的13C/12C比值。   例如，某井田天然气(CH4)的δ13C值为-31.03‰（周口店标准,即A标准)，求PDB标准时，则为-31.13‰。——课下同学们完成 2.在油气中的分布特点A、原油的δ13C值介于-24‰~-31‰，海相油较陆相油重。B、时代老的石油，C12富集，δ13C低C、由饱和烃→芳烃→非烃，δ13C逐渐增大。D、天然气δ13C变化范围大（-20‰~-100‰）。低温浅层生成的天然气，δ13C低，小于-55‰。中深层高温条件下生成的天然气，δ13C高，-55‰~-20‰。同一天然气，δ13C1＜δ13C2＜δ13C3＜δ13C4。年代越老的原油，12C越富集，13C越少-20-25-30δ13C（‰）时代RKJTPCDSOЭ前寒武纪德根斯（）1969其他作者6005004003002001000年龄（）Ma各地质时代石油的碳同位素分布二、油气中的稳定氢同位素1.丰度表示法：它是通过美国国家标准局的水样NBS-1来定义的：(D/H)SMOW=1.050(D/H)NBS-1=1.56×10-4其同位素组成在实验精度范围内与太平洋、大西洋、印度洋三大洋开放区500～2000m深处平均海水样品的测定值是一致的。NBS-1=D/H=149×10-62.在油气中的分布特点A.指相作用区分海、陆相石油。海相石油的δ13C含量较高，为-22~27‰；陆相石油的δ13C低，为-29~33‰.B.确定原油相对年龄δ13C随年代变老而降低C.确定成油气环境，进行油气源对比D.区分天然气的成因生物成因的CH4的δD、δ13C值小于热解成因的。三、同位素测定在油气勘探开发中的用途这两种石油由于细菌降解和水洗作用，仅根据化学成分和碳同位素组成，不能有效地区分。从图可知，利用δD-δ13C关系图，可以较有效地区分东、西二盆地第三系砂岩中的石油。东盆地:1.第三系砂岩Pt2.第三系砂岩A西盆地:3.三叠系油贮4.第三系油贮西德南部两个亚阿尔卑斯盆地原油的δD-δ13C关系图天然气中甲烷的δD(SMOW)与δ13C（PDB）关系图可以看出：天然气的δD与δ13C之间存在不很明显的正相关性。生物成因气的δ13C值低，δD值亦较低。热解成因气的δD和δ13C值偏高。1区为可燃冰2.1区为生物成因气2.2区为混合成因气3、4、5区为热降解成因气1.石油的元素组成和化合物组成有什么特点？2.影响石油的相对密度、粘度和溶解性的因素主要有哪些？3.什么是石油的荧光性和旋光性？石油具有荧光性和旋光性的原因是什么？4.什么是固体沥青？重质油和沥青砂与常规原油的区别主要体现在哪些方面？5.根据产出状态，天然气的类型有哪些？气藏气、气顶气、凝析气的概念？6.什么是油田水？其化学组成和物理性质有何特点？请介绍苏林的水型划分方案。7.油气中的碳、氢同位素的分布有何特点？同位素的研究在油田勘探开发中的主要用途？复习思考题