第一章

油氣田地下流體的基本特征石油的化學組成及物理性質天然氣的化學組成及物理性質油田水的化學組成及物理性質石油油層蓋層天然氣水碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）84-87%11-14%1-4%第一節石油一、石油的元素組成***（常見30多種）儲存在于地下巖石空隙（孔、洞、縫）中的、天然生成的、以液態烴為主要化學組分的可燃有機礦產。*****石油？1、主要元素組成烴類組成化合物，富集于膠質、瀝青組分中——諸如Fe、Ca、Mg、Si、Al、V、Ni等，其中V、Ni研究較清楚一、石油的元素組成***2、微量元素（30余種）二、石油的化合物組成

***

碳和氫組成的碳氫化合物高達420多種1.烷烴（C原子單鍵相連呈鏈式）（一）石油中的烴類化合物（按結構分）正構烷烴——C1~C45，≤C35

占原油體積5-25%，輕質油中含量高異構烷烴——異戊間二烯型，≤C10為主C葉綠素的側鏈—植醇→生物成因標志異戊二烯烴同系列立體化學結構圖2.環烷烴（C原子以單鏈相連呈閉合環狀）→含碳環結構→單環、雙環、三環及多環石油中多為五員環或六員環——環戊烷、環己烷及其同系物多環中以四環甾烷和五環萜烷較為重要——旋光性→生物成因標志（一）石油中的烴類化合物3.芳香烴（含苯環結構的不飽和烴）單環多環稠環1.含硫化合物——萬分之幾至百分之幾

存在形式：

元素硫、硫化氫、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩及其同系物等如CH3-SH（甲基硫醇）（二）石油中的非烴類化合物除C、H外，還含有S、N、O評價石油質量的指標

2.含氮化合物——萬分之幾至千分之幾

動物的血紅素和植物的葉綠素

（二）石油中的非烴類化合物研究石油成因葉綠素（A）與原油中的卟啉（B）、植烷（Ph）、姥鮫烷（Pr）結構比較圖（二）石油中的非烴類化合物環烷酸分布普遍，在水中溶解度小；環烷酸易形成各種鹽類，堿金屬的環烷酸鹽易容于水3.含氧化合物——萬分之幾至千分之幾——環烷酸、脂肪酸、酚、酮（二）石油中的非烴類化合物↓找油標志三、石油的物理性質***

1.顏色（膠質+瀝青質含量有關）無色（四川黃瓜山、大港油田）、黃色、綠色、淺紅色、褐色、黑色。芳烴＋非烴含量高，顏色深；反之，顏色淺。密度：單位體積的質量：g/cm3或t/m3;

相對密度（比重）：d420：1atm下20℃脫氣原油與4

℃同體積純水的重量比。0.75~0.98之間。＞0.934重質石油；＜0.934輕質石油相對密度大小取決于化學組成，T、P、溶解氣量等；2.相對密度表示流體流動的難易程度，粘度越大，越不易流動

CGs制：10泊=1000厘泊等價于

SI制：1Pa.s=1000mpa·s3.粘度化學組成:分子小、烷烴及環烷烴↑，粘度↓T↑、粘度↓；P↑，粘度↑；溶解氣含量↑粘度↓三、石油的物理性質4.溶解性難溶于水、易溶于有機溶劑、石油和天然氣互溶三、石油的物理性質5.熒光性原油在紫外光照射下，產生熒光的特性；不飽和烴及其衍生物產生（飽和烴不發光）不飽和烴的濃度及分子量↑，熒光色加深三、石油的物理性質6.旋光性當偏光通過石油時，使偏光面旋轉一定角度的特性。右旋，旋光面的角度為1度左右三、石油的物理性質不對稱分子結構有關★石油具有旋光性的原因：源于生物體的某些有機化合物分子結構不對稱，例：石油中的含N化合物及甾烷、萜烷等生物標志化合物。——石油有機成因的有力證據。7.導電性（非導體）電阻率：109~1016Ω·m

油田水:0.02~0.1Ω·m

沉積巖：1~10Ω·m用電阻率測井判斷油層的基礎。三、石油的物理性質低凝固點的原油為優質原油8.凝固點石油冷卻，失去流動性時的溫度；狹義：在地下巖層中存在的，以烴類為主的氣體。或指與油田和氣田有關的可燃氣體，成份以氣態烴為主，多與生物成因有關。*****第二節天然氣天然氣？廣義：自然界中一切天然生成的氣體（包括大氣、地表沉積物中氣、沉積巖中氣、海洋中溶解氣、巖漿巖中氣、變質巖中氣、地幔氣、宇宙氣等）一、分類****

存在的相態：游離態、溶解態、吸附態、固態氣水合物分布特征：聚集型、分散型與石油產出的關系：伴生氣、非伴生氣①氣藏氣：圈閉中天然氣的單獨聚集。

CH4含量高、C2+少——干氣，也可能為非烴氣絕大多數氣藏氣是以氣態烴為主；含烴量超過80%的氣藏約占氣藏總數的85%以上；氮氣為主的氣藏不到10%；以二氧化碳或硫化氫等酸性氣體為主的氣藏低于1%。

②氣頂氣：指與石油共存于油氣藏中，呈游離態存在的天然氣。

C2+高＞5%——濕氣③凝析氣：在地下，當溫度、壓力超過臨界條件時，液態烴逆蒸發而形成。含一定量凝析油。

⑥固態氣水合物（冰凍甲烷，水化甲烷）在高壓、低溫條件下，甲烷等氣體凍結在水分子的擴大晶格中。——液態水、溫度低、壓力大→主要發現于凍土層、極地、深海沉積物中；④煤層氣（礦井瓦斯）煤層中所含吸附或游離狀態的天然氣。與煤系有關的氣體；CH4為主，含N2、Co2、H2s及氨；分散型⑤溶解氣：地層條件下，溶于石油或水的天然氣。油溶氣：油藏中溶解的天然氣，

C2+高，可達40%，水溶氣CHOSN微量元素65~80%12~20%二、天然氣的化學組成***1.元素組成烴類——CH4為主，數量不等的C2+、

C2~C4為主；非烴類——Co2、N2、H2s；2.化合物組成

冀中坳陷趙蘭莊構造Ek-Es4：高壓硫化氫氣藏，硫化氫92%；

——與地層中含石膏有關濟陽坳陷平方王油氣田下第三系天然氣：二氧化碳63-66%；

——與玄武巖與石灰巖接觸的加熱分解有關

普光氣田——迄今為止我國規模最大、豐度最高的特大型整裝海相氣田到2008年預計探明儲量將達到5000億立方米至5500億立方米，年產能將達到120億立方米凈化氣。干氣、硫化氫含量高；

指在標準狀況下，單位體積天然氣與同體積空氣的質量之比。

0.56-0.90；三、天然氣的物理性質***1.相對密度2.粘度

n×10-2~10-2

mPa·s；P、T、分子量、非烴氣含量3.溶解性——易溶于石油難溶于水CH4——0.3m3/m3油0.033m3/m3水

水中溶解性——T、氣體組分有關

油中溶解性——壓力、天然氣組成、石油性質4.蒸汽壓力將氣體液化時所需施加的壓力；溫度——T↑，P↑（相同M）；分子量—M↓，P↑（相同T）；5.臨界溫度和臨界壓力臨界溫度：氣相物質能維持液相的最高溫度臨界壓力：在臨界溫度時，氣態物質液化所需最低壓力第三節油田水油田水？****廣義：指含油氣區域內與油氣藏有密切聯系的地下水，包括油層水和非油層狹義：直接與油層連通的地下水。指油層水一、油田水的賦存狀態及來源依據巖石中的蘊藏狀態：超毛細管水（自由水）：管形孔隙直徑>0.5mm，裂縫寬度>0.25mm。

蘊藏在儲集層的超毛細管孔隙中，在重力的作用下可以自由移動和傳遞靜水壓力。毛細管水：管形孔直徑0.5-0.0002mm，縫寬0.25-0.0001mm。蘊藏在儲集層的毛細管孔隙中，當作用于水的外力超過孔隙毛細管力時，水可以流動。微毛細管孔隙（束縛水、吸附水、結合水）：管形孔直徑<0.0002mm，縫寬<0.0001mm。

存在于巖石顆粒表面，呈薄膜狀被吸附，吸附水層只有幾個分子厚，但吸附力極大，可達10000Kg/Cm2。水難以自由運動。氣態水：充滿于被水飽和的巖石空隙中，通過蒸發和凝結作用，與液態水相互轉化，對巖石中的水分配有一定的影響。一、油田水的賦存狀態及來源油田水主要有四種來源：沉積水：

沉積物堆積的過程中保存在其中的水。滲入水：大氣降雨時滲入地下空隙和滲透性巖層中的水。深成水：內生水來源于上地幔及地殼深部、由巖漿游離出來的初生水和變質作用過程中的變質水。轉化水：

沉積成巖和烴類形成的過程中，粘土礦物轉化脫出的層間水及有機質向烴類轉化時分解出的水。油田水實際是各種來源的水不同比例的混合，經過一系列復雜的物理化學作用，與油氣相伴生的油層水。油田水與油氣藏的關系《背斜型型油氣藏中的油田水》《尖滅型油氣藏中的油田水》無機組成

常量組分

微量組分碘、溴、硼、銨、鍶、鋇

有機組成烴類——C1—C4氣態烴、液態烴、苯系化合物酚———鄰甲酚、甲酚有機酸—環烷酸、脂肪酸、氨基酸氣體成分

溶解了許多烴類氣體和非烴類氣體二、油田水的化學組成**幾種離子C1-、SO42-、CO32-、HCO3-幾十種元素H2S、CO2、N2、HeNa+、K+、Ca2+、Mg2+油田水礦化度三、油田水的礦化度**1.顏色：一般帶有顏色、透明度差2.相對密度：>1（由于含鹽類）3.粘度：比純水高，礦化度↑

、溫度↓；4.導電性：導電，礦化度及T↑；四、油田水的物理性質天然水成因圖解

CaCl2型：（Cl-Na）/Mg＞1深成水、油田水

MgCl2型：＜0（Cl-Na）/Mg＜1海水、鹽湖水

NaHCO3型：（Na-Cl）/SO4＞1油田水（高礦化度）地表淡水（低礦化度）

Na2SO4型：0＜（Na-Cl）/SO4

＜1地表淡水五、油田水的分類****蘇聯水文學家蘇林分類：系

數

水型

成因Na/ClNa+-Cl-/SO42-Cl--Na+/Mg2+＞1＜1＜0硫酸鈉型大陸環境地表淡水＞1＞1＜0重碳酸鈉型大陸環境油田水高礦化度地表水低礦化度＜1＜0＜1氯化鎂型海洋環境海水、鹽湖水＜1＜0＞1氯化鈣型深成環境油田水本章重點講述了油氣水的基本概念、化學組成及物理性質主要內容包括：

●石油、天然氣、油田水的概念

●石油的化學組成及物理性質

——元素組成、化合物組成、物理性質及其影響因素；

●天然氣的化學組成及物理性質

——產出