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1、石 油 地 質(zhì) 學(xué),xxxxx大學(xué),主講人:Mr Chen Email:xxxxxxxx@xx,,,溫故--緒論,教學(xué)內(nèi)容: (1)石油和天然氣在現(xiàn)代社會中的地位(2)我國油氣勘探簡史(3)世界石油勘探簡史(4)油氣地質(zhì)勘探動(dòng)向,,第一章:石油、天然氣、油田水的成分和性質(zhì),教學(xué)內(nèi)容: (1)石油的成分和性質(zhì)(2)天然氣的成分和性質(zhì)(3)油田水的成分和性質(zhì)(4)重質(zhì)油的成分與性質(zhì),,石油的成分和性質(zhì)
2、,石油又稱原油,是以液態(tài)形式存在于地下巖石孔縫中的可燃有機(jī)礦產(chǎn)。在地下油氣藏中石油無論在成分上還是在相態(tài)上都是極其復(fù)雜的混合物。在成分上以烴類為主,含有數(shù)量不等的非烴化合物及多種微量元素;在相態(tài)上以液態(tài)為主,溶有大量烴氣及少量非烴氣,并溶有數(shù)量不等的烴類和非烴類的固態(tài)物質(zhì)。,,石油的成分和性質(zhì),研究石油的化學(xué)成分和物理性質(zhì),對于查明油氣的生成、運(yùn)移、聚集和分布規(guī)律,制定開采、加工方案、評價(jià)油品質(zhì)量及綜合利用石油的前景都具有重要的意義,,
3、石油的成分和性質(zhì):1、化學(xué)成分-元素組成,組成石油的化學(xué)元素主要是碳、氫,其次是硫、氮、氧一般,石油中碳的含量占84%-87%,氫的含量為11%-14%。主要以烴類形態(tài)出現(xiàn),組成石油的主體,,石油的成分和性質(zhì):1、化學(xué)成分-元素組成,石油中含硫量變化很大,頻率分布具有雙峰型特征,高硫原油(含硫量大于1%)和低硫原油(含硫量小于1%)。原油中的硫主要來自有機(jī)物的蛋白質(zhì)和圍巖的含硫酸鹽礦物,產(chǎn)于海相環(huán)境的石油較形成于陸相環(huán)境的石油含硫量高。
4、,,石油的成分和性質(zhì):1、化學(xué)成分-元素組成,石油中氮含量一般比硫含量低得多,大多數(shù)石油氮含量小于0.2%,少數(shù)樣品含氮量高達(dá)0.5%以上,最高可達(dá)1.7%(美國文圖拉盆地的石油)。通常以0.25%作為貧氮和高氮石油的界線。 石油中氧含量一般分布在0.1%-4.5%,以結(jié)合氧形式出現(xiàn),氧主要富集在石油高沸點(diǎn)餾分中,其含量與石油的次生變化程度有關(guān)。,,石油的成分和性質(zhì):1、化學(xué)成分-元素組成,上述5種
5、元素外,石油中還含有幾十種微量元素,它們構(gòu)成了石油中的灰分。 在這些微量元素中,釩和鎳兩種微量元素的分布最普遍并且具有成因意義,通過釩鎳比值(V/Ni)可區(qū)別海相或陸相成因的石油。 釩、鎳含量高,且V/Ni>1 海相成因石油 釩、鎳含量低,且V/Ni<1 陸相成因石油,,石油的成分和性質(zhì):1、化學(xué)成分-化合物組成,組成石油的主要元素是C、H、S、N、O,但由這5種元素構(gòu)成的化合物卻是一個(gè)龐大的家族
6、--有機(jī)化合物?;\統(tǒng)地說,組成石油的化合物多是有機(jī)化合物,作為雜質(zhì)混入的無機(jī)化合物不多。石油的化合物組成,歸納起來可以分為烴和非烴兩大類,其中烴類是主要的,這與元素組成以C、H占絕對優(yōu)勢相一致。,,石油的成分和性質(zhì):1、化學(xué)成分-化合物組成,,石油的成分和性質(zhì):2、物理性質(zhì),熱值 導(dǎo)電性旋光性螢光性蒸發(fā)與揮發(fā)凝固和液化溶解性 粘度比重和密度顏色,,石油的成分和性質(zhì):2、物理性質(zhì),(一)、顏色 在透射光下石油的顏
7、色可以呈淡黃、褐黃、深褐、淡紅、棕色、黑綠色及黑色等色。原油顏色的深淺主要取決于膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的含量。其含量愈高,則顏色愈深,,石油的成分和性質(zhì):2、物理性質(zhì),(二)、比重 石油的比重一般介于0.75-0.98之間。通常把比重大于0.9的稱為重質(zhì)石油,小于0.9的稱為輕質(zhì)石油。In the world,原油大多為輕質(zhì)石油;重質(zhì)石油居次要地位。比重最大的可達(dá)1.0以上,這種石油用一般方法難于開采,,石油的成分和性質(zhì):2、物理性質(zhì),(
8、三)、粘度 粘度是反映流體流動(dòng)難易程度的一個(gè)物理參數(shù)。粘度大則流動(dòng)性差,反之則流動(dòng)性好。石油粘度是制定石油開發(fā)方案、油井動(dòng)態(tài)分析及石油儲運(yùn)都必須考慮的重要參數(shù)。石油粘度的變化受溫度、壓力和化學(xué)成分制約,,石油的成分和性質(zhì):2、物理性質(zhì),(四)、溶解性 石油難溶于水,卻易溶于多種有機(jī)溶劑,如氯仿、四氯化碳、苯、醚等。根據(jù)石油在有機(jī)溶劑中的溶解性,有助于鑒定巖石中的石油含量及性質(zhì),,石油的成分和性質(zhì):2、物理性質(zhì),(五)、熒
9、光性 石油在紫外光照射下可產(chǎn)生發(fā)熒光的特性稱為熒光性。由于石油的發(fā)光現(xiàn)象非常靈敏,所以,在石油勘探工作中,常用熒光分析來鑒定巖樣中是否含油,并可粗略確定其組分和含量,,第一章:石油、天然氣、油田水的成分和性質(zhì),教學(xué)內(nèi)容: (1)石油的成分和性質(zhì)(2)天然氣的成分和性質(zhì)(3)油田水的成分和性質(zhì)(4)重質(zhì)油的成分與性質(zhì),,天然氣的成分和性質(zhì),天然氣 廣義上是存在于自然界一切天然生成分氣體。作為石油及天然氣
10、地質(zhì)學(xué)要研究的天然氣即狹義的天然氣,目前僅限于地殼上部存在的各種天然氣體,包括烴類氣體和非烴類氣體。,,天然氣的成分和性質(zhì):1、產(chǎn)出狀態(tài),(1)聚集型天然氣 主要有氣頂氣、氣藏氣和凝析氣三類。氣頂氣是與石油共生于油氣藏中呈游離狀態(tài)的天然氣。,,天然氣的成分和性質(zhì):1、產(chǎn)出狀態(tài),(1)聚集型天然氣 主要有氣頂氣、氣藏氣和凝析氣三類。氣藏氣是不與石油伴生,單獨(dú)聚集成藏的天然氣,,天然氣的成分和性質(zhì):1、產(chǎn)
11、出狀態(tài),(1)聚集型天然氣 主要有氣頂氣、氣藏氣和凝析氣三類。凝析氣是當(dāng)?shù)叵聹囟?、壓力超過臨界條件后,由液態(tài)烴蒸發(fā)而形成的氣體。開采出來后,由于地表壓力、溫度較低,按照逆凝結(jié)規(guī)律而逆凝結(jié)為輕質(zhì)油即凝析油。,,天然氣的成分和性質(zhì):2、物理性質(zhì),(2)分散型天然氣 主要有油溶氣、水溶氣、煤層氣和天然氣水合物。前兩者是指在地層條件下溶于油或水天然氣。煤層氣指煤層中所含的吸附和游離狀態(tài)的天然氣,煤礦中將這種天然氣稱為
12、瓦斯。天然氣水合物是指自然界存在的低溫高壓條件下,天然氣(氦、氖、氫除外)能夠與水結(jié)合形成結(jié)晶水合物,,天然氣的成分和性質(zhì):2、物理性質(zhì),天然氣: 一般無色,可燃,具有硫化氫味或汽油味。溶于石油和水,在石油中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在水中的溶解度。熱值變化較大。,,第一章:石油、天然氣、油田水的成分和性質(zhì),教學(xué)內(nèi)容: (1)石油的成分和性質(zhì)(2)天然氣的成分和性質(zhì)(3)油田水的成分和性質(zhì)(4)重質(zhì)油的成分與性質(zhì),,油田水
13、的成分和性質(zhì),所謂油田水從廣義上理解是指油氣田區(qū)域內(nèi)的地下水,包括油(氣)層水和非油(氣)層水。 狹義的油田水是指油氣田范圍內(nèi)直接與油(氣)層連通的地下水,即油(氣)層水。,,油田水的成分和性質(zhì),從形成油氣的原始生物物質(zhì)的生產(chǎn),到油氣的生成、運(yùn)移乃至最后聚集成為油氣藏,無不與水相伴,因而油氣自然與水有著千絲萬縷的聯(lián)系;尤其是長期與油氣相伴、與油氣藏聯(lián)系最為密切的油田水,必然會含載著一些與油氣相關(guān)的信息,這就是石油及天然氣地質(zhì)學(xué)有
14、必要關(guān)注油田水的主要原因。,,油田水的成分和性質(zhì):1、分類,根據(jù)水與油、氣的相對位置關(guān)系,分為底水和邊水。底水是指含油邊界范圍內(nèi)與油相接觸,且位于油之下承托著油的油層水。,,油田水的成分和性質(zhì):1、分類,根據(jù)水與油、氣的相對位置關(guān)系,分為底水和邊水。邊水是指含油外邊界以外的油層水,實(shí)際上是底水的自然外延。,,油田水的成分和性質(zhì):2、來源,油田水的來源是一個(gè)極為復(fù)雜而尚未取得統(tǒng)一認(rèn)識的問題。一般認(rèn)為可以有以下四種來源: 1)沉積水(se
15、diment waters);2)滲入水(filter waters);3)深成水(deep waters);4)成巖水(diagenetic waters)。,,油田水的成分和性質(zhì):2、來源,沉積水(sediment waters) 沉積物堆積過程中充填于沉積物顆粒間隙并保存在其中的水。這種水的含鹽度和化學(xué)組成與堆積沉積物的古海(湖)水的含鹽度及沉積物本身有密切關(guān)系。因此,不同沉積環(huán)境下形成的油田水礦化度有著明顯的差
16、別,,油田水的成分和性質(zhì):2、來源,滲入水(filter waters) 是指來源于大氣降雨時(shí)滲入到淺處孔隙、滲透性巖層中的水。由于滲入水的礦化度低,對高礦化度的地下水可起淡化作用。淡化作用在靠近不整合面下的油田水中表現(xiàn)特別明顯。,,油田水的成分和性質(zhì):2、來源,深成水(deep waters) 特指來源于地幔及地殼深部的高溫、高礦化度、飽和氣體的地下水,包括初生水、巖漿水和變質(zhì)水。這種水在金屬礦床形成過程中起重要作用
17、。但在形成油田水中所起的作用有著不同的認(rèn)識。,,油田水的成分和性質(zhì):2、來源,成巖水 成巖水來源于礦物成巖轉(zhuǎn)化脫出的結(jié)晶水和有機(jī)質(zhì)演化伴生的水。 油田水可以看作是沉積水、滲入水、深成水及成巖水以不同比例的混合水,且經(jīng)過一系列復(fù)雜的物理化學(xué)作用(溶解-沉淀),并與油氣相伴生的油(氣)層水。,,油田水的成分和性質(zhì):3、油田水與油氣的關(guān)系,(1)根據(jù)油田水水化學(xué)特征可直接進(jìn)行尋找油氣工作 根據(jù)油田水水化學(xué)特征直接
18、尋找油氣的原理是:深部流體通過向上滲濾和擴(kuò)散等方式,使得淺層水的化學(xué)成分發(fā)生某些改變,尤其是在油氣藏構(gòu)造頂部節(jié)理和裂隙比較發(fā)育的部位更是明顯。通過水化學(xué)特征在整個(gè)背景值上出現(xiàn)的異常值分布,即可大致圈定地下油氣藏的范圍,這就是所謂水化學(xué)找油工作,,油田水的成分和性質(zhì):3、油田水與油氣的關(guān)系,,油田水的成分和性質(zhì):3、油田水與油氣的關(guān)系,(2)根據(jù)現(xiàn)代水化學(xué)資料可以判斷油氣運(yùn)移、聚集和保存條件 大量資料說明,對油氣聚集和保存最為有利
19、的環(huán)境應(yīng)是滲透水交替緩慢或停滯區(qū),即地下水不太活動(dòng)的環(huán)境。從現(xiàn)代水化學(xué)特征來看,這樣的地區(qū)是以Cl- 、Na+ 為主,水型以氯化鈣型為主的高礦化度分布區(qū),因此這樣的區(qū)域有可能就是油氣富集區(qū)。,,第一章:石油、天然氣、油田水的成分和性質(zhì),教學(xué)內(nèi)容: (1)石油的成分和性質(zhì)(2)天然氣的成分和性質(zhì)(3)油田水的成分和性質(zhì)(4)重質(zhì)油的成分與性質(zhì),,重質(zhì)油是指常規(guī)原油開采技術(shù)難于開采的具有較大粘度和密度的原油。特點(diǎn)是密度大、粘度
20、大、含膠量高、含蠟量低、凝固點(diǎn)低即”三高兩低“,重質(zhì)油的成分和性質(zhì),,重質(zhì)油的成分和性質(zhì),非常規(guī)油氣 是未來能源的一個(gè)重點(diǎn),,重質(zhì)油的成分和性質(zhì),,重質(zhì)油的成分和性質(zhì),,重質(zhì)油的成分和性質(zhì),,重質(zhì)油的成分和性質(zhì),,重質(zhì)油是指常規(guī)原油開采技術(shù)難于開采的具有較大粘度和密度的原油。特點(diǎn)是密度大、粘度大、含膠量高、含蠟量低、凝固點(diǎn)低即”三高兩低“,重質(zhì)油的成分和性質(zhì),,天然氣的成分和性質(zhì):2、物理性質(zhì),天然氣: 一般無色,可燃,具有
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