石油工程学 地质勘探.ppt
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1、第二章 石油勘探,石油的物化性质,石油的化学组成,1)石油的元素组成 主要由碳、氢两种元素组成: 碳约占80一88; 氢约占10一14; 氧、硫、氮约占0.3一7。 石油中若碳、氢元素含量高,且碳氢值低,则油质好;若氧、硫、氮元素含量高,则油质相对较差。,石油的化学组成,2)石油的化合物组成 烃类化合物(即碳氢化合物)是石油主要成分,约占80以上。 含有氧、硫、氮的化合物(非烃化合物)有时可达30。不利于石油的开采、炼制和加工。,石油的物化性质,石油的化学组成,3)石油的组分组成 根据石油成分被不同溶剂选择溶解及被介质选择吸附的特点,将石油的组成分成相近的组,称为“组分”,每个组分内包含性质相
2、似的一部分化合物。,i 油质 ii 胶质 iii 沥青质 iv 碳质,石油的物化性质,石油的化学组成,3)石油的组分组成 i 油质 由碳氢化合物组成的淡色粘性液体(是石油主要成分) 油质含量高,石油质量相对较好。 油质中含有石蜡,是一种熔点为3776的烷烃,呈淡黄色或黄褐色。石蜡含量高时石油易凝固,油井易结蜡,不利于开采。,石油的物化性质,石油的化学组成,3)石油的组分组成 ii 胶质 粘性或玻璃状的固体物质,主要成分是碳氢化合物,但氧、硫、氮含量增多。 石油中胶质含量少,约为1,是渣油的主要成分。,石油的物化性质,石油的化学组成,3)石油的组分组成 iii沥青质 黑色固体,沥青质比胶质含碳氢
3、化合物更少,含氧、硫、氯化合物更多。 胶质和沥青质称为石油的重分子组分,是非碳氢化合物比较集中的部分。含量高时,石油质量变差。 iv碳质 碳质以碳元素状态存在于石油内,含量很少,称残碳。,石油的物化性质,石油的物理性质,1)颜色 石油一般呈棕色、褐色或黑色,也有无色透明的凝析油。胶质、沥青质含量愈高,颜色愈深。因此,石油颜色越谈,质量越好。 2)密度 标准条件下(20,0.101MPa)每立方米原油质量原油密度,一般在0.790.95 g/cm3 。 3)粘度 地下采出的石油在提炼前称原油。 在地层条件下测得的原油粘度叫地层粘度,地层粘度大于50 mPaS、密度大于0.92的原油称为稠油。,石
4、油的物化性质,石油的物理性质,4)凝固点 原油失去流动性的温度或开始凝固时的温度称为凝固点,原油中含蜡少,重组分含量低者凝固点低,利于开采和集输。凝固点在40以上的原油称为凝油。 5)溶解性 石油难溶于水,但易溶于有机溶剂。石油可与天然气互溶,溶有天然气的石油,粘度小,利于开采。,石油的物化性质,石油的物理性质,6)荧光性 石油在紫外线照射下会发出一种特殊的光亮,称为石油的荧光性。借助荧光分析可鉴定岩样中是否含有石油。 7)导电性 石油为非导电体,电阻率很高,这种特性成为电法测井划分油、气、水层的物理基础。,石油的物化性质,天然气的化学组成,通常所说的天然气是指油田气和气田气。 天然气是在地壳
5、中生成的一种可燃有机矿物,是以气态碳氢化合物为主的可燃混合气体。,石油的物化性质,天然气的化学组成,甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、 丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10) 其中甲烷含量可达80以上。此外还含有少量的CO2、CO、H2S)及N2)、02、H2。 天然气中,乙烷以上的烃称为重烃,依重烃含量将天然气分为干气和湿气两种。 干气中甲烷含量95,但含有5%10%以上乙烷、丙烷、丁烷等重烃。湿气常与油共生,是油田或气田中的气。,石油的物化性质,天然气的物理性质,天然气无色,有汽油味,可燃。天然气物理性质指其密度、粘度和溶解性。 1)密度 天然气密度为0.61.0g/m3,湿气含重烃多,密度
6、大于干气。 2)粘度 天然气0时的粘度为0.012mPaS。 3)溶解性 天然气溶于石油和水,且更容易溶于石油。,石油的物化性质,1 地壳,1)地球的构造,特点: 具层状结构,密度随深度而增加。,石油地质概况,1 地壳,1)地球的构造 地球从生成至今已有4560亿年,平均半径为637lkm。地球内部可分为地核、地幔和地壳三个同心排列的圈层,各圈层物理状况可参见下表:,石油地质概况,1 地壳,2)地壳的组成 地壳厚度各处并不相等。最厚处达7080 km,最薄处只有56km,平均为33km。 地壳由岩石组成,根据岩石成因的不同可分为火成岩、变质岩和沉积岩三大类。,石油地质概况,2 岩石,1) 火成
7、岩 又名岩浆岩,是高热的岩浆冷凝后形成的岩石,呈块状,无层次,致密而坚硬,如花岗岩、玄武岩、正长石等。,石油地质概况,2 岩石,2) 沉积岩 由火成岩、变质岩和早期形成的沉积岩,经风吹、雨打、温度变化、生物作用等被剥烛、粉碎、溶解形成碎屑物质及溶解物质,再经,沉积岩有层次、孔隙、裂缝和溶洞,并有各种古代动植 物残骸遗迹形成的化石。,石油地质概况,风力、水流、冰川、海洋搬运至低凹处沉积下来,越积越厚,经压实、固结而形成沉积岩,主要特征 层理构造显著; 沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石; 具有孔隙。 常见的沉积岩有:直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩,由2毫米到
8、0.05毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩,由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩等。,石油地质概况,2 岩石,3) 变质岩 由沉积岩或火成岩在地壳内部的物理化学因素如高温、高压等影响下,改变了原来的成分和结构,变质成为新的岩石,如石灰石变质为大理石等,称变质岩。,石油地质概况,三大岩种与成因,2 岩石,三大岩种图样,石油地质概况,3 沉积岩,石油和天然气生成在沉积岩中,绝大多数储藏在它的孔隙、裂缝和溶洞里。 而在火成岩和变质岩中则很少有石油和天然气存在。 1)沉积岩种类及特点 沉积岩可分为砂岩(碎屑岩)、泥岩(粘土岩)、石灰岩(碳酸岩盐)三种,石油地质概况,3 沉积岩,1)砂岩(碎屑岩) 普通的砂粒被泥质
9、或石灰质胶结成为砂岩。依颗粒直径不同可分为以下几种:,石油地质概况,3 沉积岩,1)砂岩 砂岩的特点: 具有孔隙,可以储存油、气、水等流体。岩石孔隙体积与岩石总体积之比称孔隙度; 由于岩石存在孔隙,在压力作用下能通过油、气、水,这种性质称为岩石的渗透性。砂岩(孔隙大)和石灰岩(裂缝发育)都是渗透性好的岩石。 砂岩可作为油气储集层。,石油地质概况,3 沉积岩,2)泥岩(粘土岩) 泥岩的特点: 普通的颗粒直径小于0.01mm 的泥土经成岩作用而形成。 呈块状的称泥岩。 呈薄片层状的称为页岩。 富含石油质的页岩称油页岩,可以提炼石油。 泥岩是分布最广的沉积岩,约占沉积岩总量的6070%,是重要的生油
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