教学课件第一节-石油及其产品.ppt

石油石油产产业经济业经济学学第一章 石油产业概述课程简介课程简介教材：石油产业经济学教材：石油产业经济学主编：杨嵘主编：杨嵘出版社：西安交大出版社出版社：西安交大出版社出版时间：出版时间：2011.022011.02石油？石油？石油公司？石油公司？石油产业？石油产业？石油垄断？石油垄断？石油价格？石油价格？石油峰值？石油峰值？石油产业可持续？石油产业可持续？课程性质课程性质专业基础课专业基础课石油产业经济学作为产业经济学的一门分支，是一门新的学科，是现代经济学中用来分析现实石油产业经济问题的新兴的应用经济理论，也是为制定国家经济发展战略和以推动经济发展为目标的石油产业政策服务的经济理论。课程内容课程内容第第1 1章，石油产业概述（章，石油产业概述（5 5）第第2 2章，石油产业结构（章，石油产业结构（4 4）第第3 3章，石油产业组织（章，石油产业组织（4 4）第第4 4章，石油产业布局（章，石油产业布局（4 4）第第5 5章，石油产业的政府规制（章，石油产业的政府规制（5 5）第第6 6章，国际石油经济（章，国际石油经济（6 6）第第7 7章，石油产业可持续发展（章，石油产业可持续发展（4 4）教学方法教学方法Lectures:课堂讲授课堂讲授Seminar分学习小组研习专题，并做陈述分学习小组研习专题，并做陈述（presentation）和讨论和讨论（Discussion）CasesAnalysis:结合案例分析与讨论结合案例分析与讨论 第一章第一章 石油产业概述（石油产业概述（5 5课时）课时）第一章第一章 石油产业概述石油产业概述（5 5课时）课时）第一节第一节 石油及其产品石油及其产品（2 2课时）课时）第二节第二节 石油产业及其特点石油产业及其特点（1 1课时）课时）第三节第三节 石油产业的形成与发展石油产业的形成与发展（2 2课时）课时）第一节第一节 石油及其产品石油及其产品1.1.1 1.1.1 石油的定义及性质石油的定义及性质1.1.2 1.1.2 原油和天然气的形成原油和天然气的形成 1.1.3 1.1.3 石油产品石油产品1.1.1 1.1.1 石油的定义石油的定义石油石油(Petroleum)：是古地质年代的有机物质沉积后，是古地质年代的有机物质沉积后，经过长期物理、化学变化而成，是深埋于地下岩石中的液经过长期物理、化学变化而成，是深埋于地下岩石中的液态的、以碳氢化合物为主要成分的可燃性矿产。态的、以碳氢化合物为主要成分的可燃性矿产。在石油产业中，一般将从地下直接采出来、没有经过加工在石油产业中，一般将从地下直接采出来、没有经过加工提炼的液体或半固体石油称为提炼的液体或半固体石油称为原油原油(Crude Oil)；而主要以；而主要以气体形式存在的石油一般称为气体形式存在的石油一般称为天然气天然气(Natural Gas)。研究表明，石油的生成至少需要研究表明，石油的生成至少需要200200万年的时间，在现今万年的时间，在现今已发现的油藏中，时间最老的可达到已发现的油藏中，时间最老的可达到5 5亿年之久。在地球亿年之久。在地球不断演化的漫长历史过程中，有一些不断演化的漫长历史过程中，有一些“特殊特殊”时期，如时期，如古生代和中生代，大量的植物和动物死亡后，构成其身古生代和中生代，大量的植物和动物死亡后，构成其身体的有机物质不断分解，与泥沙或碳酸质沉淀物等物质体的有机物质不断分解，与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成沉积层。由于沉积物不断地堆积加厚，导致温混合组成沉积层。由于沉积物不断地堆积加厚，导致温度和压力上升，随着这种过程的不断进行，沉积层变为度和压力上升，随着这种过程的不断进行，沉积层变为沉积岩，进而形成沉积盆地，这就为石油的生成提供了沉积岩，进而形成沉积盆地，这就为石油的生成提供了基本的地质环境。基本的地质环境。1.1.1 1.1.1 原油的成分及性质原油的成分及性质石油的成分石油的成分石油的性质石油的性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质 石石油油是是一一种种成成分分十十分分复复杂杂的的天天然然有有机机化化合合物物的的混混合合物物，主主要要成成分分为为液液态态烃烃，含含有有数数量量不不等等的的非非烃化合物及多种微量元素。烃化合物及多种微量元素。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质一、石油的元素组成一、石油的元素组成 主要成分：主要成分：C、H、O、S、N。C：8487%，H：1114%，两者占，两者占9799%；O、S、N总量仅占总量仅占14%；灰灰分分：其其它它微微量量元元素素，如如：镍镍（NiNi）、钒钒（V V）、铁铁（FeFe）等等构构成成了了石石油油灰灰份份，其其总总含含量量一一般般只只有有l l3 3 ，已已发发现现其其它它微微量量元元素素5454种。种。如如墨墨西西哥哥石石油油含含硫硫3.65.3%。美美国国加加利利福福尼尼亚亚第第三三系系石石油油氮氮含含量量可可达达1.42.2%。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质二、石油的化合物组成二、石油的化合物组成 1 1 1 1、烷烃类（又称脂肪烃类），通式为、烷烃类（又称脂肪烃类），通式为、烷烃类（又称脂肪烃类），通式为、烷烃类（又称脂肪烃类），通式为C C C Cn n n nH H H H2n+22n+22n+22n+2 C与C以单键相联接，排成直链式，C键全部为H所饱和。无支链者为正烷烃，有支链者为异烷烃。通常密度小于1，难溶于水。常温常压下：常温常压下：14 14个碳原子（个碳原子（C C1 1CC4 4）的烷烃呈气态；）的烷烃呈气态；516 516个碳原子正烷烃呈液态；个碳原子正烷烃呈液态；17 17个以上碳原子的高分子烷烃呈固态。个以上碳原子的高分子烷烃呈固态。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质 异异戊戊间间二二烯烯类类:在直链上每四个碳原子有一个甲基支链，宛如由若干个异戊间二烯分子加氢缩合而成。(植植烷烷、姥姥鲛鲛烷烷和和降降姥姥鲛鲛烷、异十六烷及法呢烷烷、异十六烷及法呢烷)。由于同源的石油，所含异戊间二烯型烷烃的类型和含量均相似，所以它们被用来研究油源对比及运移。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质2 2 2 2、环烷烃、环烷烃、环烷烃、环烷烃 分子结构：分子结构：即分子中含有碳环的饱和烃。组组成成碳碳环环的的碳碳原原子子数数：三员环、四员环、五员环。按按分分子子中中所所含含碳碳环环数数目目：单环烷烃（CnH2n）、双环烷烃（CnH2n-2）、三环烷烃（CnH2n-4）及多环烷烃。物物性性：如密度，熔点、沸点都比碳原子数相同的烷烃高，但相对密度小于1。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质3 3 3 3、芳香烃，通式为、芳香烃，通式为、芳香烃，通式为、芳香烃，通式为C C C Cn n n nH H H H2n-62n-62n-62n-6 指指具具有有六六个个碳碳原原子子和和六六个个氢氢原原子子组组成成的物殊碳环的物殊碳环苯环的化合物。苯环的化合物。结构特点：是分子中含有苯环结构，属不饱和烃。根据其结构，可分为单环、多环和稠环三类。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质 单单环环芳芳烃烃，指指分分子子中中只只含含一一个个苯苯环环的的芳芳烃烃，包包括括苯苯及及其其同系物：同系物：多多环环芳芳烃烃是是指指分分子子中中含含两两个或多个独立苯环的芳香烃。个或多个独立苯环的芳香烃。稠稠环环芳芳香香烃烃是是指指分分子子中中含含两两个个或或多多个个苯苯环环，彼彼此此之之间间通通过过共共用用两两个个相相邻邻碳碳原原子子稠稠合合而而成的芳香烃。成的芳香烃。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质 4 4 4 4、含硫化合物、含硫化合物、含硫化合物、含硫化合物 它它在在石石油油中中的的含含量量变变化化较较大大，从从万万分分之之几几到到百百分分之之几几。含含硫硫化化合合物物主主要要有有：单单质质硫硫S S、H H2 2S S、硫硫醇醇、硫硫醚等及其同系物近醚等及其同系物近100100种种。硫硫是是石石油油中中的的一一种种有有害害杂杂质质，因因为为它它易易产产生生硫硫化化氢氢、硫硫化化铁铁、硫硫醇醇铁铁、亚亚硫硫酸酸或或硫硫酸酸等等，对对机机器器、管管道道、油油罐罐、炼炼塔塔等等金金属属设设备备产产生腐蚀。所以含硫量常作为评价石油质量的一项重要指标，通常将生腐蚀。所以含硫量常作为评价石油质量的一项重要指标，通常将 含硫量大于含硫量大于2%2%的石油称为的石油称为高硫石油高硫石油，低于低于0.5%0.5%称为称为低硫石油低硫石油，介于介于0.50.52%2%称称含硫石油含硫石油。我国的石油多为我国的石油多为低硫石油低硫石油。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质5 5、含氮化合物、含氮化合物 一一般般含含量量为为万万分分之之几几至至千千分分之之几几，我我国国一一般般小小于于千千分分之之五五。主主要要在在高高分分子子化化合合物物中中，代代表表性性的的如如卟卟啉啉类类，易易被被氧氧化化、吸吸附附作用强（确定运移方向）具有成因意义。作用强（确定运移方向）具有成因意义。6 6、含氧化合物、含氧化合物 一般只有千分之几，个别石油可高达一般只有千分之几，个别石油可高达2 23%3%。酸性：酸性：环烷酸、脂肪酸及酚，总称石油酸；环烷酸、脂肪酸及酚，总称石油酸；中性：中性：醛、酮类。醛、酮类。在石油接触的地下水中常含环烷酸盐，可作为找油的标志。在石油接触的地下水中常含环烷酸盐，可作为找油的标志。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质三、石油的馏分和组分三、石油的馏分和组分1 1 1 1馏份组成：馏份组成：馏份组成：馏份组成：利利用用化化合合物物不不同同沸沸点点特特征征加加热热蒸蒸馏馏得得到到不不同同馏馏份份，如如汽汽油、煤油、柴油、重瓦斯油、润滑油、渣油。油、煤油、柴油、重瓦斯油、润滑油、渣油。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质2 2 2 2组份组成：组份组成：组份组成：组份组成：根据石油中化合物的不同组份对有机溶剂和吸附剂所具有的选择性溶解和吸附的特性：（1 1）油油质质：烃类组成的浅色粘性物质，是石油的主要组份，可可溶溶解解于于石石油油醚醚而而不不被被硅硅胶胶所所吸吸附附，成份主要为饱和烃和一部分芳香烃。（2 2）胶胶质质：粘粘稠稠状状的的液液体体或或半半固固体体，可可溶溶于于石石油油醚醚、苯苯、三三氯氯甲甲烷烷等等有有机机溶溶剂剂，可可被被硅硅胶胶吸吸附附。可分为苯胶质（用苯解吸的产物）和酒精苯胶质。前者多为芳香烃和一些含有杂原子（氧、硫、氮）的芳香烃化合物，后者主要为含杂原子的非烃化合物。轻质油中胶质含量少于5%，重质油中胶质含量可达20%以上。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质（3 3）沥沥青青质质：不不溶溶于于石石油油醚醚和和酒酒清清，而而溶溶于于苯苯、三三氯氯甲甲烷烷的的沥沥青青部部分分。其其分分子子量量较较大大，在电子显微镜下，其宏观结构呈胶状颗粒，其分子结构以稠环芳香烃和烷基侧链组成的复杂结构。黑色脆性的固体粉末。（4 4）碳碳质质：石石油油中中不不溶溶于于有有机机溶溶剂剂的的非非烃烃化化合合物物。非烃化合物，在石油中含量少或无。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质四、石油的物理性质四、石油的物理性质 1 1颜色颜色 颜颜色色变变化化较较大大，从从白白色色、淡淡黄黄色色、黄黄褐褐色色、淡淡红红色色、深深褐褐色色、黑黑绿绿色到黑色。多数为黑色。色到黑色。多数为黑色。胶质沥青质含量越高颜色越深，油质含量高，颜色浅。1 1）白白色色或或浅浅色色石石油油：可能在运移过程中，带色的胶质和沥青质被岩石吸附，剩下浅色油质部分。或由于高温裂解，使高分子烃碳链断裂，变成低分子烃，而形成浅色轻质组分。四川黄瓜山、华北大港。2 2）如如果果石石油油受受到到氧氧化化或或菌菌解解而而形形成成黑黑色色的的沥沥青青质质、炭炭质质 如如胜胜利利、克拉玛依克拉玛依。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质2.2.密度及相对密度密度及相对密度密度密度指单位体积重量；指单位体积重量；相对密度相对密度指标准条件下原油密度与指标准条件下原油密度与44下纯水密度之比值。下纯水密度之比值。原油的密度在原油的密度在2020下，一般介于下，一般介于0.750.751.01.0之间。通常把相对密度之间。通常把相对密度0.90.9的的石油称为重质石油，小于石油称为重质石油，小于0.90.9的为轻质石油。大庆、大港、克拉玛依均为的为轻质石油。大庆、大港、克拉玛依均为轻质油。而胜利（轻质油。而胜利（0.900.900.930.93）、伊朗（）、伊朗（1.0161.016）、美国加利福尼亚石油）、美国加利福尼亚石油（1.011.01）、墨西哥（）、墨西哥（1.061.06）为重质油。）为重质油。石油的密度与颜色有一定关系，一般淡色石油密度小，反之则大。这取石油的密度与颜色有一定关系，一般淡色石油密度小，反之则大。这取于其化学组成；胶质、沥青质含量高，密度则高；高分子量含量大，密于其化学组成；胶质、沥青质含量高，密度则高；高分子量含量大，密度则高。地下原油密度还跟所处的温度和压力及溶解气量有关。度则高。地下原油密度还跟所处的温度和压力及溶解气量有关。美国常用美国常用APIAPI度度，西欧常用西欧常用波美度波美度表示石油的相对密度：表示石油的相对密度：APIAPI度和波美度度和波美度APlAPl度和波美度与国际通用的密度在数值上相反，度和波美度与国际通用的密度在数值上相反，APlAPl度和度和波美度高的原油，实际上属于密度低的轻质原油。波美度高的原油，实际上属于密度低的轻质原油。类别类别APl度度密度密度(g/cm3)类别类别APl度度密度密度(gcm3)轻质原油轻质原油 中质原油中质原油 34 3420 0.855 0.8550.934 重质原油重质原油 特重原油特重原油 2010 1.000表表11 11 原油密度分类标准原油密度分类标准美国用美国用APIAPI度表示原油的相对密度度表示原油的相对密度APIAPI度度=141.5/60(15.6)=141.5/60(15.6)原油的相对密度原油的相对密度-131.5-131.5原油的物理性质原油的物理性质：密度及相对密度密度及相对密度如果原油含轻质成分多，含胶质和沥青质少，密度就小。如果原油含轻质成分多，含胶质和沥青质少，密度就小。知道原油和油品的密度，就可以将容积换算成质量，或将知道原油和油品的密度，就可以将容积换算成质量，或将质量换算成容积，这对于原油和油品的发送、储存和运输质量换算成容积，这对于原油和油品的发送、储存和运输是很方便的。是很方便的。1 1吨油吨油=？桶油桶油升升（L L）立方米（立方米（m3m3）加仑加仑（美）（美）加仑加仑（英）（英）桶桶（油）（油）158.9870.1589874234.973110001264.18219.986.29体积单位换算表体积单位换算表设该种原油的吨桶系数为设该种原油的吨桶系数为A A，密度为，密度为p p（t/m3t/m3），由于 密度密度=质量质量/体积体积1 1桶石油的质量（桶石油的质量（t t）=0.158987 0.158987（m3m3）p p（t/m3t/m3）则有：则有：A=1/1A=1/1桶石油的质量桶石油的质量 =1/0.158987 p =1/0.158987 p 6.29/p 6.29/p石油吨桶的换算方法石油吨桶的换算方法 原油名称原油名称 大庆大庆 胜利胜利 辽河辽河 华北华北 中原中原 新疆新疆密度密度(gcm3)运动粘度运动粘度(mm2s)(500C)凝点凝点0C蜡含量蜡含量(m)庚烷沥青质庚烷沥青质(m)残炭残炭(m)硫含量硫含量(m)氮含量氮含量(m)0.8554 20.19 30 26.2 0 2.9 0.12 0.16 0.9005 83.36 28 14.6 l 6.4 0.8 0.4l 0.9204 109 17 9.5 O 6.8 0.24 0.4 0.8837 57.1 36 22.8 0.1 6.7 0.3l 0.38 0.8466 10.32 33 19.7 0 3.8 0.52 0.170.8538 18.8 127.2-2.60.050.13 中国主要油田原油的部分性质中国主要油田原油的部分性质石油吨桶的换算举例石油吨桶的换算举例大庆原油换算系数大庆原油换算系数=6.29/0.8554=7.35=6.29/0.8554=7.35胜利原油换算系数胜利原油换算系数=6.29/0.9005=6.99=6.29/0.9005=6.991 1吨油吨油 7 7桶油桶油石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质3 3粘度粘度 指指流流体体质质点点相相对对移移动动时时所所受受到到的的内内部部阻阻力力。它它是是对对流流体体流动性能的度量。流动性能的度量。通通常常测测定定的的是是相相对对粘粘度度，即即液液体体绝绝对对粘粘度度与与同同温温条条件件下下水绝对粘度之比。水绝对粘度之比。o粘度是衡量原油流动能力的一种性粘度是衡量原油流动能力的一种性质。粘度的变化受化学组成、温度、质。粘度的变化受化学组成、温度、压力及溶解气量影响。粘度越大，压力及溶解气量影响。粘度越大，原油越不容易流动。原油的粘度一原油越不容易流动。原油的粘度一般随温度的增高而减小，随密度的般随温度的增高而减小，随密度的减小而减小，含烷烃多的原油粘度减小而减小，含烷烃多的原油粘度较小；含胶质、沥青质多的原油粘较小；含胶质、沥青质多的原油粘度较大。不同产地的原油，粘度相度较大。不同产地的原油，粘度相差很大。原油的粘度是一个很重要差很大。原油的粘度是一个很重要的参数，在油田的开采和集输方面的参数，在油田的开采和集输方面很重要。粘度和密度大的原油称为很重要。粘度和密度大的原油称为稠油，粘度越大的原油越不容易输稠油，粘度越大的原油越不容易输送。送。石石石石油油油油的的的的粘粘粘粘度度度度在在在在油油油油田田田田的的的的开开开开采采采采和和和和集集集集输输输输方方方方面面面面(特特特特别别别别是是是是稠稠稠稠油油油油)很很很很重重重重要要要要。如如如如克克克克拉拉拉拉玛玛玛玛依依依依采采采采用用用用注注注注蒸蒸蒸蒸气气气气法法法法开开开开采采采采，还还还还有有有有一一一一些些些些油油油油田注氮气开采。田注氮气开采。田注氮气开采。田注氮气开采。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质4 4凝固点凝固点o原油在温度降低到某点时，由于油中溶解的蜡结晶析出，原油粘度增大，原油在温度降低到某点时，由于油中溶解的蜡结晶析出，原油粘度增大，失去了流动能力，这时的温度叫凝固点或凝点。失去了流动能力，这时的温度叫凝固点或凝点。o由于原油是多种烃的混合物，所以它不是在同一温度下凝固，而是在一个由于原油是多种烃的混合物，所以它不是在同一温度下凝固，而是在一个温度范围内凝固。原油的含蜡越多，凝点越高。含蜡较多的原油在温度范围内凝固。原油的含蜡越多，凝点越高。含蜡较多的原油在2020就凝就凝固了，含蜡少的原油在固了，含蜡少的原油在-20-20也不凝固。凝固点高的原油容易使井底结蜡，也不凝固。凝固点高的原油容易使井底结蜡，给开采工作造成困难。给开采工作造成困难。在开采和集输过程中要研究其凝固点，而采取升温办在开采和集输过程中要研究其凝固点，而采取升温办法解决结蜡现象。法解决结蜡现象。5 5导电性导电性 原原油油是是一一种种非非导导体体，其其电电阻阻率率高高达达10109 9 10101616m m。可可利利用用此此性性质质，用用电阻率曲线来判断油水层。电阻率曲线来判断油水层。6 6热值热值 每每 千千 克克 可可 燃燃 矿矿 产产 燃燃 烧烧 时时 所所 产产 生生 的的 热热 量量 为为 热热 值值。石石 油油 热热 值值：41864605*104J。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质7 7溶解性溶解性 石油易溶于有机溶剂而难溶于水。石油易溶于有机溶剂而难溶于水。石油在水中的溶解性：石油在水中的溶解性：烃类：烃类：分子量分子量溶解性溶解性；碳数相同的烃类比较：碳数相同的烃类比较：烷烃烷烃 环烷烃环烷烃 芳香烃。芳香烃。8 8荧光性荧光性 石石油油及及其其大大部部分分产产品品在在紫紫外外线线照照射射下下均均发发出出特特殊殊蓝蓝光光的的现现象象，称称为为荧光。这种特性叫荧光性。荧光。这种特性叫荧光性。多环芳烃和非烃发光，而饱和烃不发光。多环芳烃和非烃发光，而饱和烃不发光。轻轻质质油油的的荧荧光光为为浅浅蓝蓝色色，含含胶胶质质多多的的石石油油呈呈绿绿色色和和黄黄色色，含含沥沥青青质质多的石油或沥青质则为褐色荧光。多的石油或沥青质则为褐色荧光。非常灵敏：溶剂中含有十万分之一的石油或沥青物质就可发光。非常灵敏：溶剂中含有十万分之一的石油或沥青物质就可发光。油气田勘探：荧光分析可鉴定岩样中是否含油，并大致确定组分油气田勘探：荧光分析可鉴定岩样中是否含油，并大致确定组分。石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质石油的成分及性质9 9、旋光性、旋光性 当当偏偏光光通通过过石石油油时时，偏偏光光面面会会旋旋转转一一定定角角度度，这这个个角角度度称称为为旋旋光光角角。能能使使偏偏光光面面发发生生旋旋转转的的特特性性，称为旋光性。称为旋光性。原因：石油中的胆甾(zai)醇和植物性甾醇分子为不对称结构。不对称分子结构。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。所以，石油的旋光性是石油有机成因的一个有力的佐证。原油的分类原油的分类 可以按密度、含硫量、含氮量、含蜡量、含胶质量等进行可以按密度、含硫量、含氮量、含蜡量、含胶质量等进行分类。但各国的分类标准都按本国原油性质规定分类。但各国的分类标准都按本国原油性质规定,互不相互不相同。同。原油的相对密度分类原油的相对密度分类轻质原油轻质原油相对密度（相对密度（d）0.8661中质原油中质原油相对密度（相对密度（d）=0.8662 0.9161重质原油重质原油相对密度（相对密度（d）=0.9162 1.0000特稠原油特稠原油相对密度（相对密度（d）1.0000按原油的含硫量分类按原油的含硫量分类低硫原油低硫原油硫含量硫含量0.5%；含硫原油含硫原油硫含量硫含量=0.5%2.0%；高硫原油高硫原油硫含量硫含量2.0%。按原油的含氮量分类按原油的含氮量分类低氮原油低氮原油氮含量氮含量0.25%；高氮原油高氮原油氮含量氮含量0.25%。原油中含氮量比含硫量低原油中含氮量比含硫量低,通常低硫原油大多数含氮量也通常低硫原油大多数含氮量也低。低。按原油的含蜡量分类按原油的含蜡量分类低蜡原油低蜡原油含蜡含蜡=0.5%2.5%;含蜡原油含蜡原油含蜡含蜡=2.6%10%;高蜡原油高蜡原油含蜡含蜡10%。按原油的含胶质分类按原油的含胶质分类低胶原油低胶原油原油中硅胶胶质含量原油中硅胶胶质含量5%；含胶原油含胶原油原油中硅胶胶质含量原油中硅胶胶质含量=5%15%；多胶原油多胶原油原油中硅胶胶质含量原油中硅胶胶质含量 15%。天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质 广广义义：自自然然界界中中一一切切天天然然因因素素形形成成的的气气体体均均称称为为天天然然气气，即即包包括括气气圈圈、水水圈圈、岩岩石石圈圈以以至至地地幔幔和和地地核中的一切天然气体。核中的一切天然气体。狭狭义义：与与油油田田和和气气田田有有关关的的可可燃燃气气，成分以气态烃为主。成分以气态烃为主。天然气天然气从广义的定义来说，天然气是指从广义的定义来说，天然气是指自然自然界中天然存在的一切界中天然存在的一切气体气体，包，包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体。括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体。而人们长期以来通用的而人们长期以来通用的“天然气天然气”的定义，是从能量角度出发的狭的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物，主义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物，主要存在于要存在于油田油田气、气田气、煤层气、气、气田气、煤层气、泥火山泥火山气和生物生成气中。天气和生物生成气中。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。伴随原油共生，与原油同时然气又可分为伴生气和非伴生气两种。伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气叫伴生气；非伴生气包括纯气田天然气和被采出的油田气叫伴生气；非伴生气包括纯气田天然气和凝析气凝析气田田天然气两种，在地层中都以天然气两种，在地层中都以气态气态存在。凝析气田天然气从地层流出存在。凝析气田天然气从地层流出井口后，随着压力和温度的下降，分离为气液两相，气相是凝析气井口后，随着压力和温度的下降，分离为气液两相，气相是凝析气田天然气，液相是凝析液，叫田天然气，液相是凝析液，叫凝析油凝析油。天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质一、天然气的成分一、天然气的成分 1 1、烃类气体、烃类气体 甲烷甲烷（CH4CH4）为主，甲烷比例高达为主，甲烷比例高达808090%90%以上，重烃次之以上，重烃次之。2 2、非烃气体、非烃气体 氮氮气气N N N N2 2 2 2、COCOCOCO2 2 2 2、H H H H2 2 2 2S S S S、H H H H2 2 2 2、COCOCOCO、SOSOSOSO2 2 2 2及及及及惰惰惰惰性性性性（氦氦氦氦HeHeHeHe、氩氩氩氩ArArArAr）气气气气体。有时还含少量有机硫、氧、氮化合物。体。有时还含少量有机硫、氧、氮化合物。体。有时还含少量有机硫、氧、氮化合物。体。有时还含少量有机硫、氧、氮化合物。非非烃烃气气在在绝绝大大多多数数气气藏藏中中为为次次要要组组成成，但但在在个个别别情情况况下下可可以以成为主要组成，形成成为主要组成，形成N N2 2、COCO2 2、H H2 2S S气藏等气藏等。天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质二、天然气的物性二、天然气的物性 1 1、相相对对密密度度：标标准准状状况况下下，单单位位体体积积天天然然气气与与同同体体积积空空气气重重量量比比。一一般般介介于于0.60.60.70.7之之间间；重重烃烃含含量量、相相对对密密度度；分分子子量量相相对对密密度度。2 2临界温度和临界压力临界温度和临界压力 单单组组分分气气体体有有一一特特定定温温度度，高高于于此此温温度度不不管管加加多多大大压压力力都都不不能能使使该该气气体转化为液体，该温度称临界温度。体转化为液体，该温度称临界温度。在在临临界界温温度度时时使使气气体体液液化化所所需需的的最低压力称为临界压力。最低压力称为临界压力。分子量分子量临界温度临界温度临界压力临界压力 混合物按各成分体积百分比计算。混合物按各成分体积百分比计算。天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质3 3蒸气压力：蒸气压力：在在一一定定温温度度下下，气气体体液液化时所需施加的压力。化时所需施加的压力。T T、蒸气压力、蒸气压力；分子量分子量蒸气压力蒸气压力；4 4溶解性：溶解性：在一定条件下，气体在单位体积石油或水中溶解量称为溶解度。在一定条件下，气体在单位体积石油或水中溶解量称为溶解度。在石油中：重组分在石油中：重组分，溶解度，溶解度；TT或或PP，溶解性，溶解性。在水中：烃类碳数越在水中：烃类碳数越，溶解度，溶解度；P P，溶解性，溶解性。在水中矿化度在水中矿化度溶解度溶解度；天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质 5 5粘度：粘度：指指流流体体质质点点相相对对移移动动时时所所受受到到的的内内部部阻阻力力。它它是是对对流流体体流流动动性性能的度量。能的度量。一般粘度在一般粘度在00：0.310.311010-3-3mPamPaS S，2020：12121010-3-3mPamPaS S。一般情况下（低压）：分子量一般情况下（低压）：分子量、粘度、粘度；T T、PP、粘度、粘度。6 6热值：热值：每立方米天然气燃烧时所发出的热量。每立方米天然气燃烧时所发出的热量。天天然然气气的的热热值值变变化化很很大大，从从37112kJ/m37112kJ/m3 3 142256kJ/m142256kJ/m3 3不等，其其中中湿湿 气气 热热 值值 8368083680kJ/m3，相相 当当 于于 石石 油油（4184041840kJ/m3）的的 2 2倍倍，煤煤（1673616736kJ/m3）的）的5 5倍。倍。天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质7 7、体积系数、体积系数 天天然然气气在在地地层层条条件件下下的的体体积积与与地地面面标标准准状状态态下体积之比。下体积之比。1;1;8 8、压缩系数、压缩系数 等等温温条条件件下下，单单位位体体积积气气体体随随压压力力变变化化的的体体积变化率。积变化率。天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质三、天然气分类三、天然气分类（按产状）按产状）1 1、油油田田气气：指指与与石石油油共共存存的的天天然然气气，属属湿湿气气；可形成气顶或单独成藏并与油藏共处于一个油气田中。可形成气顶或单独成藏并与油藏共处于一个油气田中。2 2、气气田田气气：基基本本上上不不与与石石油油伴伴生生，单单独独聚聚集集成成纯气藏的天然气。属干气。纯气藏的天然气。属干气。3 3、凝凝析析气气：当当地地下下温温度度、压压力力超超过过临临界界条条件件时时，液液态态烃烃逆逆蒸蒸发发而而形形成成的的气气体体。这这种种气气体体采采出出后后，因因为为温温度度、压压力力降降低低而而逆逆凝凝结结为为轻轻质质油油，即即凝凝析析油油（为为汽汽油油至至煤煤油油馏馏分分），其其密密度度0.740.740.78g/cm0.78g/cm3 3。凝凝析析气气藏藏埋深较大，在埋深较大，在3000300040004000米或更深。米或更深。天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质天然气的成分及性质 4 4、水水溶溶气气：指指溶溶解解于于水水中中的的气气体体，其其储储量量很很大大，但但含含气气率率低低，一一般般仅仅0.10.12m2m3 3/m/m3 3。包包括括低低压压水水溶溶气气和和高高压压地地热热型型水水溶溶气气，很难单独开采，但可综合利用。很难单独开采，但可综合利用。5 5、煤煤层层气气：指指煤煤层层中中的的游游离离气气和和吸吸附附气气。一一般般在在0.10.120m20m3 3/t/t，主要成分为甲烷，可以回收利用。，主要成分为甲烷，可以回收利用。6 6、固态气体水合物、固态气体水合物 特特定定的的压压力力和和温温度度条条件件下下，气气体体分分子子天天然然地地被被封封闭闭在在水水分分子子的扩大晶格中，呈固态的结晶化合物，又称冰冻甲烷。的扩大晶格中，呈固态的结晶化合物，又称冰冻甲烷。主要存在与深海和两极地区。主要存在与深海和两极地区。天然气的分类天然气的分类（按烃类组分关系）按烃类组分关系）干气。干气。干气指在地层中呈气态，采出后在一般地面设备和管线中不析出干气指在地层中呈气态，采出后在一般地面设备和管线中不析出液态烃的天然气。天然气的主要成分为甲烷，含量高于液态烃的天然气。天然气的主要成分为甲烷，含量高于9595。湿气。湿气。湿气指在地层中呈气态，采出后在一般地面设备的温度、压力下湿气指在地层中呈气态，采出后在一般地面设备的温度、压力下即有液态烃析出的天然气。天然气中除了含有甲烷即有液态烃析出的天然气。天然气中除了含有甲烷(含量低于含量低于9595)这一主这一主要成分外，还含有一定量的汽油蒸气。要成分外，还含有一定量的汽油蒸气。贫气。贫气。贫气即缺乏汽油蒸气的气，指丙烷及以上烃类含量少于贫气即缺乏汽油蒸气的气，指丙烷及以上烃类含量少于100cm3/m3100cm3/m3的天然气。的天然气。富气。富气。富气即富集汽油蒸气的气，指丙烷及以上烃类含量大于富气即富集汽油蒸气的气，指丙烷及以上烃类含量大于100cm3/m3100cm3/m3的天然气。的天然气。天然气的优势天然气的优势天然气是最清洁的可燃化石燃料，燃烧主要生成水蒸气和天然气是最清洁的可燃化石燃料，燃烧主要生成水蒸气和二氧化碳。与煤炭、原油等能源相比，天然气在燃烧过程二氧化碳。与煤炭、原油等能源相比，天然气在燃烧过程中产生的能影响人类健康的物质极少，产生的中产生的能影响人类健康的物质极少，产生的CO2CO2仅为煤仅为煤的的4040左右，产生的左右，产生的SO2SO2也很少。也很少。1.1.2 1.1.2 原油和天然气的形成原油和天然气的形成 石石油油的的成成因因问问题题是是关关系系到到油油气气勘勘探探方方向向的的重重要要问问题题，也也是是地地质质学学家家研研究究的的焦焦点点。对对于于该该问问题题，历历史史上上有有过过许许多多争争论论并并形形成成了多种观点，最终演变为两种学说：了多种观点，最终演变为两种学说：油气成因学说油气成因学说油气无机成因说油气无机成因说。即石油是由水和二氧化碳与金属氧化即石油是由水和二氧化碳与金属氧化物发生地球化学反应而生成的。物发生地球化学反应而生成的。油气有机成因说油气有机成因说。即各种有机物如动物、植物、特别是即各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、泻湖、三角洲、湖泊等地经过许多物理化学作用，缺氧的海湾、泻湖、三角洲、湖泊等地经过许多物理化学作用，最后逐渐形成为石油。最后逐渐形成为石油。石油无机成因假说石油无机成因假说这种假说认为，石油是由自然界的无机碳和氢经过化学作用而形成的。石油无机成因说大致分为两类。地深成因说，认为烃类起源于地球深处。其依据是：在火山喷出的气体及熔岩流中含烃，来自地下深处的岩浆岩中发现有 C1C2的烷烃及可供生成烃类的化学元素；变质岩、岩浆岩及穿入前寒武系结晶岩的伟晶岩中也见到含油显示，甚至在结晶基岩中发现可供开采的工业油气流。宇宙成因说，认为烃类在宇宙形成阶段即已生成。其依据是：在天体中常有碳、氢、氧诸元素及其化合物的存在。例如，彗星头部的气圈中含有一氧化碳、二氧化碳和甲烷等；在太阳系行星的大气圈中也存在一定浓度的甲烷；在陨石中也已鉴定出烃类化合物。此外，石油无机成因论者还经实验室试验证明其化学反应是成立的。石油无机成因假说石油无机成因假说基于上述假说，一些学者提出了石油无机成因的各种成油模式。基于上述假说，一些学者提出了石油无机成因的各种成油模式。18761876年，俄国化学家年，俄国化学家门捷列夫门捷列夫提出石油无机成因的提出石油无机成因的“碳化物说碳化物说”，认为地球上分布最广的碳和铁在地球形成时有可能形成金属碳化物，认为地球上分布最广的碳和铁在地球形成时有可能形成金属碳化物碳化铁。当它与沿着裂缝渗入到地壳深处的炽热的水相遇时，就可碳化铁。当它与沿着裂缝渗入到地壳深处的炽热的水相遇时，就可以生成碳氢化合物。因此，以生成碳氢化合物。因此，“碳化物说碳化物说”认为生成石油的主要原始物质认为生成石油的主要原始物质是金属碳化物。是金属碳化物。2020世纪世纪5050年代年代,苏联学者苏联学者.库德里扬采夫库德里扬采夫倡导石油无机成因假说，提倡导石油无机成因假说，提出出“岩浆起源说岩浆起源说”。他认为地球深处的。他认为地球深处的岩浆中存在岩浆中存在C C、H H、O O、S S、N N等元素，等元素，当地球深处的高温岩浆离开岩浆源而侵入地壳或喷出地表时，岩浆的温当地球深处的高温岩