第一章油层流体的物理性质 The Physical Properties of Reservoir Fluidsv储层流体(reservoir fluids): 是指储存于地下储层中的石油(Crude oil or oil ) 、 天然气(Natural gas) 地层水(Formation water or oilfield water)。v 储层流体的特点： (1)处于高温、高压状态 (2)地层油中溶解有大量的天然气 (3)地层水中溶解有大量的盐类物质第一节 石油的组成与性质v 石油与天然气从化学组成上讲为同一类物质。现已确定石 油中烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃这三种饱和烃类 构成。原油中一般未发现非饱和烃类，如烯烃、炔烃。烷 烃又称石蜡族烃，其化学通式为CnH2n+2。 v 烷烃由于其分子量大小不同，存在的形态也不同。 v 在常温常压下，C1C4为气态，它们是构成天然气的主 要成分； v C5C16是液态，它们是石油的主要成份； v 而C17以上的烷烃为固态，即所谓石蜡。石油中固态烃 能以溶解或结晶状态存在于石油中。因此，石油与天然气 在化学结构上说均为烃类，只是分子量不同而已。 第一节 石油的组成与性质v一、石油的组成 石油中主要含碳、氢元素，也含有硫、氮、氧 元素以及一些微量元素。 表l1是国内外一些原油的碳、氢元素含量。 一、石油的组成我国大部分原油的硫含量都比较低，例如，大庆和大港原油含硫量仅为0.12%，即使是我国含硫较高的原油(孤岛和江汉原油)其含硫量与世界各地的高含硫原油相比较也不算很高（表12）。表 12 石油中硫、氮元素含量 元素含量 原 油 硫 (质量) 氮 (质量%) 大庆 0.12 0.13 胜利 0.80 0.41 孤岛 1.82.0 0.50 大港 0.12 0.23 任丘 0.30 0.38 江汉 1.83 0.30 世界各地原油的最高含量 5.50 0.77 世界各地原油的最低含量 0.02 0.02 一、石油的组成v 从化学组成化学组成来看: 石油可分为两大类，即烃类和非烃类。即烃类和非烃类。 烃类和非烃类的相对含量，因石油的产地不同，差别也很 大。有的石油(轻质石油)，烃类含量可达90以上，但有 的石油(重质石油)烃类含量甚至低到50左右。 v 1.1 石油中烃类化合物 v 1、石油中的烷烃 在石油中带有直链或支链，但没有任何环结构的饱和 烃，称之为烷烃（或链烃）。烷烃的化学性质很不活 泼，在一般条件下不易发生反应。但在加热或催化剂 以及光化学作用下，烷烃能起各种反应，例如卤化、 磺化、氧化以及裂化等反应。1.1 石油中烃类化合物v 2、石油中环烷烃 环烷烃是环状的饱和烃，其性质也比较稳定，并且是 石油主要的组成之一。有机化学家曾经合成各种碳数 的环烷烃。但是，在石油中大量存在的却只有含五碳 环的环戊烷系和六碳环的环己烷系。v 3、石油中的芳香烃 苯系芳香烃在石油中普遍存在，根据资料介绍，曾从 美国产石油中分离出带有不同碳数烷基侧链的苯同系 物40余种，侧链可以是烷基的，也可以是环烷基的。 我国大庆、胜利、任丘、新疆等地原油的汽油馏分中 (0.93g/cm3（20）的原油 。 1)地面原油的分类v 5、根据地面脱气原油相对密度分类： v 表15是国际上国际上按原油的品位质量的分类方法，我国大多 数油田属于中质或重质品位。 API度与国际通用的密度在数值上相反，API度高的石 油，实际上都是密度低的轻质石油。表 1-5 原油按密度分类 相 对 密 度 分 类 O API , API 轻质油 中质油 重质油 0.855 0.855 0.93 4 0.934 34 34 20 20 2）地层原油分类v6、粘度是地层油的主要物性之一，它决定着油井 产能的大小、油田开发的难易程度及油藏的最终 采收率。 按粘度分为：1 低粘油：指油层条件下原油粘度低于5mPa.S2 中粘油：油层条件下原油粘度520mPa.S高粘油：油层条件下原油粘度2050mPa.S稠油：油层条件下原油粘度高于50mPa.S，相 对密度大于0.920342）地层原油分类稠油分类主要指标辅助指标开采方式名称级别粘度，mPa.s相对密度注水注蒸汽普通稠油II-1501500.92注蒸汽I-215010000*0.92注蒸汽特稠油II10000*50000*0.95注蒸汽超稠油III50000*0.98注蒸汽注：*指地面粘度，其它为地下粘度2）地层原油分类v7、根据相态分： 凝析油：地层条件下为气相烃类，开采时当压 力低于露点压力后凝析出的液态烃轻质油 ，一般相对密度1.75。 高凝油：指凝固点40的轻质高含蜡原油。 三、油气藏的分类v 按油气藏内流体组成级相对密度分： （1）气藏：以CH4为主，还含有少量乙烷、丙烷和丁 烷。 （2）凝析气藏：含有甲烷到辛烷(C8)的烃类，它们在 地下原始条件是气态，随着流体压力下降，会凝析出 液态烃。 （3）挥发性油藏也称为临界油气藏：其特点是含有比 C8重的烃类，构造上部接近于气、下部接近于油、但 油气无明显分界面，原油具挥发性，相对密度为 0.70.8。这类油气藏在我国吉林油区、中原油区、西 部地区深层及英国北海、美国东部等均有发现。 （4）油藏：油藏流体中以液相烃为主，油中都溶解一 定量天然气，地面相对密度为0.80.94，国外常将此类 常规油藏中的原油称为黑油(Black oil)。 （5）重质油藏又称稠油油藏：原油粘度高，相对密度 大是该类油藏的特点。 三、油气藏的分类v分类方法二按地层流体性质划分的界限对油气藏分类类 别 气油比 m3m3 甲烷含量 凝析油含量 cm3m 3 地面液体密度 gcm3 天然气 凝析气 轻质油 黑 油 12600 55012600 250550 250 85 7590 5575 60 33 551800 0.700.80 0.720.82 0.760.83 0.831.0 三、油气藏的分类v分类方法三 v根据油气层的埋藏深度 小于1500m 浅层， 15002800m 中深层， 28004000m 深层， 大于4000m 超深层。