天然气基本知识 重要资料Word下载.docx

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密度的大小决定于石油的组成成分，通常把密度小于0.9g/cm3的石油称为轻质油，大于0.9g/cm3的称为重质油。

（3）粘度粘度是指液体本身发生相对位移时所受的摩擦力和阻力。

石油粘度变化决定于温度、压力和石油的化学成分。

温度增高，石油粘度降低，压力增高，粘度增大。

石油中轻质油组分增加，粘度随着降低。

石油粘度同密度一样，在不同油田和不同油层变化是很大的。

（4）溶解性石油具有溶于有机溶剂的性质。

石油能溶解于氯、四氯化碳、笨、石油醚、醇（酒精）等溶剂，但不溶于水。

（5）发热量石油发热量变化在37681~46054KJ/kg之间，因石油的产地不同，其化学成分和发热量也不同。

烷烃、芳香烃含量最高，石油的发热量高。

（6）荧光性在紫外线照射下，石油能发出一种特殊的“光亮”，这种特性被称为“荧光性。

石油的油质组分发浅蓝色的明亮的荧光；

胶质组分发淡黄色半明亮的荧光；

沥青质组分发褐色暗淡的荧光。

石油发出的荧光属于一种冷发光现象，大部分石油产品都具有荧光性。

用荧光分析方法可以鉴定岩样中的石油储量和石油的质量和数量。

（7）旋光性当偏光通过石油时，偏光面对其原来的位置来说，旋转了一定的角度，这个旋转的角度被称为旋光角。

这种使偏光面发生旋转的特性叫旋光性。

石油的旋光性是石油有机成因的有力证据。

（8）凝固点由于温度下降，石油从开始凝固为固态时的温度称为凝固点。

石油凝固点的大小与石油中重质组分的含量有关，特别是与石蜡的含量有关。

石蜡含量多、凝固点高；

相反，石油中轻质组分含量高、凝固点就低。

（9）含蜡性石油中以溶解态和悬浮态存在的石蜡占石油质量的百分数称为石油的含蜡量。

含蜡量多时，石油的相对密度也较大。

石油的组成：

（1）化学成分石油是碳氢化合物，碳含量为80%~90%，氢约10%~14%，碳氢比在5.9~8.5之间。

其他元素如氧、硫、氮等约占1%~3%左右，这些元素对石油性质的影响很大。

（2）石油的组分

①油质：

是石油中所含的一种深色的、几乎全部由碳氢化合物所组成的混合性液体，油质是组成石油的重要组分。

油质含量高，颜色较浅，石油质量就好；

反之质量就差。

②胶质：

胶质是粘性的或玻璃质的半固体或固体物质，多为环烷族烃和芳香族烃组成。

在轻质石油中胶质含量一般不超过4%~5%，而在重质石油中胶质含量可达20%，石油之所以呈褐色或黑色，其原因就是石油中存在胶质。

③沥青质：

沥青质为暗褐色的脆性固体物质。

沥青质的组成元素与胶质基本相同。

只是碳氢化合物减少了，而氧、硫、氮的化合物增多了。

沥青质不溶于酒精或轻汽油，但易溶于笨、二氧化碳、三氯甲烷和氯仿等有机溶剂中，而形成胶状胶状溶液。

沥青质和胶质含量高时，石油的质量就比较差。

④炭质：

炭质是一种非碳氢化合物的物质，不溶于中性有机溶剂。

炭质是黑的固体物质，石油中不含或极少含炭质。

2、什么叫天然气？

天然气是指地下岩层中存在的，以烃类为主的气体。

在石油地质学中所指的天然气是与石油有相似产状的通常以烃类为主的气体，即指油田气、气田气、凝析气和煤成气等。

天然气是以气态碳氢化合物为主的各种气体组成的混合气。

天然气的组成和分类

天然气是各种气体的混合物，其主要成分是各种气态碳氢化合物，其中甲烷CH4占绝对多数，一般含量都大于80%，其次为乙烷C2H6、丙烷C3H8、丁烷C4H10及其他重质气态烃，它们是天然气中的主要可燃成分。

除上述烃类气体外，天然气中还含有少量CO2、氧气O2、氮气N2、氢气H2、硫化氢H2S一氧化碳CO等气体。

（1）根据重烃含量分类一般情况下相对密度在0.58~1.6之间的多为干气，相对密度在1.6以上的多为湿气。

1干气：

天然气的化学组成以甲烷为主，甲烷含量在98%以上，乙烷与乙烷以上的重烃很少或没有。

这样的气体称为干气。

它可以来自地下干气藏，也可由煤田气、沼泽气聚集而成。

干气可形成存气田。

2湿气：

天然气的化学组成仍以甲烷为主，甲烷含量在80%~90%之间，乙烷与乙烷以上的重烃超过10%~20%，这样的气体称为湿气。

它的出现可以标志地下深部有油藏存在。

3伴生气：

天然气的化学组分中，甲烷含量在80%以下的气体称为伴生气。

湿气常与石油相伴生，而干气多与纯气藏有关。

（2）根据矿藏分类

1气田气：

天然气中主要含有甲烷，约占80%~98%，重烃气体很少，约占0~5%，不含戊烷或戊烷以上的重烃含量甚微。

2油田气：

天然气中主要成分除含甲烷外，乙烷与乙烷以上的重烃较多，在5%~10%以上，和石油共生，又称石油气。

3煤成气：

天然气中除含有大量甲烷以外，重烃气体含量很少，但有较多的二氧化碳气。

4凝析气：

天然气中除含有大量甲烷外，戊烷或戊烷以上的烃类含量也较高，含有汽油和煤油组分。

主要是由于油、气藏的埋藏深度大，处于高温、高压下的碳氢化合物为单相气态，采到地面后，由于温度、压力降低而发生凝结，由原来单相气态的碳氢化合物转为液态石油。

近些年来，发现许多凝析气油田，在开采时，从井底喷上来的气体，到井口附近，由于压力和温度降低转化为石油。

天然气的物理性质

（1）天然气密度

单位体积气体的质量称天然气密度，单位是“千克每立方米（kg/cm3）。

工作中常采用的是相对密度，即在任意压力和温度下的天然气密度，与在标准条件下同体积干燥空气的密度的比值。

密度的大小与气体的组分成正比，相对密度在0.58~1.6之间多为干气，相对密度在1.6以上的称为湿气。

（2）蒸汽压力将气体变成液体时所需要的最低压力称为此气体的饱和蒸汽压力。

蒸汽压力随温度的增高而增高。

（3）溶解度任何气体均有不同程度的溶解于液体的性能，气体溶于液体的数量，决定于液体与气体的性质、压力、温度及已溶于液体中的其他溶解物的特点。

在地层中，天然气一般溶于油和水中，轻质石油比重质石油溶解容易的多，而重的碳氢化合物气体较轻的碳氢化合物气体易于溶解。

当天然气溶于石油后就会降低石油的密度、粘度及表面张力，使石油的流动性增大。

（4）热值每立方米天然气燃烧时，所发出的热量称为热值，其单位为kJ/m3。

气体的热值变化很大，天然气中的湿气具有最大的发热量，可达83KJ/m3，远远小于石油的发热值。

（5）天然气的粘度

是天然气流动时气体内部分子间的摩擦力。

（6）天然气的体积系数

天然气在油层条件下所占的体积与标准状况（20c。

0.101Mpa）下所占体积的比值。

单位是“立方米/立方米”

（7）弹性压缩系数压力每变化1MPA，气体体积的变化率。

3、阐述石油的成因过程，生成石油的原始物质是什么？

石油的成因

（1）沉积物中的有机质形成石油的原始物质主要有：

脂类、碳水化合物、蛋白质以及木质素等。

生物物质经过转化而成为沉积有机质，即随无机质一起沉积并保存下来的生物残留物质。

石油主要产于腐泥型有机质。

沉积物中的有机质含量主要与下列因素有关：

①生物物质的数量

②原始有机质的保存条件。

主要是指沉积和埋藏过程中的氧化还原条件。

3堆积速度。

堆积速度越快，则有机质摆脱细菌分界越早，保存下来的有机质就越多。

4沉积物的粒度。

粒度越细所含的有机质就越多。

（2）沉积有机质的干酪根干酪根又称油母质，是指沉积岩中不溶于碱、非氧化型酸和非极性有机溶剂的分散有机质。

与干酪根相对的，岩石中溶于有机溶液剂的部分叫沥青，它包括烃类以及含氮、硫、氧的非烃有机化合物

（3）有机质的成岩演化与油气生成的阶段性

作为沉积物的一部分有机质，在埋藏过程中要发生与介质环境相适应的变化。

石油和天然气正是有机质成岩演化总过程中附带的自然产物。

有机质演化进程不同，所得到的烃类产物也不同。

按石油地质的观点将有机质的成岩划分为成岩阶段，深成阶段和准变质阶段。

同时又以能否生成石油为基准，将有机质演化分为未成熟阶段、成熟阶段和过成熟阶段。

1成岩作用阶段（未成熟阶段）

有机质经过沉积作用后，开始进入埋藏状态，受到细菌作用和水解作用，从而使原来的脂肪、蛋白质等生物化学聚合物转化成为相对分子质量较低的脂肪酸、氨基酸等生物化学单体，成岩作用阶段的主要烃类产物是生物甲烷，还有一些重质石油。

2深成阶段（成熟阶段）

主要生油阶段是干酪根在温度、压力作用下发生热催化降解和聚合加氢等作用生成烃类，形成石油。

干酪根进入深成岩作用阶段后，开始向地质单体物质转化。

深成岩作用阶段是使石油生成的主要时期，同时还含有大量湿气。

据统计，石油中大约80%~95%的烃是在此阶段生成的。

3准变质作用阶段（过成熟阶段）

准变质作用阶段是深成作用向变质作用的过度。

在高温下有机质的热裂解反应迅速进行，已经生成的液态烃和重烃气体将裂解成最稳定的甲烷，有机质释放出甲烷后其本身进一步缩聚，最后成为石墨。

（4）石油成生的地质环境

石油生成的最佳地质环境：

1要有足够数量和一定质量的有机质环境

2要有封闭和半封闭的环境，如泻湖、海湾等，有利于生物的发育和原始有机质的堆积和保存。

3要有长期稳定下沉的地壳运动的背景

4要有较快的沉积堆积速度

5要有适当的受热和埋藏历史

4、岩石可分为哪几大类？

岩石是由一种或多种矿物或岩屑组成的有规律的集合体，是地质作用的产物。

岩石是组成地壳和岩石圈的基本单位。

石油和天然气都埋藏在地下不同深度的岩石之中。

岩石可分为三大类：

沉积岩、岩浆岩、变质岩。

（1）沉积岩：

沉积岩是在地壳表层条件下（即常温常压下），主要有母岩的风化产物经过搬运和沉积及成岩作用形成的岩石。

实世界上90%以上的油气都是储藏在沉积岩中。

沉积岩的分类：

一般分为三类：

碎屑岩；

粘土岩；

碳酸盐岩。

碎屑岩：

以碎屑物质为主要成分的岩石。

根据碎屑颗粒的大小，碎屑岩分为砾岩、砂岩和粉砂岩。

其中砂岩和粉砂岩可以形成储藏油气储集层。

粘土岩：

主要由粘土矿物组成的岩石。

其主要矿物成分为高岭石、蒙脱石、水云母等。

粘土岩的分布范围广泛，约占沉积岩总量的30%，粘土岩既能作为生油层又能作为盖层。

碳酸盐岩：

以碳酸盐类矿物为主要成分的岩石。

它的化学成分主要是氧化钙、氧化镁、二氧化碳，根据矿物成分可以分为石灰岩和白云岩两大类。

碳酸盐岩和石油的关系密切，它既可以生油又可以储油。

目前世界上发现的油气田中，碳酸盐岩类型的油气田占很大比例，就储量来说，碳酸盐岩类约占世界总量的50%，就产量来说，约占石油总量的60%。

常见的沉积岩有砾岩、砂岩、火山角砾岩、凝灰岩、粘土岩、灰岩、白云岩。

生物灰岩、石膏岩、盐岩等。

（2）沉积岩的形成过程

沉积岩的形成过程可以分为破坏、搬运、沉积和成岩四个阶段。

1破坏作用阶段

引起岩石破坏的有风化作用和剥蚀作用。

风化作用构成地壳的岩石暴露在地表，在大气、温度、水和生物的共同影响下，使原来的岩石的物理性质或化学成分发生改变，这种现象称为风化。

引起岩石风化的地质作用称为风化作用。

风化作用是一个复杂的地质过程，按其性质可分为三种类型：

物理风化作用、化学风化作用和生物风化