油气水性质.docx

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油气水性质

第一章油气水性质（4学时）

§1石油沥青类的概念及组分（0.5学时）

一、概念：

天然气、石油及其固态衍生物，统称为石油沥青类。

石油沥青类、煤类、油页岩，一部分硫，都是自然界常见的可燃矿产，因它们由古生物演变而来，故统称为可燃有机矿产。

岩石圈分为岩浆岩、变质岩和沉积岩，而沉积岩又根据成因分为碎屑岩、化学岩及生物岩；而生物岩根据可燃性又可分为可燃性生物岩、非可燃生物岩。

二、组成

组成可燃有机矿产的主要元素为碳和氢，还会有少量的氧、硫、氮等杂质。

其中煤所含碳要比石油多，氢却比石油少；氧在石油中也较少；C/H比值以石油和沥青最小，煤类最大。

碳的热值约为34.0MJ/kg，氢的热值约为142.2MJ/kg，即一个单位的氢所放出的热量四倍于碳；氧则使可燃矿产的热值降低。

因此石油的热值比煤类大。

三、可燃有机矿产的分类

从物理状态分类，可燃有机矿产可分为三类：

1．气态可燃矿产：

即天然气。

2．液态可燃矿产：

以石油为代表。

3．固态可燃矿产：

种类较多，包括煤、油页岩、硫磺及石油衍生物：

地沥青、地蜡、石沥青等。

§2石油的性质和组成（1学时）

一、石油的组成：

（一）石油的元素组成

石油的主要成分C、H、O、S、N。

其中，C：

84~87%，H：

11~14%，两者占97~99%；O、S、N总量仅占1~4%，个别情况下，高硫石油，这个比例可达3~7%。

如墨西哥石油含硫3.6~5.3%。

石油中氮含量很少，一般为千分之几到万分之几，个别情况下N含量也很高，如美国加利福尼亚第三系石油氮含量可达1.4~2.2%。

此外，石油中还有其它微量元素，构成了石油灰份，目前，采用发射光谱法和中子活化分析法从石油灰份中发现了其它微量元素54种。

这些元素近似自然界有机物的元素组成。

说明石油与原始有机质存在明显的亲缘关系。

尤其是（V）（Ni）是分布普遍并且有成因意义的两种元素（钒、镍），把它们的比值（V／Ni）用来确定生油岩相，进行油源对比。

（二）石油的烃类组成

石油主要由C、H两种元素组成，按两者之间结合的化学结构的不同可分为三类：

1．烷烃类（又称脂肪烃类），通式为CnH2n+2

一般在常温常压下1~4个碳原子（C1~C4）的烷烃呈气态；含五到十六个碳原子正烷烃呈液态；十七个以上碳原子的高分子烷烃呈固态。

烷烃分子结构是碳原子与碳原子以单键相联接，排成直链式，其余碳原子键全部为氢原子所饱和的直链烃类。

无支链者为正（构）烷烃，有支链者为异（构）烷烃（结构式参见教材）。

在石油中不同碳原子数正烷烃相对含量呈一条连续的分布曲线，称为正烷烃分布曲线。

这说明石油中正烷烃同系物是一个连续系列。

由于石油中正烷烃低分子多于高分子，因而在正烷烃系列的C15以内有一个极大值。

在石油的烷烃馏分中，最重要的是异戊间二烯型烷烃。

其结构特点是在直链上每四个碳原子有一个甲基支链，在结构上宛如由若干个异戊间二烯分子加氢缩合而成。

它们可能是天然色素或萜烯类衍生的产物。

它们在石油中的含量可达0.5%，在石油和沉积物中往往以植烷、姥鲛烷和降姥鲛烷、异十六烷及法呢烷含量最高。

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。

2．环烷烃

即分子中含有碳环的饱和烃。

根据组成碳环的碳原子数分为三员环、四员环、五员环……。

按分子中所含碳环数目，可以分为单环烷烃（CnH2n）、双环烷烃（CnH2n-2）、三环烷烃（CnH2n-4）及多环烷烃。

石油中的环烷烃多为五员环或六员环。

环烷烃和脂肪烃分子中所有化合价均被饱和，所以它们都属饱和烃，性质相似，化学稳定性高，但其物性（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）。

3．芳香烃

指具有六个碳原子和六个氢原子组成的物殊碳环——苯环的化合物，其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。

单环芳烃，指分子中只含一个苯环的芳烃，包括苯及其同系物：

CH3CH3

苯甲苯对二甲苯

CH3

多环芳烃是指分子中含两个或多个独立苯环的芳香烃。

联苯

稠环芳香烃是指分子中含两个或多个苯环，彼此之间通过共用两个相邻碳原子稠合而成的芳香烃。

在石油的低沸点馏分中，芳香烃含量较少，且多为单环芳烃；随沸点升高，芳烃含量增加，并出现双环芳烃。

在重质馏分中，还可出现稠环芳烃。

（三）石油的非烃组成

石油中非烃化合物主要包括含硫、含氮、含氧化合物。

1．含硫化合物

它在石油中的含量变化较大，从万分之几到百分之几。

含硫化合物主要有：

单质硫S、H2S、硫醇（RSH）、硫醚（RSR′）、环硫醚（，）、二硫化物（RSSR′）、噻吩（）及其同系物。

硫是石油中的一种有害杂质，因为它易产生硫化氢、硫化铁、硫醇铁、亚硫酸或硫酸等，对机器、管道、油罐、炼塔等金属设备产生腐蚀。

所以含硫量常作为评价石油质量的一项重要指标，我国的石油多为低硫石油。

通常将含硫量大于2%的石油称为高硫石油，低于0.5%称为低硫石油，介于0.5~2%称含硫石油。

一般产于砂岩层中的石油含量低，多为低硫石油，产自碳酸盐岩地层中的石油多为高硫石油。

2．含氮化合物

口口

口口

分为碱性和非碱性两种，一般含量为万分之几至千分之几。

碱性化合物有吡啶、喹啉、异喹啉和卟啶及其同系物；非碱性包括咯、卟啉、吲哚和咔唑及其同系物。

其中金属卟啉化合物最为重要，它的分子包含四个吡咯环，因此称为族化合物。

口口

口口

动物血红素和植物叶绿素都属族化合物（即卟啉化合物），它们是石油有机成因的有利证据。

3．含氧化合物

一般只有千分之几，个别石油可高达2~3%。

可分为酸性和中性两类。

前者有环烷酸、脂肪酸及酚，总称为石油酸；后者有醛、酮类。

环烷酸很容易生成各种盐类，其中碱金属盐能很好地溶解于水中，在石油接触的地下水中常含这种环烷酸盐，可作为找油的标志。

（四）石油的馏份和组份组成

石油的化学组成是比较复杂的，为研究和使用方便常用蒸馏方法或熔解方法对其进行分离，分割成不同的组份。

1．馏份组成：

利用化合物不同沸点特征进行加热蒸馏得到不同馏份，如汽油、煤油、柴油、重瓦斯油、润滑油、渣油。

2．族份组成：

石油的族份组成分为饱和烃、芳香烃、非烃及沥青质。

3．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（如硅胶）所具有的选择性溶解和吸附的特性，将石油划分为四个组份。

（1）油质：

是石油的主要组份，可溶解于石油醚而不被硅胶所吸附，成份主要为饱和烃和一部分芳香烃。

（2）胶质：

可溶于石油醚、苯、三氯甲烷等有机溶剂而不被硅胶所吸附。

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。

（3）沥青质：

不溶于石油醚和酒清，而溶于苯、三氯甲烷的沥青部分。

其分子量较大，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。

（4）碳质：

石油中不溶于有机溶剂的非烃化合物。

二、石油的物理性质

1．颜色

颜色变化较大，从无色、淡黄色、黄褐色、淡红色、深褐色、黑绿色到黑色。

颜色的不同跟成份有关。

胶质—沥青质含量越高颜色越深，油质含量高，颜色浅。

石油一般以黑色为多。

石油颜色的不同可有以下几个原因：

1）无色或浅色石油：

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。

亦可能是由于高温裂解，使高分子烃碳链断裂，变成低分子烃，而形成浅色轻质组分（如塔里木）。

四川黄瓜山、华北大港，多数为黑色。

2）如果石油受到氧化或菌解而形成黑色的沥青质、炭质[如胜利、克拉玛依（热采）]。

2．密度和相对密度：

密度指单位体积重量；相对密度指标准条件下原油密度与4℃下纯水密度之比值，无因次量刚。

原油的密度在20℃下，一般介于0.75~1.0之间。

通常把相对密度>9.0的石油称为重质石油，小于0.9的为轻质石油。

大庆、大港、克拉玛依均为轻质油。

而胜利（0.90~0.93）、伊朗（1.016）、美国加利福尼亚石油（1.01）、墨西哥（1.06）为重质油。

美国常用API度，西欧常用波美度表示石油的相对密度，它们与相对密度之间的关系参见教科书。

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↑，密度↑；高分子量含量大，密度↑。

地下原油还跟所处的温度和压力及溶解气量有关。

3．粘度

指流体质点相对移动时所受到的内部阻力。

它是对流体流动性能的度量，单位为帕斯卡秒（Pa·S）。

在研究石油时，通常测定的不是绝对粘度而是相对粘度，即液体的绝对粘度与同温条件下水的绝对粘度之比。

石油的粘度变化很大，如大庆石油粘度在50℃为9.3~21.8×10-3（Pa·S）、孤鸟油田馆陶组原油则为103~6451×10-3Pa·S。

粘度的变化受化学组成、温度、压力及溶解气量影响。

分子量小的烷烃、环烷烃含量多，粘度低；反之，高分子化合物含量多，则石油粘度高。

T↑、粘度↓；T↓、粘度高。

P↑、粘度↑；P↓、粘度↓。

溶解气量高，则粘度低；反之则高。

石油的粘度是一个很重要的参数，在油田的开采和集输方面很重要。

如克拉玛依采用注蒸气法开采，还有一些油田注氮气开采。

4．凝固点

将液体石油冷却到失去流动性时的温度称为凝固点。

石油凝固点的高低取决于含蜡量及烷烃碳数高低。

含蜡量高，则凝固点高，反之则低。

凝固点高的石油容易使井底结蜡，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，而采取升温办法解决结蜡现象。

5．导电性

原油是一种非异体，其电阻率高达109~1016Ω·m。

可利用此性质，用电阻率曲线来判断油水层。

6．溶解性

石油易溶于有机溶剂而难溶于水。

石油在水中的溶解度取决于成份和外界条件。

烃类在水中的溶解度（甲烷除外）随分子量增大而减小。

碳数相同的烃类比较：

烷烃<环烷烃<芳香烃。

7．荧光性

石油及其大部分产品（轻汽油及石蜡除外），在紫外线照射下均发出特殊蓝光的现象，称为荧光。

石油的发光现象取决于其化学结构。

多环芳香烃和非烃引起发光，而饱和烃则完全不发光。

轻质油的荧光为浅蓝色，含胶质多的石油呈绿色和黄色，含沥青质多的石油或沥青质则为褐色荧光。

石油的荧光性现象非常灵敏，只要溶剂中含有十万分之一的石油或沥青物质就可发光。

在油气田勘探中，荧光分析可鉴定岩样中是否含油，并大致确定组分。

用荧光录井方法判断含油层（例子）。

8．旋光性

当偏光通过石油时，偏光面会旋转一定角度，这个角度称为旋光角。

这种能使偏光面发生旋转的特性，称为旋光性。

如偏光面向右转，是右旋物质；向左转，则为左旋物质。

引起旋光性的原因是分子中具有不对称分子结构。

石油中的胆甾醇和植物性甾醇分子为不对称结构。

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。

（简单总结一下石油的物性有哪些相似之外，哪些不同之处，再留一个思考题：

为什么石油的物性变化较大又具有许多相似性？

）

石油的定义？

（先回头总结一下石油的物化性特征，而后再下定义）

石油是由碳氢化合物及其衍生物组成的一种混合物，是一种天然的液态可燃有机矿产。

§2天然气性质及特征

前面讲了石油的特性，那么天然气具有哪些特征呢？

一、定义：

广义：

自然界中一切气体均称为天然气，即包括气圈、水圈、岩石圈以至地幔和地核中的一切天然气体。

狭义：

指与油气田有关的烃类气体。

在古代文献中，天然气的称谓有很多，如“火井”、“井火”、“煤气”、“阴气”、“毒气”、“火池”、“地火”、“圣灯”、“火龙”、“火泉”等。

二、天然气分类：

（一）成因类型

天然气按成因可分为三大类，即有机成因气、无机成因气和混合成因气。

有机成因气又分为油型气和煤成气两类；又根据有机质演化的阶段进一步划分出次一级类型，如表1-1

表1-1天然气成因分类表

无机成因气

幔源气、岩浆成因气、放射成因气、变质成因气、宇宙气、无机盐分解气

有

机

成

因

气

成熟度

母质成因

类型类型

未成熟

未熟—低熟阶段

成熟阶段

过熟阶段

Ⅰ

|

ⅡA

油型气

油型生物气

油型过渡带气

油型热解气

油型裂解气

原油伴生气

凝析气

ⅡB

|

Ⅲ

煤型气

煤型生物气

煤型过渡带气

煤型热解气（常伴生凝析油）

煤型裂解气

混合成因气

大气、气水合物、同岩两源混合气、异岩两源混合气

（二）产状分类

天然气在地下由于所处的物理条件及成因的不同，它的存在状态是不同的，即天然气的产状是不同。

按天然气的产状即其分布特点不同可分为两大类即聚集型（游离态）、分散型。

1．聚集型：

指呈游离状态的天然气聚集成藏的天然气。

包括纯气藏气、气顶气和凝析气。

气藏气——指在圈闭中仅有天然气而单独聚集的气藏气。

气顶气——在油气藏中油气共存，气呈游离状态存在于气藏顶部的天然气。

凝析气（以后再讲）——在地下特定温度、压力条件下呈气态，采到地面后反凝结为轻质油。

2．分散型：

在地下呈分散状态的天然气。

包括油溶气、水溶气、煤层气（吸附气）和固态气水合物

油溶气——溶解于油中的天然气

水溶气——溶解于水中的天然气

煤层气——指煤层中所含的吸附气和游离气（瓦斯）

气水合物——在冰点附近特殊的温度和压力条件下，甲烷等气态分子被天然地封闭在水分子的扩大晶格中，形成固态气水合物。

气水合物主要分布在冻土、极地和深海沉积物中。

上述分散型天然气都是低品位的，规模不大时，无开采价值。

这种低品位而非常规的气藏称为非常规气藏。

（三）按照天然气与油藏分布的关系可分为伴生气和非伴生气。

凡是在油田范围内，与油藏分布有密切关系的天然气都称为伴生气。

与油藏无明显关系的气藏气称为非伴生气。

三、天然气的化学组成

气（油）藏气中，天然气的主要成分是烃类。

通常甲烷占优势，并有数量不等的重烃气（C2+）。

在某些伴生气中（气顶气或油溶气），重烃含量可以超过甲烷。

非烃气在绝大多数气藏中为次要组成，但在个别情况下可以成为主要组成，形成N2、CO2、H2S气藏等。

（一）烃类气体

组成以甲烷为主，重烃气为次，重烃气以乙烷和丙烷常见。

在有些气藏中可见丁烷、丙烷高值现象。

有的见少量C4—C7环烷烃和芳香烃。

>C7一般为液态（常温下）。

一般将C2+含量大于5%称为湿气，因为这些天然气在地表能析出液态烃。

C2+含量<5%称干气。

（二）非烃气体

天然气中的非烃气体有N2、CO2、H2S、H2、CO、SO2、Hg蒸气及惰性气体。

有时还含有少量有机硫、氧、氮化合物。

四、天然气的物性

1．相对密度：

指在标准状况下，单位体积天然气与同体积空气的重量比。

它与分子量成正比，一般湿气相对密度大于干气。

2．粘度：

天然气粘度随分子量增加而减小，随温度压力增高而增大。

一般天然气的粘度在0℃时为0.31×10-3mPa·S，20℃时为12×10-3mPa·S。

3．蒸气压力：

即气体液化时所需施加的压力。

它随温度升高而增大。

随分子量的减小而增大。

4．溶解性：

天然气在石油中的溶解度远大于在水中的溶解度。

当天然气重烃增多，或石油轻馏份增多，均可增加天然气在石油中的溶解度，降低温度或增大压力，也可增加天然气在油中的溶解性。

在水中的溶度随矿化度增大而减小。

5．热值：

天然气的热值变化很大。

尤以湿气较高，可达2×104J/m3，相当于油的2倍，煤的四倍。

6．压缩系数和体积系数

指等温压缩系数：

是指在温度恒定的条件下，压力每改变一个大气压时，单位气体体积的变化率。

；Cg为表示等温压缩系数，负号表示随压力增大而体积减少。

在低压下，真实气体Cg比理想气体大；在高压下，真实气体Gg比理想气体小。

天然气的地层体积系数，指在地面标准状态下采出的1m3气体在地下储层条件下所占的体积数。

7．临界温度和临界压力

单组分气体都有一特定温度，高于此温度时不管加多大压力都不能使该气体转化为液体，该特定温度称为临界温度。

在临界温度时使气体液化所需的最低压力称为临界压力。

天然气的临界温度随分子中C原子数增大而提高，而临界压力则减小（甲烷除外）。

§3油田水的组成及性质

一、油田水的概念及来源：

（一）定义：

油田水指油气田区域内与油气藏有密切联系的（非油层水和油层水）地下水。

它是一个广义的概念。

狭义的油田水指油田范围内直接与油层连通的地下水。

即油层水。

（二）油田水的来源及形成

油田水的来源是一个极为复杂而尚未得到统一认识的问题。

一般认为可以有三种来源，即：

沉积水、渗入水、深成水。

油田水的形成可以看作是这三种水以不同比例混合的水，经过一系列复杂的物理、化学作用，并与油气相伴生的油层水。

沉积水埋藏后初期经历的化学作用，以生物化学和氧化——还原作用为主。

其结果对矿化度没有明显影响，但改变离子组成。

硫酸盐还原为H2S和S2-，SO42-含量明显减少，HCO3-、CO2-3相应地增加，此外Fe3+变为Fe2+。

氯化物在水中的溶解度最大，在水溶液中最稳定。

因此，在地下深处油田水中，溶解度较低的矿物沉淀后氯化物却不断富集。

在大多数情况下，油田水的矿化度比沉积水的矿化度要高，甚至高得多。

一般认为油田水矿化度的增高与蒸发岩被溶解或蒸发岩中沉积水的排出、进入有密切关系。

二、油田水的化学组成

在油田水的形成过程中，水与油气的相互作用使得油田水具有一般地下水不常见的组份。

1．元素组成：

油田水与天然水一样含有60种元素，其中含量多的有以下几种离子：

阳离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+；阴离子有Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-，此外还有碘（I）、溴（Br）、硼（B）、锶（Sr）等。

2．有机组份：

有环烷酸、环烷酸盐、酚和苯等，环烷酸可作为找油的标志。

3．溶解的气体组份：

O2、N2、CO2、CH4、He等。

三、地下水产状

地下水由于存在于岩石的孔隙中，其存在状态是不同的，有三种情况：

1．吸附水：

在分子引力作用下，吸附在岩石颗粒表面，呈薄膜状的水，在地下的温度和压力条件下不能自由流动的水，亦称束缚水。

2．毛细管水：

存在于毛细管孔隙和裂隙中的，当外力超过毛细管阻力时，才能在孔隙中流动。

3．自由水：

存在于超毛细管孔隙、裂缝或孔洞中的水，在重力作用下可以自由流动的水。

四、油田水矿化度

总矿化度，即水中各种离子、分子和化合物的总含量。

以水加热至105℃蒸发后所剩下的残渣的相对重量来表示。

单位为mg/l、g/l或PPm=每升毫克数／水的相对密度。

一般说，海相沉积油田水矿化度比陆相高。

碳酸盐岩储层比碎屑岩储层高；保存条件好的储层比开启程度高的高，埋藏深的比埋藏浅的高。

五、油田水分类

为了研究地下水的成因及其与油气的关系，许多学者都对油田地下水进行了分类：

主要有帕勒梅尔（Palmer）法、苏林（B·A·Cyлцн）及肖勒（Schoeller）、刘崇禧—孙世雄。

这里主要介绍苏林分类法。

苏林分类是根据Na+、Cl-最后与其它离子化合生成的盐类来划分的，此类盐类的名称即为此水型。

因为水中的主要离子按化学亲合力可排序如下：

Cl-Na+

SO42-Mg2+

HCO3-Ca2+

水型是按Na+、Cl-最后与其它离子化合生成的盐类来划分。

可以氯和钠离子的mol比来大致确定。

若：

时

即mNa+>mCl-，则多余的Na+就与SO42-或HCO3-化合而形成硫酸钠型或碳酸钠型。

若mNa+／mCl-<1时，则多余的Cl-就与Mg+或Ca2+化合而形成氯化镁型或氯化钙型。

为进一步细化，一般用下式划分：

一般说Na2SO4水型形成于大陆环境，NaHCO3也存在并形成于大陆环境，氯化镁水型存在并形成于海洋环境，而氯化钙水型则是地壳内部深成环境中的主要类型，而且认为油田水的化学类型大都属于氯化钙水型和重碳酸钠水型。

苏林分类也存在一些问题，主要是它所划分的四种水型与天然分布的实际情况存在很大差别，如我国地表水浅层水常见氯化镁水型和氯化钙水型，深部地层则也见到Na2SO4、NaHCO3水型。

他的分类缺乏区分油田水和非油田水的特征参数，而仅仅是天然水盐类成份的分类。

在成因上他把地下水全看成是地表水渗入而成的。

实际上地下水有海相原生水及内生水（如结晶水、幔源水等）。

六、油田水的物性

1．相对密度一般>1.0，主要是油田水含盐份，且含盐越大，密度越大。

2．粘度：

一般比纯水高，且溶解的盐份越多，则粘度越高；温度越高，粘度越低。

3．颜色及透明度：

油田水因含杂质大多不透明，常带颜色，含H2S时是淡青色；含铁质胶状体时带淡红色、褐色或淡黄色。

4．嗅味：

水中含石油时，具汽油或煤油味；含H2S时，具腐蛋味；溶解NaCl时，带咸味；含氯离子时，带苦味。

5．导电性：

纯水不导电，但油田水导电，且离子越多，导电性越强。

§4重质油与固体沥青

重质油和固体沥青是石油烃类能源中的重要组成部分，蕴藏着比常规原油资源数倍的巨大潜力，广泛分布于世界各地。

据统计，世界上已发现1046个重质油和特重质油油藏，地质储量15500×108t。

我国重质油资源和固体沥青资源的分布也较为丰富，主要分布在准噶尔盆地、塔北、柴达木、四川、内蒙、泌阳等15个大中型含油气盆地。

一、重质油

（一）重质油的概念：

是指用常规原油开采技术难于开采的具较大的粘度和密度的原油。

国际现用定量指标来定义。

在原始油层温度下脱气原油粘度为（100~1000）×10-3mPa·S或者在15.6℃（60℉）及0.1Mpa下密度为934~1000kg/m3的原油。

原油按粘度、相对密度划分为轻质油、中重油、重质油、沥青砂四类（见教材32页表1-14）

（二）重质油的性质和成份

由于重质油与常规油相比包含了数量较多的高分子烃和杂原子化合物，在物理性质上具有密度大、粘度大、含胶量高、含蜡量低、凝固点高的特点。

重质油的化学成份比常规油不同。

其氧、硫、氮等元素含量高，S：

0.4~1.0%以上，N：

0.7~1.20%。

微量元素含量也是常规原油的几倍至几十倍。

其中S、N元素含量偏高的原因是细菌生物降解的结果。

从族份组成上看，重质油饱和烃和芳烃含量小于60%（常规原油>60%），非烃和沥青质可达10%~30%，个别可达50%。

二、固体沥青的成份和性质

固体沥青是同石油有关的固态衍生物，多为深褐色至黑色的有机矿物，化学成份不甚稳定，也无一定晶形，彼此之间常呈过渡形式，因此鉴定比较困难。

鉴定固体沥青的标志主要依靠化学成份、密度、硬度、稠度、熔点、溶解度、可燃性、燃烧、火焰及地质产状特征。

固体沥青种类繁多，逾100种。

按成因及物化性质可分四大类11个亚类（见33页）。

重质油一般是由于地壳抬升或断裂作用破坏了原始油藏上覆盖层的有效性，使地表水渗入到油藏，使油藏发生生物降解或氧化而形成。

固体沥青则一般是原始油藏已出露地表或近地表遭受较为彻底的破坏产物。

但具体成因较复杂，目前研究程度较低，尚无明确结论。

有些固体沥青如地蜡、软沥青、地沥青及石沥青等，常在地表成为找油的直接标志，是评价区域含油气远景的强有力佐证。

如柴达木油田的深褐色地蜡、老君庙油田的黑色沥青、克拉玛依油田的黑色石沥青。

我国老一代地质学家就是依靠这些标志（油气苗）在西北找到一批油气田。

§5石油沥青类的同位素

同位素系指在化学元素周期表上占同一位置，具相同质子数和不同中子数的元素原子或者说是原子核内具相同数量的带正电荷质子而相对原子质量不同的原子。

一般表示为：

元素符号

同位素可分为稳定同位素和放射性同位素两类。

自然界仅稳定的同位素就有274个。

放射性同位素系指能自行随意分解（即改变自己的相对原子质量）形成具有另外质子数的新原子的同位素，这个过程称为元素的放射