石油天然气地质与勘探1-2重油沥青、天然气.ppt

,*,*,1,第一节 石 油,一、,石油的化学组成,二、石油的馏分和组份组成,三、石油的分类,四、石油的物理性质,五、重质油、沥青砂和固体沥青概述,2,重油:,在原始油层温度下，脱气原油粘度为100-10000,mPa,s，,或在标准条件下密度为0.934-1.00,g/cm,3,的原油。,沥青砂（超重油）：,在储层条件下，粘度为大于10000,mPa,s，,或在标准条件下密度大于1.00,g/cm,3,的原油,。,五、重质油、沥青砂与固体沥青概述,（一）,重油和沥青砂,重质油比常规原油资源量大，广泛分布于世界各地,。,在地表或浅处形成的,沥青砂油田,，分布在世界各地，例如,加拿大,的阿萨巴斯卡和梅尔维尔岛，,委内瑞拉,的奥菲锡纳-坦布拉多和瓜诺科，都是一些主要的沥青砂油田。其中阿萨巴斯卡储量约达80010,8,T，,是世界最大的沥青砂油田。,4,元素组成：,与常规油相似，,但,氧、硫、氮等元素含量高,，,硫元素含量0.41.0%以上，氮元素含量在0.71.20%以上,。,与常规油相比,，,更富微量元素,，高于常规油几至几十倍。,化合物组成：,烃类含量低,（一般小于60%）,，,非烃、沥青质含量高,（1030%）。,1重油和沥青砂的化学成分,我国部分地区重油常规物性参数（据张厚福等，1999）,7,我国重质油资源较为丰富，已在15个大中型含油气盆地和地区发现数量众多的重油油藏，规模大且成带分布，从中元古界到下第三系均有分布，该类资源将成为21世纪重要的接替能源。,8,石油及石油的固态衍生物，统称为,石油沥青类,。,石油固态衍生物,：石油在热力和氧化、细菌的生物化学作用下，原油发生物理分异、化学分化、及变质等次生变化的产物，,包括地蜡、地沥青、石沥青等，又叫,固体沥青,。,我国的老君庙油田、克拉玛依油田等地，地表都有固体黑色沥青。,（二）固体沥青,软沥青,（,Maltha）：,由富含,环烷烃,和,芳香烃,的重质石油（轻质组分散失）被氧化而成的,粘稠状液体到半固体,产物。其密度为0.97,1.00,g/cm,3,。,地蜡,（,Ozokerite）：,主要由,高分子异构烷烃,、,长链环烷烃,、及,碳原子数37,53的正构烷烃,组成，在常温下似蜂蜡的,黄色,棕褐色,固体,（分子量约500,700）。地蜡在石油中一般处于溶解状态。,地沥青,（,Asphaltite，Asphalt）：,由软沥青进一步软化成呈,粘性的树脂状无定形固体,产物。其熔点高于100。,石沥青,（,Rock asphalt）：,由地沥青进一步氧化或碳化变质而成的,具明亮松脂状光泽和贝壳状断口的黑色固体,产物。其熔点约在80,320。,碳质沥青（,Carboit）,：,由地沥青、石沥青遭受变质作用的,黑色固体,产物。其熔点高于300，不溶于或稍溶于有机溶剂,碳沥青,（,Anthraxolite）：,一种变质程度很高、含碳95%以上的,黑色坚硬固体,，,既不熔化，也不溶于有机溶剂,。,典型实例：,柴达木盆地的褐色地蜡；,老君庙油田的黑色地沥青；,克拉玛依油田的黑色石沥青；,世界著名的沥青湖南美洲特立尼达湖、亚洲死海,其成因：地壳抬升剥蚀，石油沿孔缝溢出地表，轻质部分挥发，重质部分在地表漫流并与风刮来的砂石混杂，又经风吹日晒，逐渐固化、硬结。如此不断反复，最终形成东西长约5公里，南北宽1公里，共有30多个小丘组成的沥青丘群，成为我国最大的沥青丘石油露头。其顶部和坡上原有油泉九个。,克拉玛依,市东北方，有一座高约30米的由沥青类物质和砂石混杂硬化堆积的黑色山丘,黑油山沥青丘,。,15,天然气：,广义上是指存在于自然界的一切天然生成的气体。包括不同成分组成、不同成因、不同产出状态的气体。,油气地质上是指存在于地壳岩石空隙（孔、洞、缝）天然生成的以烃为主的可燃气体。,多数有机成因，也有无机成因的。,第二节 天然气,16,CH,4,95%，C,2,5%，,贫气（干气）；,CH,4,95%，C,2,5%，,富气（湿气）,烃气,：,C,14,为主,，,CH,4,最多。,可溶有少量,C,5,、,C,6,等,非烃气,:,N,2,、CO,2,、CO、H,2,S、H,2,、,惰性气体,:,氦、氩、氖,一、天然气的化学成分,18,二、天然气的产出状态,根据气体在地下存在的状态分：,聚集型：,气藏气、气顶气、凝析气,分散型：,溶解气、煤层气、固态气水合物,1,、气藏气：,纯气藏中的气体,。可为烃气（干气），甲烷占,95%,以上，属干气,;,也可为非烃气。,19,世界气藏气分布图,出现频率：1-50%，2-10%,50%，3-1%,10%，,4-0.1%,1%，5-0.1%,绝大多数气藏气是以气态烃为主，含烃量超过,80%,的气藏约占气藏总数的,85%,以上；,氮气为主的气藏不到,10%,；,以二氧化碳或硫化氢等酸性气体为主的气藏低于,1%,。,5,4,3,2,1,20,非烃气比较富集时，可成为非烃气藏。,如,冀中坳陷赵兰庄构造下第三系孔店组沙河街组四段：高压硫化氢气藏，硫化氢含量高达92,与地层中含石膏有关,济阳坳陷平方王油气田下第三系所产天然气：二氧化碳含量高达6366%,与玄武岩与石灰岩接触的加热分解有关,广东三水盆地沙头圩的二氧化碳气田，,CO,2,含量高达99.53。,与石油共存于油气藏中、,呈游离气顶产出的天然气,。,成因、分布均与石油关系密切，湿气，,2,、气顶气：,22,二、天然气产出类型,24,4.,溶解气：溶解在石油或地层水中的天然气,油溶气（湿气，,C,2,可达,40%,）；,水溶气（,CH,4,、,N,2,、,C,2,气、,CO,2,少）,常见的天然气组分在纯水中的溶解系数,（,转自陈荣书，,1994,）,水溶气,低压型：,含气量一般在,1,5,m,3,/t,，,一般不单独采取，但可综合利用；,高压地热型：,一般出现于异常高压带下的高压地热水中，含气量较高，降压时可出现强烈排气作用,稳定地台区含油气盆地：,水溶气主要成分是甲烷和氮，重烃气和二氧化碳含量一般不超过,10,12%,年轻褶皱区含油气盆地：,水溶气含二氧化碳浓度较高,水溶气化学成分变化规律有助于指明寻找油气藏的方向。,天然气在石油中的溶解度：,是指在地层温压条件下，液态石油中所溶有的、而在地表温压条件下可析出的气体量（,m,3,气,m,3,油）。,油内溶解气数量不等，少则每吨几几十米,3,，多则可达几百上千米,3,。含量高时，采出后可收集回注油藏内以保持油层能量。,油溶气中重烃气含量高，有时可达,40%,。,油溶气,28,1密度和相对密度,（1）天然气的密度：,单位体积气体的质量,g,=Mg/Vg,“湿气”的密度大于“干气”。,在标准状态下（10,5,Pa，15.55），,地表天然气的各组分密度为0.6773,kg/m,3,（,甲烷）3.0454,kg/m,3,（,戊烷）。,天然气混合物的密度一般为0.70.75,kg/m,3,;,石油伴生气，可达1.5,kg/m,3,。,天然气的密度随重烃含量尤其是高碳数的重烃含量以及,CO,2,和,H,2,S,含量的增加而增大。,31,1密度和相对密度,（2）天然气的相对密度：,指,相同温度、压力下,（如110,5,Pa，15.55；,或,110,5,Pa，20）,，,天然气密度与空气密度的比值,。,g=g/a=,M,g/a=,M,g/28.97,天然气中烃类各组分的相对密度为0.5539（甲烷）2.4911（戊烷），烃气混合物一般在0.561.0之间，随重烃及,CO,2,、H,2,S,含量的增加，天然气相对密度增大。,32,2.天然气粘度,反映了其分子间产生内摩擦力的大小，是度量天然气抵抗流动能力的一种参数。,很小，一般在0时为0.0031,mPa,s，20,时为0.120,mPa,s,其大小与压力、温度和气体成分等有关：,接近常压条件下，随温度增加而变大，随分子量增加而减小；,较高压力下，随压力增高而增大，随温度升高而降低，随分子量增加而增大。,随非烃气含量增加，天然气粘度增大。,33,某一温度下，将气体液化时所需施加的最低压力，称为该气体的,饱和蒸气压力,。,随温度升高，蒸气压力增大。,同一温度条件下，烃分子量越小，其蒸气压力越大。,3蒸气压力,常见天然气组成的基本物理常数,（据陈荣书，,1994,；,有改动,）,35,4.溶解性,-溶于石油和水,A、,在相同条件下，天然气在石油中的溶解度远远大于在水中的溶解度,。,B、,当天然气中重烃增多，或者石油中的轻馏分较多，都可增加天然气在石油中的溶解度。,C、,在石油中溶有天然气时，可以降低石油的相对密度、粘度及表面张力。,D、,天然气在水中的溶解系数很大程度上取决于气体组分、温度、压力及含盐量。,在地层条件下，原油中溶解气开始析离出来时的压力，称,油藏的饱和压力（,P,饱,）,。,若,P,饱,与,P,地,相等，即油内溶解气刚好饱和，压力稍降，就会有气体析出，此时的油藏称为,饱和油藏,；,P,饱,大于,P,地,：,过饱和油藏,，此时通常为带气顶的油气藏；,P,饱,小于,P,地,：,未饱和油藏,，此时原油中溶解气还未饱和。,饱和及过饱和油藏比未饱和油气藏含更多的溶解气。,油溶气,37,一、天然气的化学组分,二、天然气的产出状态,三、天然气的物理性质,第二节 天然气,