第一节石油的成分和性质一、石油的概念石油是以液态形式存在于地下岩石孔隙中的可燃有机矿产。据大量资料研究表明，石油中C、H两元素占绝对优势。次为O、N、S。C含量可达83—88%，H含量可达11—14%，二者合计可达95—99%；余下的O、N、S总量一般不到2—3%。个别硫达7%。除外，在石油中还含有多种微量元素，但总量仅有万分之几，其中最为石油地质学家重视的钒、镍两种元素，它们可以用于研究生油岩相、油源对比，油气运移等问题。（二）石油的化合物组成石油中的化合物组成归纳起来，主要可分为烃和非烃两大类，具体包括：①正构烷烃；②异构烷烃；③环烷烃；④芳香烃；⑤含氮、硫、氧化合物。1)正烷烃分布曲线是连续曲线。2)不同类型的曲线都对应有一个某碳数的极大值。3)根据正烷烃分布曲线的主峰碳值位置及形态，可将其分为三种基本类型：a、主峰小于C15、主峰区较窄。b、主峰大于C25、主峰区较宽。c、主峰在C15-25之间，主峰区宽。上述正烷烃分布特点与成油原始有机质，成油环境和成熟度有密切关系：一般生油岩的主峰碳数陆相大于海相，沼泽相大于湖相。3.环烷烃也属饱和烃，其分子结构为碳原子以单键相连呈闭合环状。常见的环烷烃只有环戊烷和环己烷及其衍生物，它们是石油的重要组成部分，即五员环、六员环。用环戊烷和环己烷的比值可以估计石油生成时的地下温度，比值高，成生温度低，否则相反。例如：克拉玛依原油环己烷/环戊烷为3.6，而玉门油田的原油环己烷/环戊烷为2.5。故克拉玛依油田的原油生成温度低于玉门油田原油生成温度。在原油中，多环环烷烃的含量随成熟度增加而明显减少，高成熟度原油以1-2环烷烃为主。芳香烃通式为CnH2n-6,属不饱和烃，以具有六个碳原子和六个氢原子组成单双键交替的闭合环，即苯环为特征据结构又分为单环、多环、稠环三类芳香烃，目前石油中已发现的芳香烃基本类型有苯、萘、蒽、菲等类型。一类是有一或两个相邻氢原子的，称I类初级氢原子，（图中带圈的H）。另一类是有四个或五个相邻氢原子的，称为II类初级氢原子。（图中的H）。石油样品中I、II类初级氢原子的丰度比值称为芳烃结构分布指数，简称ASI值。I类初级氢原子丰度ASI=II类初级氢原子丰度这一特征值可直接用于鉴定有机质成熟度。成熟生油岩的ASI值>0.85.组成石油的非烃石油中的非烃是指石油所含的硫、氮、氧及金属原子的化合物，其量有时达石油量的30%，它们对石油的质量有重要的影响。目前，已发现的这类化合物有硫化氢、硫醇、吡啶、喹啉、吖啶、吡咯、卟啉、吲哚、卟唑、脂肪酸、环烷酸和酚（统称石油酸）等等。其中，最为重要的是卟啉，它被认为是由植物的叶绿素和动物氯化血红素转化而来，是石油成因分析的有力证据。在石油中卟啉常与钒、镍等金属元素组成络和物。因此，又称有机金属化合物，其基本结构与叶绿素结构极为相似。但是，并不是所有原油中都有卟啉，因为，高温或氧化物条件下卟啉易于裂解被破坏。三、石油的物理性质由于石油没有固定的组成，因此，严格地讲，石油没有固定的物理常数。但经过广泛的对比，还是能归纳出反映石油总特征的物理性质。石油重要的物理性质有：颜色、比重、粘度、荧光性、旋光性、溶解性等特征。1.石油的颜色石油的颜色变化很大，从白色、淡黄色、黄褐色、深褐色、黑绿直至黑色。例如：大港油田有的井产的油即为白色，大庆油田的井产的油即为黑色石油的颜色与石油中胶质、沥青质含量有关，含量越高，颜色越深，观察石油的颜色一定注意将样品朝光源方向，不要在反射光下观察。2.石油的比重液态石油比重是指一个大气压下200C石油与40C纯水单位体积的重量比，用d420表示。欧美各国则以一大气压下，600F（相当于15.600C）石油与40C纯水单位体积的重量比。商业上用API度为单位：API度=141.5/60℉时比重-131.5石油比重一般介于0.75－0.98之间＞0.90称为重质石油＜0.90称为轻质石油3.石油的粘度粘度值代表石油流动时分子之间相对运动所引起的内摩擦力大小。粘度又分为：动力粘度运动粘度相对粘度1）．动力粘度（绝对粘度）：动力粘度是指1牛顿力作用下，两个液层面积各为1平方米，相距1米，彼此间相对移动速度为1米/S时，液体流动所产生的阻力。常用ηt表示，单位是帕斯卡·秒（Pa·s）。1Pa·s=10P（10泊）=100厘泊；2）．运动粘度：动力粘度与密度之比称运动粘度单位为㎡/s，二次方米/每秒，其常用Vt表示3)．相对粘度：又称恩氏粘度，是在恩氏粘度计中200ml原油与20℃时同体积的蒸馏水流出时间的比，用Et表示。实验室测定的Et，通过换算表，获得运动粘度，运动粘度与密度之积即得动力粘度。粘度大小主要取决