石油的化学组成及次生变

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1、第6章石油的组成及次生变化二、石油的分类一、石油的组成四、油气运移中的有机地球化学研究三、影响石油组成因素五、储层中石油的次生变化1、石油的元素组成及馏分组成元素组成是化学组成的基础。组成石油的元素主要是碳和氢，其次是氧、氮、硫。此外还含有微量金属和非金属元素。例如钒、镍、磷、溴和碘等。石油和石油的灰分中还检出铀，它存在于石油的胶质和沥青质组分中。氮氧碳氢硫0.5%~5%83%~87%11%~14%一、石油的组成馏分组成:原油的化学成分(Hunt,1979)馏分的化合物组成%汽油C4~C10煤油C11~C13柴油C14~C18重柴油C19~25润滑油C26~40

2、渣油>40原油体积（%）轻馏分重馏分中间馏分沸点（oC）2、石油的族组成及分子组成烃类正构烷烃非烃烷烃芳香烃环烷烃环烷芳香烃异构烷烃含氧化合物含氮化合物含硫化合物胶质和沥青质有机金属化合物在大于210度的馏分中达75%以上，在有些轻质烃中几乎完全由烃类组成。目前已鉴定的单体烃已达1000多种。非烃的主要元素是ONS，其占石油的2%，但是其化合物却占10%~20%酸类：饱和酸、环烷酸、异戊间二烯酸、芳香酸等吡啶、喹啉等硫醇、一硫化物、二硫化物、噻吩衍生物等分子式单芳环烃双芳环烃三芳环烃硫化芳香分子(1)芳烃类石油中氮化物与氧化物的实例(2)含氮化合物石油中含硫化合

3、物的实例噻吩类硫化物硫醇2-丁（基）硫醇2-硫代丁烷硫代环己烷乙基噻吩甲基硫茚二甲基硫芴(3)含硫化合物（4）胶质(resin)和沥青质(asphaltene)胶质和沥青质是石油中结构最复杂，分子量最大的部分，组成石油的重馏分。它们在轻质石油中含量一般不超过10%，重质石油中可高达20%~40%。胶质多为棕黄色到黑色的粘稠状液体和半固体，分子量在500~1000范围内。胶质是不稳定，加热时会释放出烃类和沥青质。沥青质是黑色粉末，分子量在1000~10000之间。其元素组成比胶质更富O、N、S杂原子，特别是更富含有机硫化物。ACCDJKFAJM拉古尼拉斯石油中沥青

4、质的结构模式拉古尼拉斯石油中沥青质的结构单元（由核磁共振法测得）（5）有机金属化合物石油中含有的金属多呈有机金属化合物的形式存在于胶质和沥青质中。石油中含有多种微量金属和非金属卟啉是金属钒和镍在石油中存在的主要形式，可能还有其它形式的络合物。也有人认为钒可能存在于含硫的化学结构中。国内外部分石油钒、镍含量图钒镍族组成石油分类含硫量WB(%)饱和烃>50%芳烃+胶质+<50%沥青质石蜡烃>环烷烃石蜡烃>40%<1%石蜡烃<=环烷烃石蜡烃<=40%环烷烃>石蜡烃环烷烃>40%芳烃+胶质+沥青质石蜡烃>10%芳香中间型>1%石蜡烃<=10%环烷烃<=25%芳香-沥青型

5、环烷烃>=25%芳香-环烷型<1%石蜡型石蜡烃-环烷型环烷型饱和烃≤50%≥50%Tissot和Welte的石油分类二、石油的地球化学分类541个油田中石油分类图解芳香中间型原油石蜡原油石蜡环烷型原油环烷型原油环烷烃正构+异构烷烃芳烃+NSO化合物541个原油样重质降解原油芳香-沥青型原油芳香-环烷型原油三、影响石油组成的因素1、原始生油母质的类型和性质2、有机质演化程度-成熟度3、石油在储层中经历的次生变化1、原始生油母质的类型和性质海相有机质中等分子量的正构烷烃和正脂肪酸。藻类合成的烃以C15、C17占优势丰富的甾类，尤其是C27胆甾烷和一些类胡萝卜素大量的

6、C14~C20类异戊间二烯烃藿烷系列也有发现，甾萜比通常大于1。有机质来源：主要为浮游植物藻类、其次为各种浮游动物。生化组成：主要为蛋白质类、脂化合物、及部分碳水化合物。特征生物分子陆源有机质存在与生物蜡相关的高分子量（C23~C33）的正构烷烃甾族化合物中C28、C29甾烷超过C27甾烷类异戊二烯烃丰富，姥鲛烷常比植烷多。存在各种萜类和大量的藿烷系列。有机质来源：主要高等植物的有机质。生化组成：主要为纤维素和木质素，其次为蛋白质类和类脂化合物。特征生物分子1原始生油母质的类型和性质与原始有机质有关的特征石油高蜡石油：含蜡量大于10%的原油高硫石油：含硫量大于1

7、%的原油高蜡石油是一种典型的陆相石油。来自于被微生物改造的陆源有机质。富含硫的石油都产自碳酸盐-蒸发盐岩层系。各种类型石油平均硫含量为0.65%，碎屑岩系中的石油含硫量为0.51%，碳酸盐岩层系中的平均硫含量为0.86，最高可达5%原油物性分类标准（黄第藩等,2003）粱狄刚等（1991）：认为由生物蜡衍生的蜡质烃是陆生植物的特征之一，而藻类除非是其生态环境恶化一般是不产生生物蜡的，但细菌具有某种过渡性质，它们能产生一定数量的生物蜡。石蜡成因：G.W.M.Lijimbach：在1975年提出原油中C25—C32范围的烷烃和环烷烃起源于陆生植物中的蜡和树脂，并用模

8、拟实验证实了他的推想。黄