石油地质学
第一章、 石油、天然气、油田水的成分和性质
1、 石油(又称原油)：是以液态形式存在于地下岩石孔隙中，由各种碳氢化合物和少量杂质组成的可燃有机矿产。
2、 石油的馏分：是利用组成石油的化合物具有不同沸点的特性，加热蒸馏，将石油切割成不同沸点范围（即馏程）的若干部分，每一部分就是一个馏分。
轻馏分 馏分 石油气 汽油 煤油 柴油 重瓦斯油 润滑油 渣油 中馏分 重馏分 温度 (C) O<35 35-190 190-260 260-320 320-360 360-530(500) >530(500) 3、 石油的族分（族组成）：石油化合物由于分子结构的差异，对有机溶剂和吸附剂具有选择性溶解和吸附性能。
石油的组分根据有机溶剂中的选择溶解，可将石油沥青质类分为四组分： (1).油质：溶于石油醚而不被硅胶吸附的部分。
主要是由饱和烃和一部分低分子量芳烃组成的淡色粘性液体或蜡状固体。 (2).苯胶质：用苯从硅胶中解析的产物。（胶质） 分子量300-4000，非烃、芳烃、暗色胶状混合物。
(3).酒精-苯胶质：用酒精-苯从硅胶中解析的产物（胶质） 分子量300-1000，非烃，暗色胶状混合物。
(4).沥青质：溶于氯仿而不溶于石油醚或正己烷的部分。 非烃，分子量更高（上千甚至上百万）；结构更复杂，暗褐色-黑色沥青状无定形固体。
4、 石油的烃类组成：
（1） 烷烃：①正构烷烃：
在石油中，不同碳原子数正构烷烃相对含量呈一条连续的分布曲线，称为正构烷烃分布曲线
②异构烷烃
（2） 环烷烃：（其含量与成熟度有关）
（3） 芳香烃：（含有苯环结构，属不饱和烃。根据其结构
不同可分为单环、多环、稠环三类芳香烃。）
5、 石油的非烃组成：（主要是含硫、氮、氧三种元素的有机化合物，主要集中在石油的高沸点馏分中。）
（1）含硫化合物：最重要的非烃化合物，存在于中、重馏
分中。主要有硫醇（-SH）、硫化物（-S-）（包括硫醚 R-S-Rˊ、环硫醚）、二硫化物（-S-S-）以及噻吩衍生物。此外，还有元素硫、硫化氢。硫来自有机物的蛋白质和围岩的含硫矿物石膏等。
含硫量大于2%的石油称为高硫石油；低
于0.5%的称为低硫石油；介于0.5%~2%之间的称为含硫石油。
（2）含氮化合物：主要集中在胶质—沥青质中。石油中氮
化合物可分为碱性和中性两大类。碱性含氮化合物主要是吡咯、吲哚、咔唑的同系物及酰胺等。原油中含有具有重要意义的中性含氮化合物，即卟啉化合物，它是石油有机成因的重要生物标志物。
（3）含氧化合物：主要有酸性和中性两大类。酸性含氧化
合物中有环烷酸、脂肪酸及酚，总称石油酸；中性含氧化合物有醛、酮等，其含量较少。 酸性含氧化合物中环烷酸最多，占酸性物质90%以上，易与碱金属作用生成环烷酸盐，极易溶于水，由此可作为地下水找油的一种标志。
6、 荧光性： 石油在紫外光照射下可产生延缓时间不足10-7秒的发光现象。
7、 旋光性：大多数石油能将偏振光的振动面旋转一定角度的能力。
8、 天然气：广义的天然气是指存在于自然界的一切气体。作为石油及天然气地 质学研究的天然气主要是指与油田和气田有关的气体，其主要成分是烃类气体，也包含少量的非烃类气体，如CO2、H2S等，即狭义的天然气。
9、 天然气的分类：
按天然气的成因可分为有机成因气和无机成因气；
按天然气存在的相态可以分为游离气、溶解气、吸附气和固态气水化合物； 依天然气分布特征可分为聚集型和分散型；
依天然气与石油产出的关系分为伴生气和非伴生气。 按照天然气的成分可分为烃类气体和非烃类气体。
10、天然气的产状：地壳中的天然气按照存在的相态可以分为游离态、溶解态、吸附态和固态气水合物；按照其分布特征可分为聚集型和分散型；按照其与石油产出的关系可分为伴生气和非伴生气。
（1）聚集型天然气：聚集型天然气主要是以游离相态存在。只有大规模的游离气聚集，才能有效地开发和利用。
①气顶气：与石油共存于油气藏中呈游离气顶状态产出的天然气。以烃类
为主，除大量的甲烷外，还有重烃气体和轻组分的液态烃，少量氮气和二氧化碳。
②气藏气：单独聚集的天然气。可分为干气气藏和湿气气藏。
干气气藏：甲烷含量大于95%，重烃气体含量少，采到地表也
是气体。
湿气气藏：含较多的甲烷，还有乙、丙、丁烷液态烃，还溶解
了戊、己烷等，重烃含量大于5%，采到地表除含较多气体外，还凝结出许多液态气体。
③凝析气：当地下温度、压力超过临界条件后，由液态烃逆蒸发而形成的
气体。开采出来后，由于地表压力、温度较低，按照逆凝结规律而逆凝结为轻质油即凝析油。
PS：凝析气藏和湿气气藏的区别：
凝析油中含大量的轻质烃类，重质烃类较少，呈淡黄色，刚开采是伴生气较
多，随着气藏不断开采，伴生气越来越少；湿气气藏含的气体多，凝析气藏含的气体少。
（2）分散型天然气：
①油溶气：溶解于石油中的天然气。 ②水溶气：溶解于水中的天然气。
③煤层气：煤层中所含的吸附和游离状态的天然气。 ④固态气水合物：是在冰点附近的特殊温度和压力条件下，由水与天然气
结合形成的固态结晶化合物。主要分布在冻土、极地和深海沉积物分布区。
（3）伴生气和非伴生气：
①伴生气：凡是在油藏范围内与油藏分布有密切关系的气顶气、油溶气以
及油藏之间或油藏上下的气藏气都称为伴生气。
②非伴生气：与油藏分布没有明显联系或仅有少量石油存在，而气藏又十
分巨大和重要的气藏气称为非伴生气。
11、油田水：从广义上理解，油田水是指油田区域（含油构造）内的地下水，包括油层水和非油层水。狭义的油田水是指油田范围内直接与油层连通的地下水，即油层水。
油田水来源于水盆地的沉积水、大气的渗入水、粘土矿物的初生水和地球深处的深成水。
12、苏林（Sulin）分类：
分类原则：是HCO3-、SO42-、Cl-和Ca2+、Na+、 Mg2+6种阴、阳离子的相对含量，以Na+/Cl-、 (Na+-Cl-)/SO42-和(Cl--Na+)/Mg2+这三个成因系数，把天然水划分为四种基本类型
Sulin的油田水成因分类表（据Sulin,1946) 成因系数（浓度比） 水的类型 Na+/Cl- ((Na+-Cl-)/SO42- (Cl--Na+)/Mg2+ 硫酸钠型 大陆水 >1 <1 <0 重碳酸钠型 >1 >1 <0 海水 氯化镁型 <1 <1 <0 <0 <1 >1 深层水 氯化钙型
