油氣基礎(chǔ)知識(shí)

1、/481油氣基礎(chǔ)知識(shí)油氣基礎(chǔ)知識(shí)/482一、原油的外觀及組成一、原油的外觀及組成 在地下構(gòu)造中及常溫常壓下均呈液態(tài)，且以烴類(lèi)化合物為主的可燃液體稱為石油，加工提煉前稱為原油。第一節(jié)第一節(jié) 原油原油/483（一）原油的外觀性質(zhì) 大部分原油呈黑色或深棕色，有特殊氣味，不溶于水，且比水稍輕的粘稠液體。/484各類(lèi)原油的主要外觀性質(zhì)性狀性狀影響因素影響因素常規(guī)原油常規(guī)原油特殊原油特殊原油我國(guó)原油我國(guó)原油顏色膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量越多，石油的顏色越深大部分石油是黑色，也有暗綠或暗褐色顯赤褐、淺黃色，甚至無(wú)色四川盆地：黃綠色玉門(mén)：黑褐色 大慶：黑色相對(duì)密度膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量多，石油的相對(duì)密度就大一般在0.800.

2、98之間個(gè)別高達(dá)1.02或低到0.71一般在0.850.95之間，屬于偏重的常規(guī)原油流動(dòng)性常溫下石油中含蠟量少，其流動(dòng)性好一般是流動(dòng)或半流動(dòng)狀的粘稠液體個(gè)別是固體或半固體蠟含量和凝固點(diǎn)偏高，流動(dòng)性差氣味含硫量高，臭味較濃有程度不同的臭味含硫相對(duì)較少，氣味偏淡/485（二）原油的組成 按元素組成：原油主要由碳、氫兩種元素以及硫、氮、氧及一些微量金屬、非金屬元素（Fe、Cu、P、Si等）組成。/486原油中元素組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)原油元素組成原油元素組成常規(guī)原油中元素含量常規(guī)原油中元素含量*特殊原油特殊原油我國(guó)原油我國(guó)原油主要元素（C、H）C：83%87% H：11%14%合計(jì)：96%99%H/C原子比

3、高，油品輕油收率高少量元素（S、N、O）S： 0.06% 0.8%N：0.02% 1.7%O：0.08% 1.82%合計(jì)：1%4%委內(nèi)瑞拉（博斯坎）原油含硫量高達(dá)5.7%；阿爾及利亞原油含氮量高達(dá)2.2%含S量偏低，多數(shù)03%微量金屬、非金屬元素（Fe,Cu,P,Si等30余種）金屬元素和非金屬元素含量甚微，大約在10-610-9級(jí)大多數(shù)原油Ni多，V少/487按化合物組成：原油由C、H元素構(gòu)成的烴類(lèi)化合物烴類(lèi)化合物；S S、N N、O O等元素構(gòu)成的等元素構(gòu)成的非烴類(lèi)非烴類(lèi)化合物化合物。石油中的烴類(lèi)主要是由烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴這三種烴類(lèi)構(gòu)成，同時(shí)含有少量的烯烴、炔烴等不飽和烴 。非烴化合物在

4、石油餾分中的分布是不均勻的，大部分集中在重質(zhì)餾分和殘碴油中。有含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物、膠狀瀝青狀物質(zhì)等。/488二、原油的分類(lèi)二、原油的分類(lèi)（1）工業(yè)分類(lèi)法 按密度、含硫量、含蠟量、膠質(zhì)含量分類(lèi)。（2）化學(xué)分類(lèi)法 特性因數(shù)分類(lèi)法由原油的沸點(diǎn)和相對(duì)密度組成的參數(shù)進(jìn)行分類(lèi)。 關(guān)鍵餾分分類(lèi)法取250275和395425 兩個(gè)餾分段，測(cè)密度確定屬性分類(lèi)。/489三、原油的質(zhì)量技術(shù)要求三、原油的質(zhì)量技術(shù)要求根據(jù)不同類(lèi)別的原油，質(zhì)量技術(shù)要求有： 含水量 含鹽量 飽和蒸汽壓/4810第二節(jié)第二節(jié) 天然氣天然氣一、天然氣的定義一、天然氣的定義 天然氣：在不同地質(zhì)條件下生成、運(yùn)移并以一定壓力儲(chǔ)集在地

5、下構(gòu)造中，以碳?xì)浠衔餅橹鞯目扇夹詿N類(lèi)氣體。 含碳和氫兩種元素的有機(jī)化合物稱為碳?xì)浠衔铮址Q為烴。 碳?xì)浠衔锓N類(lèi)極多，一般以分子中含碳原子的多少為排列順序。/4811烴類(lèi)化合物烷烴 通式CnH2n+2 常溫常壓下，C1C4的烷烴為氣體，C5 C16為液體, C原子數(shù)目16以上，是固體。 除C1、C2是無(wú)色無(wú)味氣體外，其它易揮發(fā)的低分子烷烴具有汽油味。 碳數(shù)多的高分子烷烴無(wú)氣味，揮發(fā)性很小。 在一般條件下，烷烴的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，不易與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，燃燒性能好。/4812二、天然氣的組成二、天然氣的組成 天然氣的成分因地而異 大部分為甲烷 其次乙烷、丙烷、丁烷等 少量非烴氣體如氮?dú)?、硫?/p>

6、氫、一氧化碳、二氧化碳、水氣、氧、氫、不飽和烴、芳烴、低級(jí)含硫有機(jī)化合物（硫醇、硫醚、二硫化碳等）和微量惰性氣體氦、氬等。/4813(一)甲烷的分子結(jié)構(gòu)1 1、甲烷的分子式是：、甲烷的分子式是：CHCH4 42 2、甲烷的分子結(jié)構(gòu)：、甲烷的分子結(jié)構(gòu)：甲烷分子結(jié)構(gòu)甲烷分子結(jié)構(gòu) 示意圖示意圖/4814 科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明：甲烷分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，碳原科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明：甲烷分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子位于正四面體的中心，四個(gè)氫原子位于正四面體子位于正四面體的中心，四個(gè)氫原子位于正四面體的頂點(diǎn)上。的頂點(diǎn)上。/4815(二)甲烷的物理性質(zhì)：通常情況下，甲烷是一種通常情況下，甲烷是一種無(wú)色無(wú)味無(wú)色無(wú)味的氣體；的氣體；

7、密度是密度是0.717g/L0.717g/L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），（標(biāo)準(zhǔn)狀況），比空氣輕；空氣輕；甲烷極難溶于水。甲烷極難溶于水。甲烷在自然界中的存在：甲烷在自然界中的存在：池沼的底部池沼的底部( (沼氣沼氣) )，油田，油田氣和煤礦坑道氣和煤礦坑道( (坑氣、瓦斯坑氣、瓦斯) )，天然氣，天然氣( (一般含一般含CHCH4 4 80809797) )。/4816(三)甲烷的化學(xué)性質(zhì)：甲烷的氧化反應(yīng)：甲烷的氧化反應(yīng)： 甲烷是一種很好的燃料，在空氣中甲烷是一種很好的燃料，在空氣中容易燃燒生成二氧化碳和水，同時(shí)放出容易燃燒生成二氧化碳和水，同時(shí)放出大量的熱。大量的熱。OHCOOCH222422點(diǎn)燃/481

8、7三、天然氣的分類(lèi)三、天然氣的分類(lèi)1.油田伴生氣、氣田氣、凝析氣田氣根據(jù)礦場(chǎng)特點(diǎn)來(lái)區(qū)分。 油田伴生氣與原油共生，開(kāi)采原油時(shí)伴生氣與原油同時(shí)被采出。 氣田氣從氣井中開(kāi)發(fā)出來(lái)，主要成分甲烷，少量乙烷、丙烷、丁烷及非烴氣體。 凝析氣田氣凝析氣田開(kāi)采出來(lái)，成分除了甲烷、乙烷，還有一定數(shù)量的丙烷、丁烷、戊烷及戊烷以上的烴類(lèi)。/48182.干氣和濕氣根據(jù)天然氣中烴類(lèi)含量多少來(lái)區(qū)分。 干氣（貧氣）甲烷含量高于90%，天然汽油（戊烷以上組分）含量低于10mL/m3的天然氣。 濕氣（富氣）甲烷含量低于90%，天然汽油（戊烷以上組分）含量高于10mL/m3的天然氣。/48193.酸性天然氣和潔氣根據(jù)天然氣中含硫量

9、的多少區(qū)分 酸性天然氣天然氣中含硫化氫和二氧化碳?xì)怏w超過(guò)20mg/m3，需進(jìn)行凈化處理才能達(dá)到管輸標(biāo)準(zhǔn)。 潔氣硫化氫和二氧化碳?xì)怏w含量甚微，不需凈化的天然氣。/4820四、天然氣的主要物理四、天然氣的主要物理化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)1.天然氣的相對(duì)分子質(zhì)量天然氣的視相對(duì)分子質(zhì)量iiMyMM天然氣的視相對(duì)分子質(zhì)量；yi天然氣中組分i的摩爾分?jǐn)?shù)；Mi天然氣中組分i的相對(duì)分子質(zhì)量。/48212.密度單位體積物質(zhì)的質(zhì)量。g密度，kg/m3；m 質(zhì)量，kg；V體積，m3。 氣體的密度與壓力、溫度有關(guān)，在低溫高壓下與壓縮因子Z有關(guān)。Vmg/4822 天然氣的視密度天然氣的視密度，kg/m3；yi天然氣中組分i的摩

10、爾分?jǐn)?shù)；i天然氣中組分i在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度iiy/48233.相對(duì)密度 相同壓力、溫度下天然氣的密度與干燥空氣密度的比值。S=/空S天然氣相對(duì)密度； 天然氣視密度，kg/m3 ；空 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度，1.293 kg/m3。/48244.粘度 粘度氣體分子之間存在摩擦力。 氣體內(nèi)部：相對(duì)運(yùn)動(dòng)內(nèi)摩擦力內(nèi)部阻力粘度越大內(nèi)部阻力越大流動(dòng)困難 粘度就是氣體流動(dòng)的難易程度。快層慢層流向內(nèi)摩擦力/4826 粘度使天然氣在地層、井筒和地面管道中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力，壓力降低。 天然氣的粘度與其組分的相對(duì)分子質(zhì)量、組成、溫度及壓力有關(guān)。 低壓條件：壓力變化對(duì)粘度影響不明顯；溫度升高，粘度增大；相對(duì)分子質(zhì)量增大，粘

11、度減小。 高壓條件：壓力增大，粘度增加；溫度增高，粘度減小；相對(duì)分子質(zhì)量增大，粘度減小。/48275.臨界溫度和臨界壓力 臨界溫度每種氣體要變成液體，都有一個(gè)特定的溫度。高于該溫度時(shí)，無(wú)論加多大的壓力，氣體也不能變成液體。 臨界壓力當(dāng)溫度為臨界溫度時(shí)，使氣體壓縮成液體所需的壓力。 視臨界溫度（Tc）天然氣各組分的臨界溫度的加權(quán)平均值。 視臨界壓力（pc）天然氣各組分的臨界壓力的加權(quán)平均值。/4828 氣體的臨界溫度越高，越易液化。 天然氣的主要成分甲烷的臨界溫度很低，為190.58K，故較難液化；而液化石油氣的主要成分是丙烷（369.82K）、丁烷（425.18K），其臨界溫度較高，故較易液化

12、。/48296.天然氣的熱值 天然氣是一種重要的燃料，其熱值就是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 熱值定義：?jiǎn)挝粩?shù)量的天然氣完全燃燒所釋放的熱量。 汽化熱：天然氣燃燒時(shí)生成水，并被汽化，由液態(tài)變成氣態(tài)時(shí)，所吸收的熱量。 高熱值（全熱值）：將汽化熱計(jì)算在內(nèi)的熱值。 低熱值（凈熱值）：不計(jì)算汽化熱的熱值。/48307.天然氣的含水量1） 天然氣的含水量指天然氣中水蒸氣的含量。與溫度、壓力、氣體組成有關(guān)。（1）天然氣的濕度 天然氣含水量（ 絕對(duì)濕度）e每立方米天然氣中所含水蒸氣的克數(shù)，kg/m3。/4831 天然氣的飽和含水量es一定壓力、溫度下，每立方米天然氣中含有最大水蒸氣克數(shù)。 相對(duì)濕度一定的壓力和溫度下

13、，天然氣的含水量（絕對(duì)濕度）與飽和含水量的比值。=e/ es/4832 天然氣的水露點(diǎn)一定壓力條件下，天然氣為水蒸氣所飽和時(shí)的溫度。 天然氣中含有一定量的水蒸氣，當(dāng)溫度下降或壓力升高到一定數(shù)值時(shí)，天然氣中水蒸氣開(kāi)始凝析出來(lái)，此時(shí)該天然氣為水蒸氣所飽和。 另一說(shuō)法：一定壓力下，天然氣中剛有一滴露珠出現(xiàn)時(shí)的溫度。天然氣的飽和含水量/4834 壓力相同時(shí)，溫度越高，含水量越高。 溫度相同時(shí)，壓力越高，含水量越低。 天然氣中重?zé)N、雜質(zhì)含量以及地層水的含鹽量會(huì)影響天然氣的飽和含水量。/48358.天然氣的爆炸限 天然氣爆炸在一瞬間產(chǎn)生高溫、高壓的燃燒過(guò)程。 天然氣與空氣以一定比例組成的混合氣體，在封閉的

14、系統(tǒng)中，遇明火就發(fā)生爆炸?？赡馨l(fā)生爆炸的最低濃度爆炸低限/4836可能發(fā)生爆炸的最高濃度爆炸高限低限和高限之間的濃度范圍爆炸界限爆炸限與混合氣體的壓力及溫度有關(guān)：壓力，1.01105Pa體積爆炸限，%1515105.817505.729.51255.745.4/4837五、天然氣的質(zhì)量技術(shù)要求五、天然氣的質(zhì)量技術(shù)要求 高位發(fā)熱量一定體積或質(zhì)量的天然氣所發(fā)出的熱能，含汽化熱。 總硫含量 硫化氫含量 二氧化碳含量 水露點(diǎn)天然氣為水蒸氣所飽和時(shí)的溫度。項(xiàng)目一類(lèi)二類(lèi)三類(lèi)高位發(fā)熱量，MJ/m3大于31.4總硫，mg/m3不大于100不大于200不大于460硫化氫，mg/m3不大于6不大于20不大于460

15、二氧化碳，%（V/V)不大于3.0水露點(diǎn)，在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5 /4839六、天然氣加工的主要產(chǎn)品六、天然氣加工的主要產(chǎn)品 天然氣加工的主要產(chǎn)品主要有：液化天然氣、天然氣凝液、液化石油氣、天然汽油、壓縮天然氣等。/48401、液化天然氣 液化天然氣（LNG，liquefied Natural Gas)是由天然氣液化制取的，以甲烷為主的液烴混合物。 液化天然氣的體積為其氣體體積（101.325kPa,20)的1/625,有利于輸送和儲(chǔ)存。 天然氣液化幾乎是跨越海洋運(yùn)輸天然氣的主要方法。/48412、天然氣凝液 天然氣凝液（NGL,Natural Gas Liquids)是指從天然氣中回收到的液烴混合物，包括乙烷、丙烷、丁烷及戊烷以上烴類(lèi)等。 天然氣凝液可進(jìn)一步分離出乙烷、丙烷、丁烷和天然汽油等。/48423、液化石油氣 液化石油氣（Liquefied Petroleum Gas,簡(jiǎn)稱LPG）是以C3、C4為主的烴類(lèi)混合物。常溫常壓下是氣體，在常溫或低溫下施加至一定壓力時(shí)，轉(zhuǎn)