油氣藏中的流體

關(guān)于油氣藏中的流體第1頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)石油第二節(jié)天然氣

第三節(jié)油田水第一章油氣藏中的流體第2頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)石油一、石油的概念及組成二、石油的分類(lèi)三、石油的物理性質(zhì)四、海、陸相石油的基本區(qū)別第一章油氣藏中的流體第3頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（一）石油的概念

石油是存在于地下巖石孔隙中的以液態(tài)烴為主體的可燃有機(jī)礦產(chǎn)。地下油氣藏中的石油是氣態(tài)、液態(tài)及固態(tài)烴類(lèi)及其衍生物的混合物，在成分上以烴類(lèi)為主，含有數(shù)量不等的非烴化合物及多種微量元素。在相態(tài)上以液態(tài)為主，溶有大量烴氣及少量非烴氣以和數(shù)量不等的固態(tài)烴類(lèi)及非烴類(lèi)物質(zhì)。油氣藏中組成石油的各種成分和相態(tài)的比例因地而異，因此，石油沒(méi)有確定的化學(xué)成分和物理常數(shù)一、石油的概念及組成第4頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（二）石油的元素組成

石油沒(méi)有確定的化學(xué)成分，因而也就沒(méi)有確定的元素組成。但其元素組成還是有一定的變化范圍。石油主要由碳(C）、氫（H）、硫（S）、氮（N）、氧（O）等元素組成，不同產(chǎn)地的石油元素組成含量存在差異

。一、石油的概念及組成第5頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五石油的元素組成（重量百分比）

原

油

產(chǎn)

地元

素

組

成CHSNO中

國(guó)大慶(薩爾圖混合油)85.7413.310.110.150.69勝利(101混合油)86.2612.200.800.41-弧島油田84.2411.742.200.47-大港油田(混合油)85.6713.400.120.23-江漢油田(混合油)83.0012.812.090.471.63克拉瑪依油田(混合油)86.1313.300.040.250.28前蘇聯(lián)

雅雷克蘇80.6110.361.05痕量8.97烏克蘭84.6014.000.141.251.25老格羅茲尼86.4212.620.32-0.68卡拉-布拉克87.7712.37--0.46美國(guó)文圖拉(加利福尼亞州)84.6012.700.401.701.20科林加(加利福尼亞州)86.4011.700.60--博芒特(得克薩斯州)85.7011.000.702.61堪薩斯州84.2013.001.900.450.45(據(jù)石毓程，1980補(bǔ)充)第6頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

原油中含硫量變化很大，從萬(wàn)分之幾（克拉瑪依，0.05%）到百分之幾（委內(nèi)瑞拉，5.48%）。根據(jù)含硫量可把原油分為高硫原油（含硫量大于1%）和低硫原油（含硫量小于1%）。原油中的硫主要來(lái)自有機(jī)物的蛋白質(zhì)和圍巖的含硫酸鹽礦物如石膏等，故產(chǎn)于海相環(huán)境的石油較形成于陸相環(huán)境的石油含硫量高。

原油中含氮量在0.1-1.7%之間，平均值0.094%。90%以上的原油含氮量小于0.2%。原油的含氧量在0.1-4.5%之間，主要與其氧化變質(zhì)程度有關(guān)。第7頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

除上述5種主要元素之外，還從原油灰分（石油燃燒后的殘?jiān)┲邪l(fā)現(xiàn)有鐵(Fe)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硅(Si)、鋁(Al)、釩（V）、鎳（Ni）、銅（Cu）、銻（Sb）、錳（Mn）、鍶（Sr）、鋇（Ba）、硼（B）、鈷（Co）、鋅（Zn）、鉬（Mo）、鉛（Pb）、錫（Sn）、鈉（Na）、鉀（K）、磷（P）、鋰（Li）、氯（Cl）、鉍（Bi）、鈹（Be）、鍺（Ge）、銀（Ag）、砷（As）、鎵（Ga）、金（Au）、鈦（Ti）鉻（Cr）、鎘（Cd）等30多種元素。這些元素雖然種類(lèi)繁多，但總量?jī)H占石油重量的萬(wàn)分之幾，在石油中屬微量元素，亦或稱(chēng)之為灰分元素。第8頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

在石油微量元素中，以釩(V)、鎳(Ni)兩種元素含量高、分布普遍，且鑒于其與石油成因有關(guān)聯(lián)，最為石油地質(zhì)學(xué)家所重視。

V/Ni比值可做為區(qū)分是來(lái)自海相環(huán)境還是陸相環(huán)境沉積物的標(biāo)志之一。

一般V/Ni>1被認(rèn)為是海相環(huán)境。

V/Ni<1為陸相環(huán)境。第9頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（三）石油的化合物組成

組成石油的主要元素是C、H、S、N、O，但由這5種元素構(gòu)成的化合物卻是龐大的。籠統(tǒng)地說(shuō)，組成石油的化合物多是有機(jī)化合物，作為雜質(zhì)混入的無(wú)機(jī)化合物不多，含量甚微，可以忽略不計(jì)。石油的化合物組成，歸納起來(lái)可以分為烴和非烴兩大類(lèi)，其中烴類(lèi)是主要的，這與元素組成以C、H占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)相一致。一、石油的概念及組成第10頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五飽和烴或烷烴或石蠟烴（鏈烷烴及環(huán)烷烴）不飽和烴--烯烴、芳香烴和環(huán)烷-芳香烴烴類(lèi)化合物第11頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.烴類(lèi)化合物

（1）.

飽和烴在石油中飽和烴在數(shù)量上占大多數(shù)，一般占石油所有組分的50-60%?？杉?xì)分為正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴(同分異構(gòu)體—具有相同成分但具不同分子結(jié)構(gòu)從而具不同特性的物體）和環(huán)烷烴。直鏈的正構(gòu)烷烴平均占石油的15-20%（體積），輕質(zhì)原油可達(dá)30%以上，而重質(zhì)原油可小于15%。石油中已鑒定出的正烷烴自C1-C45，但石油大部分正烷烴碳數(shù)≤C35。

在常溫常壓下

，正烷烴C1-C4為氣態(tài)，C5-C15為液態(tài)，C16以上為固態(tài)（天然石蠟）。第12頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

石油中帶支鏈（側(cè)鏈）的異構(gòu)烷烴以≤C10為主，常見(jiàn)于C6-C8中；C11-C25較少，且以異戊二烯型烷烴最重要。石油中的異戊二烯型烷烴，一般被認(rèn)為是葉綠素的側(cè)鏈-植醇演化而來(lái)，因而是石油生物成因的標(biāo)志化合物。這種異構(gòu)烷烴的特點(diǎn)是每四個(gè)碳原子帶有一個(gè)甲基支鏈?，F(xiàn)已從石油中分離出多種異戊二烯型化合物，其總量達(dá)石油的0.5%。其中研究和應(yīng)用較多的是2,6,10,14-四甲基十五烷（姥鮫烷）和2,6,10,14-四甲基十六烷（植烷）。研究表明，同一來(lái)源的石油，各種異戊二烯型化合物極為相似。因而常用之作為油源對(duì)比的標(biāo)志。異戊二烯烴同系列立體化學(xué)結(jié)構(gòu)圖第13頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

環(huán)烷烴在石油中所占的比例為20-40%，平均30%左右。低分子（＜C10）的環(huán)烷烴，尤以環(huán)戊烷（C5-五員環(huán)）和環(huán)己烷（C6-六員環(huán)）及其衍生物是石油的重要組成部分，且一般環(huán)巳烷多于環(huán)戊烷。中等到大分子量（C10-35）的環(huán)烷烴可以是單環(huán)到六環(huán)。石油中環(huán)烷烴以單環(huán)和雙環(huán)為主，占石油中環(huán)烷烴的50-55%，三環(huán)約占20%，四環(huán)以上占25%左右。在石油中多環(huán)環(huán)烷烴的含量隨成熟度增加而減少，故高成熟原油中1-2環(huán)的環(huán)烷烴顯著增多。在常溫常壓下，環(huán)丙烷（C3H6）和甲基環(huán)丙烷（C4H8）為氣態(tài)，除此之外所有其它單環(huán)環(huán)烷烴均為液態(tài)，兩環(huán)以上（＞C11）的環(huán)烷烴為固態(tài)。第14頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

（2）.不飽和烴石油中的不飽和烴主要是芳香烴和環(huán)烷-芳香烴，平均占原油重量的20-45%。石油中已鑒定出的芳香烴，根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同可以分為單環(huán)、多環(huán)和稠環(huán)三類(lèi)。單環(huán)芳烴包括苯、甲苯、二甲苯等。多環(huán)芳烴有聯(lián)苯、三苯甲烷等。稠環(huán)芳烴包括萘（二環(huán)稠合），蒽和菲（三環(huán)稠合）以及苯并蒽和屈（四環(huán)稠合）。第15頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

芳香烴在石油中以苯、萘、菲三種化合物含量最多，其主要分子也常常是以烷基的衍生物出現(xiàn)。如前者通常出現(xiàn)的主要是甲苯，而不是苯。環(huán)烷-芳香烴包含一個(gè)或幾個(gè)縮合芳環(huán)，并與飽和環(huán)及鏈烷基稠合在一起。石油中最豐富的環(huán)烷-芳香烴是兩環(huán)（一個(gè)芳環(huán)和一個(gè)飽和環(huán)）構(gòu)成的茚滿和萘滿以及它們的甲基衍生物。而最重要的是四環(huán)和五環(huán)的環(huán)烷-芳烴，其含量及分布特征常用于石油的成因研究和油源對(duì)比。因?yàn)樗鼈兇蠖嗯c甾族和萜族化合物有關(guān)，而甾族和萜族化合物是典型是生物成因標(biāo)志化合物。第16頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.非烴化合物

石油中的非烴化合物是指除C、H兩種主要元素外，還含有硫或氮或氧，亦或金屬原子（主要是釩和鎳）的一大類(lèi)化合物。石油中這些元素的含量不多，但含這些元素的化合物卻不少，有時(shí)可達(dá)石油重量的30%。其中又主要是含硫、氮、氧的化合物。第17頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（1）含硫化合物

硫是碳和氫之后的第三個(gè)重要元素，含硫的化合物也最為多見(jiàn)。目前石油中已鑒定出的含硫化合物將近100種，多呈硫醇、硫醚、硫化物（H2S）和噻吩（含硫的雜環(huán)化合物的形式存在，在重質(zhì)石油中含量較為豐富。第18頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）含氮化合物石油中含氮化合物較為少見(jiàn)，平均含量小于0.1%。目前從石油中分離出來(lái)的含氮化合物有30多種，主要是以含氮雜環(huán)化合物形式存在。其中以含釩和鎳的金屬卟啉化合物最為重要。原油中的卟啉類(lèi)型與沉積環(huán)境有密切關(guān)系，海相石油富含釩卟啉，而陸相石油富含鎳卟啉。第19頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五葉綠素（A）與原油中的卟啉（B）、植烷（Ph）、姥鮫烷(Pr)結(jié)構(gòu)比較圖

（G.D.Hobsoh

etc.,1981）第20頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（3）含氧化合物

石油中含氧化合物已鑒定出50多種。包括有機(jī)酸、酚和酮類(lèi)化合物。其中主要是與酸官能團(tuán)－COOH有關(guān)的有機(jī)酸，有C1-24的脂肪酸，C5-10的環(huán)烷酸，C10-15的類(lèi)異戊二烯酸。石油中的有機(jī)酸和酚（酸性）統(tǒng)稱(chēng)石油酸，其中以環(huán)烷酸最多，占石油酸的95%，主要是五員酸和六員酸。幾乎所有石油中都含有環(huán)烷酸，但含量變化較大，在0.03-1.9%之間。環(huán)烷酸易與堿金屬作用生成環(huán)烷酸鹽，環(huán)烷酸鹽又特別易溶于水。因此地下水中環(huán)烷酸鹽的存在是找油的標(biāo)志之一。第21頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（四）石油的餾分組成石油是數(shù)以百計(jì)的若干種烴類(lèi)和非烴有機(jī)化合物的混合物，每種化合物都有自己的沸點(diǎn)和凝點(diǎn)。石油的餾分就是利用組成石油的化合物各自具有不同沸點(diǎn)的特性，通過(guò)對(duì)原油加熱蒸餾，將石油分割成不同沸點(diǎn)范圍的若干部分，每一部分就是一個(gè)餾分。分割所用的溫度區(qū)間（餾程）不同，餾出物（餾分）有所差異（表）。一、石油的概念及組成第22頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五石油產(chǎn)品的大致鎦程范圍

餾分輕餾分(低沸餾分)中餾分（中沸餾分）重餾分（高沸餾分）石油氣(醚)汽油煤油柴油重瓦斯油潤(rùn)滑油渣油溫度(℃)＜35（＜40）35-190（40-180）190-260（180-230）260-320（230-405）320-360360-530（405-515）＞530（＞515）

通常石油的煉制過(guò)程可以看作就是對(duì)石油的分餾。現(xiàn)代煉油工業(yè)為了提高石油中輕餾分的產(chǎn)量和提高產(chǎn)品質(zhì)量，除了采用直餾法外，還采用催化熱裂化、加氫裂化、熱裂解、石油的鉑重整等一系列技術(shù)措施。例如在常壓下分餾出的汽油只占原油的15-20%，在采用催化熱裂化后，可使汽油的產(chǎn)量提高到50-80%，以滿足各方面以汽油作能源燃料的需求。第23頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（五）石油的組分組成石油組分分析是過(guò)去在石油研究中曾廣泛使用的一種方法。它是利用有機(jī)溶劑和吸附劑對(duì)組成石油的化合物具有選擇性溶解和吸附的性能，選用不同有機(jī)溶劑和吸附劑，將原油分成若干部分，每一部分就是一個(gè)組分。一、石油的概念及組成第24頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

一般在作組分分析之前，先對(duì)原油進(jìn)行分餾，去掉低于210℃的輕餾分，切?。?10℃的餾分進(jìn)行組分分析。凡能溶于氯仿和四氯化碳的組分稱(chēng)為油質(zhì)，它們是石油中極性最弱的部分，其成分主要是飽和烴和一部分低分子芳烴。

溶于苯的組分稱(chēng)為苯膠質(zhì)，其成分主要是芳烴和一些具有芳環(huán)結(jié)構(gòu)的含雜元素的化合物（主要為含S、N、O的多環(huán)芳烴）。用酒精和苯的混合液（或其它極性更強(qiáng)的如甲醇、丙酮等）作溶劑，可以得到酒精-苯膠質(zhì)（或其它相應(yīng)組分），此類(lèi)膠質(zhì)的成分主要是含雜元素的非烴化合物。用石油醚分離，溶于石油醚的部分是油質(zhì)和膠質(zhì)。剩下不溶于石油醚的組分（但可溶于苯、二硫化碳和三氯甲烷等中性有機(jī)溶劑，呈膠體溶液，可被硅膠吸附）為瀝青質(zhì)；后者是渣油的主要組分，其主要成分是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子非烴化合物。第25頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)石油一、石油的概念及組成二、石油的分類(lèi)三、石油的物理性質(zhì)四、海、陸相石油的基本區(qū)別第一章油氣藏中的流體第26頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、石油的分類(lèi)石油的分類(lèi)常因目的（用途）不同而采用的參數(shù)各異。目前石油地質(zhì)學(xué)上較為流行的是蒂索和威爾特（1978）提出的分類(lèi)。下面對(duì)該分類(lèi)作一簡(jiǎn)單介紹。該分類(lèi)主要是依據(jù)原油中各烴類(lèi)的含量比例關(guān)系，以烷（石蠟）烴、環(huán)烷烴、芳烴+S、N、O化合物三個(gè)參數(shù)作為三個(gè)端元，采用三角圖解來(lái)劃分原油類(lèi)型。注意該方案中所用參數(shù)是原油中沸點(diǎn)＞210℃餾分的分析數(shù)據(jù)。

該方案是考慮到飽和烴含量對(duì)于石油性質(zhì)有重大影響，且飽和烴分布上在50%處為兩個(gè)眾數(shù)的最小值，可以明顯地將芳香型原油與石蠟型-環(huán)烷型原油分開(kāi)（圖）。第27頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

在636個(gè)正常的和重質(zhì)降解石油樣品中飽和烴的分布（據(jù)Ｂ.Ｐ.Tissot等，1978）

表示六種石油類(lèi)型的三角圖解（據(jù)Ｂ.Ｐ.Tissot等，1978）第28頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五在＞210℃石油餾分中的濃度石油類(lèi)型石油中硫的含量（近似值）每一類(lèi)樣品的數(shù)目S＞50%AA＜50%P＞N且P＞40%石蠟型石油＜1%100P≤40%且N≤40%石蠟-環(huán)烷型石油217N＞P且N≥40%環(huán)烷型石油21S≤50%AA≥50%P＞10%芳香-中間型石油＞1%126P≤10%N≤25%芳香-瀝青型石油41石油的分類(lèi)表（據(jù)Ｂ.Ｐ.Tissot等，1978）

S=飽和烴AA=芳香烴+膠質(zhì)+瀝青質(zhì)P=石蠟烴N=環(huán)烷烴

樣品總數(shù)=541第29頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)石油一、石油的概念及組成二、石油的分類(lèi)三、石油的物理性質(zhì)四、海、陸相石油的基本區(qū)別第一章油氣藏中的流體第30頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、石油的物理性質(zhì)熱值導(dǎo)電性旋光性螢光性蒸發(fā)與揮發(fā)凝固和液化溶解性粘度比重和密度顏色第31頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（一）、顏色

在透射光下石油的顏色可以呈淡黃、褐黃、深褐、淡紅、棕色、黑綠色及黑色等色。原油顏色的深淺主要取決于膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的含量。其含量愈高，則顏色愈深。

第32頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（二）、比重和密度

液態(tài)石油的比重，在我國(guó)和前蘇聯(lián)是指在101325Pa下，20℃（或15.5℃）石油與4℃純水單位體積的重量比。歐、美各國(guó)則是用101325Pa下，60℉（15.55℃）石油與4℃純水單位體積的重量比，通常稱(chēng)之為API度。在國(guó)際石油貿(mào)易中常以API度為單位。

石油比重一般介于0.75-0.98之間。通常把比重大于0.9的稱(chēng)為重質(zhì)石油，小于0.9的稱(chēng)為輕質(zhì)石油。Intheworld，原油大多為輕質(zhì)石油；重質(zhì)石油居次要地位。比重最大的可達(dá)1.0以上，這種石油用一般方法難于開(kāi)采。第33頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

密度是單位體積物質(zhì)的質(zhì)量。密度單位形式上與比重差別不大，一般用g/ml或g/cm3。密度與物質(zhì)本身的成分和體積變化相關(guān)。液體石油的體積，在常壓下隨溫度升高而增大。

地下石油的密度不僅與溫度壓力有關(guān)，還與溶解氣量有關(guān)，且后者才是影響石油密度的本質(zhì)因素。溶解氣量增加則密度降低。地表和地下溫、壓條件不同，不僅影響石油體積，更主要的是由于溶解氣量的差異，導(dǎo)致石油物質(zhì)組成的差異，實(shí)質(zhì)上是改變了石油的質(zhì)量。地下石油含有較多的溶解氣，是地下石油密度較地表石油密度低的根本原因。第34頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五不同比重石油的膨脹系數(shù)

比重API度平均膨脹系數(shù)（體積/單位體積1oF）0.67780.0080.67-0.7278-650.0070.72-0.7764-510.0060.78-0.8550-350.0050.85-0.9734-150.0040.97-1.07814-0第35頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

在有氣頂氣條件下石油體積隨壓力增大而變化的情況（轉(zhuǎn)引自A.I.Levorsen,1954）第36頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（三）、

粘度

粘度是反映流體流動(dòng)難易程度的一個(gè)物理參數(shù)。粘度值實(shí)質(zhì)上是反映流體流動(dòng)時(shí)分子之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)所引起內(nèi)摩擦力的大小。粘度大則流動(dòng)性差，反之則流動(dòng)性好。石油粘度是制定石油開(kāi)發(fā)方案、油井動(dòng)態(tài)分析及石油儲(chǔ)運(yùn)都必須考慮的重要參數(shù)。粘度分為動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和相對(duì)粘度。石油地質(zhì)學(xué)上通常所用的粘度多指動(dòng)力粘度。石油粘度大小主要取決于其化學(xué)組成，小分子的烷烴、環(huán)烷烴含量高，粘度就低；而石蠟、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，粘度就高。石油粘度隨溫度升高、溶解氣量增加而降低。因此，地下石油的粘度常低于地表。在地下1,500-1,700m處，石油的粘度通常僅為地表的一半。

第37頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（四）、溶解性

石油能溶于多種有機(jī)溶劑。如氯仿、四氯化碳、苯、醚等。石油是多種有機(jī)化合物的混合物，實(shí)際上各種化合物都可以看作是有機(jī)溶劑，換言之，各成分之間具有互溶性。其中輕質(zhì)組分對(duì)重質(zhì)組分的溶解作用可能更明顯些，也更容易理解。有可能這種溶解作用正是重質(zhì)組分得以實(shí)現(xiàn)運(yùn)移的有效途徑。石油在水中的溶解度一般很低，通常隨分子量的增加很快變小，但隨不同烴類(lèi)化學(xué)性質(zhì)的差異而有很大的差別。其中芳烴的溶解度最大，可達(dá)數(shù)百到上千PPm；環(huán)烷烴次之，一般為14-150PPm；烷烴最低，僅幾個(gè)到幾十個(gè)PPm。在碳數(shù)相同時(shí)，一般芳香烴的溶解度大于鏈烷。如巳烷、環(huán)巳烷和苯分別為9.5、60和1,750mg/l，差別是非常明顯的。苯和甲苯是溶解度最大的液態(tài)烴。當(dāng)壓力不變時(shí)，烴在水中的溶解度隨溫度升高而變大。芳香烴更明顯。但隨含鹽度和壓力的增大而變?。∕cAULIFFE，1979）。當(dāng)水中飽和CO2和烴氣時(shí)，石油的溶解度將明顯增加。第38頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（五）、凝固和液化

石油的凝固和液化溫度沒(méi)有固定的數(shù)值。在凝固和液化之間可以出現(xiàn)中間狀態(tài)。富含瀝青的石油在溫度降低時(shí)無(wú)明顯凝固現(xiàn)象。石油的凝固點(diǎn)與粘度和重質(zhì)石蠟的含量有關(guān)，尤其與后者關(guān)系密切。富石蠟的石油在溫度下降到結(jié)蠟點(diǎn)時(shí)，即伴隨石蠟晶出而出現(xiàn)凝固現(xiàn)象；高粘度原油一般富含石蠟，10℃左右便會(huì)變成粘糊狀或固體狀；石油凝固點(diǎn)的高低與含蠟量及烷烴碳原子數(shù)具有正相關(guān)性。凝固點(diǎn)高的原油容易使井底及油管結(jié)蠟，給采油增加困難。輕質(zhì)石油凝固點(diǎn)很低，所以一般低凝固點(diǎn)的石油為優(yōu)質(zhì)石油。

第39頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（六）、蒸發(fā)與揮發(fā)

蒸發(fā)和揮發(fā)都是指在常溫常壓下液體表面汽化的現(xiàn)象。二者可視為同義詞。蒸發(fā)側(cè)重于汽化現(xiàn)象本身，而揮發(fā)則是側(cè)重于表述這種現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)過(guò)程和結(jié)果。石油蒸發(fā)時(shí)輕組分優(yōu)先逸出；而通常石油的揮發(fā)性即指其輕組分以氣體形式離開(kāi)石油散發(fā)掉的現(xiàn)象和事實(shí)；其結(jié)果同是使石油的比重增大。第40頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

（七）、螢光性

石油在紫外光照射下可產(chǎn)生發(fā)螢光的特性稱(chēng)為螢光性。石油中只有不飽和烴及其衍生物具有螢光性。這是因?yàn)樗鼈兡芪兆贤夤庵胁ㄩL(zhǎng)較短、能量較高的光子，隨后放出波長(zhǎng)較長(zhǎng)而能量較低的光子，產(chǎn)生螢光。飽和烴不發(fā)螢光。螢光性可能與存在雙鍵有關(guān)。螢光色隨不飽和烴及含雙鍵的非烴濃度和分子量增加而加深。芳烴呈天藍(lán)色，膠質(zhì)為黃色，瀝青質(zhì)為褐色。利用石油具有螢光性，可以用紫外燈鑒定巖石中微量石油和瀝青類(lèi)物質(zhì)的存在。在有機(jī)溶劑中只要含有10-5瀝青類(lèi)物質(zhì)即可被發(fā)現(xiàn)。第41頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（八）、

旋光性

大多數(shù)石油都具有旋光性，即石油能使偏振光的振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)一定角度的性能。石油的旋光角一般是幾分之一度到幾度之間。絕大多數(shù)石油的旋光角是使偏振面向右旋移而成，僅有少數(shù)為左旋。石油的旋光性主要與組成石油的化合物結(jié)構(gòu)上存在不對(duì)稱(chēng)碳原子（又稱(chēng)手征碳原子或手征中心）有關(guān)。而通常存在手征碳原子的甾、萜類(lèi)化合物是典型的生物成因標(biāo)志化合物。因此旋光性可以作為石油有機(jī)成因的重要證據(jù)之一。第42頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（九）、導(dǎo)電性

石油及其產(chǎn)品具有極高的電阻率，石油的電阻率為109-1016Ω·m，與高礦化度的油田水（電阻率為0.02-0.1Ω·m）和沉積巖（1-104Ω·m）相比，可視為無(wú)限大。石油及其產(chǎn)品都是非導(dǎo)體。第43頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（十）、熱值

石油作為重要的能源，其主要經(jīng)濟(jì)價(jià)值就在于它的熱能。石油的熱值因石油的品質(zhì)差別而有所差異，比重在0.7-0.8kg/l的原油為44.5-47MJ/kg；比重為0.8-0.9kg/l的原油為43-44.5MJ/kg；比重為0.9-0.95kg/l的原油為42-43MJ/kg。與煤比較（煤的熱值為22-32MJ/kg），大約1.5噸煤的熱值才相當(dāng)于1噸石油。第44頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)石油一、石油的概念及組成二、石油的分類(lèi)三、石油的物理性質(zhì)四、海、陸相石油的基本區(qū)別第一章油氣藏中的流體第45頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五四、海、陸相石油的區(qū)別

海陸相石油的特征有著明顯的區(qū)別，主要有如下幾個(gè)方面：

石油類(lèi)型含蠟量含硫量釩、鎳含量與比值碳穩(wěn)定同位素的分布第46頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（一）、石油類(lèi)型

海相石油以芳香-中間型和石蠟-環(huán)烷型為主，飽和烴占石油的25-70%，芳烴占總烴的25-60%。

陸相石油以石蠟型為主，部分為石蠟-環(huán)烷型,飽和烴占石油的60-90%，芳烴占總烴的10-20%。

第47頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（二）、含蠟量

含蠟量高是陸相石油的基本特征之一。世界上高蠟石油都產(chǎn)于陸相環(huán)境中。根據(jù)我國(guó)陸相石油的分析資料，含蠟量普遍大于5%，一般為10-30%，個(gè)別可達(dá)40%以上，而海相石油含蠟量均小于5%，一般僅0.5-3。

第48頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（三）、含硫量

海相石油一般為高硫石油，而陸相石油一般為低硫石油。含硫量主要與蒸發(fā)鹽或碳酸鹽母巖的沉積環(huán)境（主要是鹽度）有關(guān)。第49頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（四）、微量元素釩、鎳的含量和比值

石油中釩、鎳的含量和比值也是海陸相石油的區(qū)別之一。海相石油中釩、鎳含量高，且V/Ni＞1；而陸相石油中釩、鎳含量較低，且V/Ni＜1。此外，釩、鎳主要存在于卟啉類(lèi)化合物中，海相石油富含釩卟啉，而陸相石油富含鎳卟啉。第50頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（五）、碳穩(wěn)定同位素分布

海陸相石油的碳穩(wěn)定同位素組成也有明顯差別。據(jù)廖永勝（1982）統(tǒng)計(jì)，第三系海相石油的δ13C值一般大于-27‰，而陸相石油的δ13C值一般小于-29‰。不同時(shí)代海、陸相石油的δ13C值可有一定幅度的變化，但兩者的差別仍是基本的。第51頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)石油第二節(jié)天然氣

第三節(jié)油田水第一章油氣藏中的流體第52頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)天然氣一、天然氣的概念及產(chǎn)狀二、天然氣的化學(xué)組成三、天然氣的物理性質(zhì)四、天然氣與石油的區(qū)別第一章油氣藏中的流體第53頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（一）天然氣的概念

所謂天然氣，廣義上理解，是指自然界天然存在的一切氣體。根據(jù)其存在的環(huán)境，索柯洛夫（В.А.СΟКΟЛΟВ，1971）將天然氣分為八類(lèi)，即大氣、地表沉積物中氣、沉積巖中氣、海洋中溶解氣、變質(zhì)巖中氣、巖漿巖中氣、地幔排出氣及宇宙氣。實(shí)際上，目前研究較為充分的是以沉積巖為主體的地殼上部巖石圈中的天然氣，特別是以烴類(lèi)為主的氣藏和油氣藏中的天然氣（偶然發(fā)現(xiàn)的非烴氣藏僅作為附帶）。因此，在石油及天然氣地質(zhì)學(xué)中研究的主要對(duì)象是地殼上部巖石圈中以烴類(lèi)為主的天然氣（狹義）。一、天然氣的概念及產(chǎn)狀第54頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（二）天然氣的產(chǎn)狀類(lèi)型

地殼中的天然氣，依其存在的相態(tài)可以分為游離氣、溶解氣（溶于油和水中）、吸附氣和固體水溶氣；依其分布特點(diǎn)可以分為聚集型和分散型；依其與石油產(chǎn)出的關(guān)系可以分為伴生氣和非伴生氣。一、天然氣的概念及產(chǎn)狀第55頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五天然氣的類(lèi)型存在的相態(tài)分布特點(diǎn)與石油產(chǎn)出的關(guān)系游離氣溶解氣吸附氣固體水溶氣聚集型分散型伴生氣非伴生氣游離氣氣藏氣氣頂氣凝析氣油溶氣水溶氣煤層氣致密地層氣

氣水合物第56頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)天然氣一、天然氣的概念及產(chǎn)狀二、天然氣的化學(xué)組成三、天然氣的物理性質(zhì)四、天然氣與石油的區(qū)別第一章油氣藏中的流體第57頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

氣（油）藏中天然氣的主要成分是烴類(lèi)。通常以甲烷占優(yōu)勢(shì)，并有數(shù)量不等的重?zé)N氣（C2+）。在某些石油伴生氣（氣頂氣和油溶氣）中，重?zé)N氣含量可以超過(guò)甲烷。非烴氣在絕大多數(shù)氣藏氣中為次要成分，常見(jiàn)的非烴氣有N2、CO2、H2S、CO、SO2、H2、Hg等，以及痕量到微量的惰性氣體如氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）等。在某些氣藏中非烴氣體也可以成為主要成分，如N2氣藏、CO2氣藏、H2S氣藏等。二、天然氣的化學(xué)組成第58頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

據(jù)雅庫(kù)琴尼（В.П.ЯКУЧеНИ，1976）對(duì)世界上不同時(shí)代，不同構(gòu)造單元的2,000個(gè)氣藏、15,000個(gè)分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，世界上絕大多數(shù)氣藏的成分是以烴氣為主。烴含量高于80%的氣藏?cái)?shù)占總數(shù)的85%以上，90%以上的天然氣儲(chǔ)量集中于烴含量在90%以上的氣藏中。氮?dú)鉃橹鞯臍獠卣細(xì)獠乜倲?shù)的百分之幾，含量在90%以上的不到1%。以CO2和H2S為主的氣藏也不足氣藏總數(shù)的1%。世界上若干有代表性的地區(qū)和油氣田中的天然氣成分如表所示。第59頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五地區(qū)及油氣田名稱(chēng)時(shí)代成分CH4C2+CO2H2SN2其它前蘇聯(lián)西西北利亞氣田K97.8-99.91痕量到0.8550.1-0.680-0.0040.45-1.690-.07阿塞拜疆凝析氣田N91.3-97.931.58-8.660-0.5奧倫堡凝析氣田P1—C381.55-91.0-3.21.3-4.52.4-7.4羅馬什金油田D40.049.90.109.0美國(guó)胡果頓氣田P74.311.40014.0潘漢得油氣田Ar+P91.36.380.101.0中

國(guó)圣燈山氣田P194.570.990.2402.430.02大慶油田K183.8213.00.110.58老君廟油田N64.935.00.1荷蘭格羅寧根氣田P181.33.50.3014.0北海英國(guó)赫威特氣田本塔爾砂巖(T）83.198.390.080.028.4赫威特砂巖（T）92.135.490.0202.32.366法國(guó)拉克氣田J3—K168.665.579.9215.520.33世界上若干地區(qū)和油氣田中天然氣成分簡(jiǎn)表第60頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(一）、天然氣的烴類(lèi)組成

天然氣的烴類(lèi)組成一般以甲烷為主，重?zé)N氣次之。重?zé)N氣以C2H6和C3H8最為常見(jiàn)；>C4者較少見(jiàn)。在多數(shù)情況下

，含量隨碳數(shù)增加而減少；但在有的氣藏中也可見(jiàn)C3H8和C4H10異常高的現(xiàn)象。重?zé)N氣中C4-C7除正構(gòu)烷烴外，有時(shí)還有少到微量環(huán)烷烴和芳烴。一般常根據(jù)重?zé)N氣的含量將天然氣劃分為濕氣和干氣。但不同學(xué)者所用的參數(shù)、量值及具體的劃分方案不盡相同。在天然氣地質(zhì)學(xué)上常用重?zé)N氣含量5%作為劃分干氣和濕氣的界限，C2+≥5%稱(chēng)為濕氣，C2+＜5%稱(chēng)為干氣。典型的濕氣和干氣以及歐、非、美洲若干有商業(yè)價(jià)值的天然氣烴類(lèi)組成如表所示。第61頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

天然氣組成%（體積）資料來(lái)源CH4C2H6C3H8C4H9>C5H12非烴典型濕氣84.66.45.32.61.1

Heron(964)干氣96.02.00.60.31.1利曼（英，北海）94.83.00.60.20.20.2Tiratsoo(1979)非洲利比亞71.416.07.93.41.3/阿爾及利亞86.59.42.61.10.10.3尼日利亞88.16.32.10,31.12.1圣弗朗西斯科（美，加州）88.597.011.930.280.032.06洛杉磯（美，加州）86.58.01.90.30.23.1華盛頓特區(qū)95.152.840.630.240.11.04第62頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

天然氣的烴類(lèi)組成變化很大，如我國(guó)柴達(dá)木盆地聶中的氣藏氣，甲烷含量為99.5%，重?zé)N（C2H6）含量?jī)H0.035%，C1/C2+為2843，H/C原子比為3.999；而俄羅斯格羅茲尼的石油伴生氣，甲烷含量?jī)H30.8%，重?zé)N（C2H6-C5H12）含量卻高達(dá)69.2%，且其中C3H8-C5H12各占20%左右，相應(yīng)地，C1/C2+為0.445，H/C原子比為3.02。這兩個(gè)例子可作為天然氣烴類(lèi)組成兩個(gè)極端的代表，其差別是顯而易見(jiàn)的。第63頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（二）、天然氣的非烴組成

在以烴類(lèi)為主的天然氣聚集中，一般將非烴氣體成分視為雜質(zhì)。但有的非烴氣體含量達(dá)到一定的品位也具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，應(yīng)予以足夠的重視；同時(shí)，研究非烴氣體，對(duì)了解天然氣的形成、運(yùn)移等也有重要意義。因此我們有必要對(duì)天然氣中的非烴氣體有所認(rèn)識(shí)。天然氣（主要是氣藏氣）中常見(jiàn)的非烴氣有N2、CO2、H2S、CO、SO2、H2、Hg蒸氣及惰性氣體，有時(shí)還有少量含硫、氮、氧的有機(jī)化合物。非烴氣的含量一般小于10%，但亦有少量氣藏非烴氣體含量可超過(guò)10%，極少數(shù)是以非烴氣體為主的氣藏，如N2氣藏，CO2氣藏，H2S氣藏。第64頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)天然氣一、天然氣的概念及產(chǎn)狀二、天然氣的化學(xué)組成三、天然氣的物理性質(zhì)四、天然氣與石油的區(qū)別第一章油氣藏中的流體第65頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

天然氣是多種烴類(lèi)和非烴的氣態(tài)混合物。在常溫常壓下以氣態(tài)存在的烴類(lèi)有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷及新戊烷；非烴類(lèi)有氫、氮、二氧化碳、硫化氫和惰性氣體。在地下高溫高壓下，C5-C7烷烴和部分環(huán)烷烴、芳烴及有機(jī)硫化物也可以呈氣態(tài)存在。三、天然氣的物理性質(zhì)

第66頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(一)、密度與相對(duì)密度

天然氣的密度定義為單位體積氣體的質(zhì)量。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，天然氣中主要烴類(lèi)成分的密度為0.6773kg/m3（甲烷）-3.0454kg/m3（戊烷）。天然氣混合物的密度一般為0.7-0.75kg/m3，其中石油伴生氣特別是油溶氣的密度最高可達(dá)1.5kg/m3甚至更大些。天然氣的密度隨重?zé)N含量尤其是高碳數(shù)的重?zé)N氣含量增加而增大，亦隨CO2和H2S的含量增加而增大。天然氣的相對(duì)密度是指在相同溫度、壓力條件下天然氣密度與空氣密度的比值，或者說(shuō)在相同溫度、壓力下同體積天然氣與空氣質(zhì)量之比。天然氣烴類(lèi)主要成分的相對(duì)密度為0.5539（甲烷）-2.4911（戊烷），天然氣混合物一般在0.56-1.0之間，亦隨重?zé)N及CO2和H2S的含量增加而增大。第67頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五化合物分子式分子量密度相對(duì)密度甲烷CH416.0430.67730.5539乙烷C2H630.0701.26931.0382丙烷C3H844.0971.86141.5225丁烷C4H1058.1242.45352.0068異丁烷C4H1058.1242.45352.0068戊烷C5H1272.1513.04542.4911異戊烷C5H1272.1513.04542.4911新戊烷C5H1272.1513.04542.4911巳烷C6H1486.1783.63742.9753庚烷C7H16100.2054.22993.4596環(huán)戊烷C5H1070.1352.96042.4215環(huán)巳烷C6H1284.1623.55262.9057苯C6H678.1143.29742.6969甲苯C7H892.1413.88913.1812二氧化碳CO244.0101.85771.5195硫化氫H2S34.0761.43801.7165氮N228.0131.1822

1.9672天然氣中常見(jiàn)組分的密度和相對(duì)密度（101325Pa，15.55℃）

第68頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

天然氣在地下的密度隨溫度的增加而減小，隨壓力的增加而加大。但鑒于天然氣的壓縮性極強(qiáng)，在氣藏中，天然氣的體積可縮小到地表體積的1/200-1/300，壓力效應(yīng)遠(yuǎn)大于溫度效應(yīng)，因此地下天然氣的密度遠(yuǎn)大于地表溫壓下的密度，一般可達(dá)150-250kg/m3；凝析氣的密度最大可達(dá)225-450kg/m3。第69頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（二）、臨界溫度和臨界壓力

在自然（地面或地下）條件下，氣體是否以氣態(tài)存在取決于溫度和壓力。這就涉及到臨界溫度和臨界壓力的概念。純物質(zhì)的臨界溫度系指氣相物質(zhì)能（通過(guò)加壓）維持液相的最高溫度。高于臨界溫度時(shí)，無(wú)論加多大壓力，都不能使氣態(tài)物質(zhì)變?yōu)橐簯B(tài)。在臨界溫度時(shí)，氣態(tài)物質(zhì)液化所需要的最低壓力稱(chēng)為臨界壓力。高于臨界壓力時(shí)，無(wú)論多少溫度，氣、液兩相不可能共存。天然氣常見(jiàn)組分的臨界溫度和臨界壓力如表所示。第70頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五化合物沸點(diǎn)（℃）(101325Pa）凝固點(diǎn)（℃）(101325Pa）蒸氣壓力(101325Pa，℃）臨界溫度（℃）臨界壓力(101325pa)甲烷-161.49-182.48(340.228)-82.5745.44乙烷-86.60-183.23(54.436)32.27

48.16丙烷-42.04-187.6912.92996.6741.94丁烷-0.50-138.363.511152.0337.47異丁烷-11.72-159.614.913134.9436.00戊烷36.07-129.731.059196.5033.25異戊烷27.88-159.911.390187.2833.37新戊烷9.50-16.572.433160.6331.57巳烷68.73-95.320.337234.2829.73庚烷98.43-90.580.110267.1127.00環(huán)戊烷49.25-93.840.675238.6044.49環(huán)巳烷80.726.540.222286.3940.22苯80.095.530.219289.0148.34甲苯110.63-94.970.0702318.6440.55二氧化碳-78.50--31.0672.88硫化氫-60.33-82.8926.810100.3988.87氮-195.78-210.00--146.8933.55天然氣中常見(jiàn)組分的臨界溫度和臨界壓力

第71頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五對(duì)于各烴類(lèi)組分來(lái)說(shuō)，甲烷的臨界溫度為-82.57℃，乙烷為32.37℃。因此它們?cè)诘叵鲁苡谑秃退蛐纬蓺馑衔镏?，均以氣相存在。丙烷臨界溫度為96.67℃，在低于該溫度時(shí)，在適當(dāng)?shù)膲毫ο录纯梢夯Ｒ虼吮榧疤紨?shù)更高的烷烴，在地下大多以液相存在，僅有少量與甲烷、乙烷呈氣態(tài)或溶于石油或溶于水（數(shù)量更少）存在。第72頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（三）、溶解性

天然氣能不同程度溶于水和石油兩類(lèi)溶劑中。

天然氣能不同程度地溶解于水和油兩類(lèi)溶劑中，具體數(shù)量取決于天然氣和溶劑的成分以及氣體的壓力、溫度。不同成分的氣體其溶解系數(shù)有相當(dāng)大的差別。根據(jù)相似相溶原理，烴氣在石油中的溶解度要比水中大許多倍。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷在在石油中的溶解系數(shù)為0.3，是在水中溶解系數(shù)的近10倍（0.033）。溶解性隨壓力增高溶解度增大，隨溫度升高反而降低。另外，當(dāng)石油中溶有天然氣時(shí)，即可降低石油本身的相對(duì)密度、粘度以及表面張力。第73頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五●天然氣的組分上，重?zé)N氣特別是碳數(shù)較高的重?zé)N氣含量愈高，溶解度愈大?！裨徒M分方面，在相同溫度、壓力條件下，天然氣在低碳數(shù)烴類(lèi)含量高的輕質(zhì)原油中比重質(zhì)原油中的溶解度要高得多?！駵囟葘?duì)天然氣溶解度的影響是隨油層溫度的升高溶解度降低，但其影響效應(yīng)遠(yuǎn)低于壓力的效應(yīng)。第74頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五無(wú)論是溶于地層水還是原油中的天然氣，在條件發(fā)生改變時(shí)，其中的溶解氣都有可能脫離地層水或原油成為游離氣，并在適當(dāng)?shù)臈l件下聚集成為氣藏。特別是在油（氣）藏中，當(dāng)壓力降低時(shí)，天然氣會(huì)自石油中析出，且各組分的析出與其溶解度相對(duì)應(yīng)，甲烷最先開(kāi)始析出，然后是乙烷、丙烷、丁烷等同系物依次析出。第75頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（四）、粘度

前已述及，粘度是指流體分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力的大小。天然氣的粘度就是天然氣分子間內(nèi)部摩擦力的一種量度

天然氣粘度是研究天然氣運(yùn)移、開(kāi)發(fā)和集輸?shù)囊粋€(gè)重要參數(shù)。天然氣的粘度很小，在地表常溫常壓下，只有n×10-2-10-3MPa.s。遠(yuǎn)比水（1MPa.s）和油（1-n×10MPa.s）粘度為低。天然氣粘度與氣體組成、溫度、壓力等因素有關(guān)。在接近大氣壓的低壓條件下，壓力對(duì)粘度的影響很?。珊雎裕?，粘度隨溫度增加而變大，隨分子量增大而減??；而在較高壓力下，天然氣的粘度隨壓力增加而增大，隨溫度升高而減小，隨分子量增加而增大。此外，天然氣粘度還隨非烴氣體增加而增加。第76頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（五）、吸著作用

氣體與固體表面接觸所發(fā)生的關(guān)系，可以有吸收作用，也可以只有吸附作用，亦或兼而有之。吸附作用與吸收作用是有區(qū)別的，氣體與固體表面接觸并滲入固體物質(zhì)內(nèi)部（直至飽和）的現(xiàn)象叫做吸收作用；而氣體被固體吸收的初步過(guò)程是氣體分子被固體表面分子所吸引，這一現(xiàn)象叫做吸附作用。由于常常不能確定是吸附作用還是吸收作用，故把氣體（或液體）在固體表面發(fā)生的作用籠統(tǒng)稱(chēng)之為吸著作用。第77頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（六）、擴(kuò)散

氣體擴(kuò)散是自然界常見(jiàn)的一種物理化學(xué)現(xiàn)象。按引起擴(kuò)散的主導(dǎo)因素可分為濃度擴(kuò)散和溫度擴(kuò)散。按擴(kuò)散介質(zhì)可分為氣體在氣體中擴(kuò)散（自由擴(kuò)散）、氣體在液體中擴(kuò)散和氣體在固體（巖石）中擴(kuò)散。第78頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

濃度擴(kuò)散是由物質(zhì)的濃度差而引起，氣體由高濃度處向低濃度方向流動(dòng)，分子的相互運(yùn)動(dòng)趨向于拉平相互接觸的容器內(nèi)物質(zhì)的濃度。隨著溫度升高，分子的熱運(yùn)動(dòng)加速，擴(kuò)散加快。第79頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

擴(kuò)散系數(shù)是濃度梯度等于1時(shí)1秒鐘內(nèi)通過(guò)截面積為1厘米2的擴(kuò)散氣體量。擴(kuò)散系數(shù)反比于氣體壓力，因?yàn)殡S著壓力增加，分子自由行程的長(zhǎng)度減小，相應(yīng)地壓縮氣體的擴(kuò)散進(jìn)行得比稀薄氣體慢。一般氣體的自由擴(kuò)散系數(shù)（氣體在氣體中擴(kuò)散）大部分在0.08-0.23厘米2/秒之間。氫具有最大的擴(kuò)散系數(shù)，如氫通過(guò)氮或氦氣的擴(kuò)散系數(shù)為0.7厘米2/秒。第80頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

氣體在液體中的擴(kuò)散，從氣體在液體表層溶解（吸收作用）開(kāi)始，然后由于在各液體層中存在氣體濃度差而進(jìn)一步擴(kuò)散。氣體在水中的擴(kuò)散系數(shù)一般隨分子量和分子大小的增加而減小，隨壓力和溫度的升高而增大。氣體在巖石中的擴(kuò)散比在自由空間進(jìn)行得慢，也比在水中進(jìn)行得慢。因?yàn)樵趲r石中氣體是沿充滿流體、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的孔道進(jìn)行擴(kuò)散。與自由空間擴(kuò)散相比，在砂中較之慢2-3倍，在砂巖中慢9-14倍，在致密砂巖中要慢100倍。第81頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五氣體通過(guò)沒(méi)有孔隙的巖石（礦物質(zhì)）的擴(kuò)散比通過(guò)孔隙巖石小10-100倍，但隨著氣體的溫度和壓力升高，擴(kuò)散速度將大大加快。熱擴(kuò)散（溫度擴(kuò)散）是由于存在溫度差而產(chǎn)生，熱擴(kuò)散使輕分子或小分子氣體趨向于在高溫區(qū)集中，而重分子或大分子氣體在低溫區(qū)聚集。

天然氣的擴(kuò)散不可小視，擴(kuò)散可使氣田中的氣大量散失。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中，甚至可使整個(gè)氣藏消失。第82頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（七）、熱值

熱能是天然氣主要經(jīng)濟(jì)價(jià)值所在。天然氣的熱值與組成天然氣的成分有關(guān)，含烴氣比例越高，熱值越高；含非烴氣，特別是含CO2、N2等氣體比例越高，熱值越低。天然氣中主要烴氣成分的熱值如表所列。第83頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五天然氣中主要烴類(lèi)氣體的熱值（據(jù)美國(guó)天然氣工程手冊(cè)，1959