第四講實(shí)驗(yàn)石油組分和物理性質(zhì)

第四講實(shí)驗(yàn)石油組分和物理性質(zhì)第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日

石油的物理性質(zhì)及含油巖心的觀察對(duì)石油地質(zhì)研究和評(píng)價(jià)石油的工業(yè)品質(zhì)有著十分重要的意義。通過觀察和簡易的實(shí)驗(yàn)演示了解：（1）石油的基本物理性質(zhì)；（2）含油巖心的氣水觀察。第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日（一）石油的物理性質(zhì)1.石油顏色的觀察石油顏色的深淺取決于膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的含量。一般膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量愈高，顏色愈深。

觀察原油的顏色有兩種方法，一種是在透射光下觀察，即將樣品朝光源方向，觀察試管中對(duì)著眼睛一側(cè)的顏色。若原油色深，透明度差，可搖動(dòng)原油樣品，觀察留在試管壁上原油薄膜的顏色。另一種是在反射光下的觀察，即向著光源一側(cè)試管壁的顏色，常有熒光顏色干擾，不常采用。第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日原油的顏色有多種，在透射光下，一般有淺黃色、黃棕色、黃褐色、棕褐色、褐色、棕黃色至黑色。觀察我國若干油田原油的顏色，記錄下觀察結(jié)果，填在表學(xué)實(shí)1-1中。第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日原油在20℃時(shí)的相對(duì)密度與同體積4℃時(shí)的純水的密度之比稱為原油的相對(duì)密度，以D420表示之。石油的相對(duì)密度常用相對(duì)密度計(jì)法或韋氏天平密度法測定。第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日測定方法：①將調(diào)好溫度的試樣，小心地沿筒壁倒入量筒中，當(dāng)試樣表面有氣泡聚集時(shí)，可用一片清潔濾紙除去氣泡；②將干燥的密度計(jì)小心地放入試樣中，待其穩(wěn)定后，記錄測定時(shí)的溫度及讀數(shù)；③將密度計(jì)在量筒中輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)幾下再放開，按要求再測定一次。若兩次測定溫度讀數(shù)相差超過0.5℃，應(yīng)重新讀取密度和溫度，直到溫度變化穩(wěn)定到0.5℃以內(nèi)，記錄連續(xù)兩次測定溫度和視密度的結(jié)果（圖實(shí)1-3）。第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日?qǐng)D實(shí)1-3密度計(jì)與密度測定裝置1.溫度計(jì)；2.密度計(jì)；3.量筒；4.支架；5.水浴缸第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日計(jì)算：可根據(jù)下式進(jìn)行溫度校正和計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)密度：

式中：D420：為標(biāo)準(zhǔn)溫度下的相對(duì)密度；D4t：為試驗(yàn)溫度下的相對(duì)密度計(jì)讀數(shù)；r：為相對(duì)密度的補(bǔ)正數(shù)，可查《石油密度計(jì)量換算表》；t：為試驗(yàn)溫度（℃）第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日測定方法：①將預(yù)熱并恒溫的原油樣品小心地注入潔凈而干燥的量筒中，直至懸掛浮沉子的金屬絲浸沒在試油里約15mm為止，此時(shí)天平失去平衡，在梁上逐次掛上砝碼，直至平衡為止，讀取試油的溫度，記錄試油的“視”密度D′（圖實(shí)1-4）。第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日計(jì)算：將測定的“視”密度D′換算為試驗(yàn)溫度下樣品的實(shí)際密度：D4t=（）D′+0.0012

式中：0.9982：為水在20℃時(shí)的密度，g/cm30.0012：為空氣在20℃及大氣壓為0.1Mpa時(shí)的密度，g/cm3D′：在韋氏天平上讀取的密度，g/cm3。將試驗(yàn)溫度下所測原油的密度D4t換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度下的密度D420第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日粘度是表示原油流動(dòng)性能的重要參數(shù)。度量粘度的參數(shù)因測定的裝置和計(jì)量單位的差別，分別稱為：絕對(duì)粘度（或動(dòng)力粘度，單位為Pa?S）、運(yùn)動(dòng)粘度（單位為m2/s）和恩氏粘度（或相對(duì)粘度）。第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日運(yùn)動(dòng)粘度是指流體的動(dòng)力粘度與其在同溫度下的密度的比值。它是液體在重力作用下流動(dòng)阻力的尺度。

第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日運(yùn)動(dòng)粘度測定的儀器主要是一組玻璃毛細(xì)管粘度計(jì)（圖實(shí)1-5），毛細(xì)管粘度計(jì)各擴(kuò)張部分的內(nèi)徑不同，供試驗(yàn)不同粘度的原油時(shí)選用。第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日測定時(shí)，將裝好油樣的粘度計(jì)浸在恒溫液體內(nèi)并調(diào)整為垂直狀態(tài)，當(dāng)油樣液面向下流動(dòng)至第一計(jì)時(shí)標(biāo)記a刻線處開始記時(shí)，當(dāng)液面流至第二計(jì)時(shí)標(biāo)記b刻線時(shí)停止記時(shí)。每個(gè)樣品所測出的流動(dòng)時(shí)間，應(yīng)不少于三次，取其中相近的三個(gè)數(shù)值，求出平均值。在溫度t時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度Ut（mm2/s）按下式計(jì)算：

式中c為粘度計(jì)常數(shù)mm2/s2；tt為油樣平均流動(dòng)時(shí)間（s）。第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日恩氏粘度指液體在某溫度下從恩格勒粘度計(jì)流孔中，流出200ml所需的時(shí)間（s）與蒸餾水在20℃流出相同體積所需的時(shí)間（s）之比。以Et20表示。第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日用恩氏粘度計(jì)（圖實(shí)1-6）測定時(shí)，用木塞嚴(yán)密塞住粘度計(jì)的出口，將預(yù)先加熱到不超過40℃的試油注入內(nèi)容器，調(diào)整到三個(gè)尖釘?shù)募舛藙偤寐冻鲇兔?。小心攪拌油樣并保持恒溫達(dá)到測定溫度，將清潔而干燥的接收瓶放在流出孔下面，迅速提起木塞，同時(shí)啟動(dòng)秒表，當(dāng)接收瓶中的試油正好達(dá)到200ml標(biāo)線時(shí)，停止秒表，讀出時(shí)間，準(zhǔn)確至0.2s。1.內(nèi)容器；2.外容器；3.球面形底；4.木塞；5.溫度計(jì)插孔；6.攪拌器；7.小尖釘；8.流出孔；9.支架；10.調(diào)節(jié)螺絲；11.接收器第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日在溫度t時(shí)，試油的恩氏粘度按下式計(jì)算：

式中：r—試油從粘度計(jì)中流出的時(shí)間，s；E20—粘度計(jì)的水值（20℃時(shí)，200ml蒸餾水從粘度計(jì)中流出的時(shí)間），s。

由恩氏粘度查表可得相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)粘度，運(yùn)動(dòng)粘度乘以該溫度時(shí)原油的相對(duì)密度，即為動(dòng)力粘度。第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日石油的熒光性是指其在紫外光（波長0.2—0.4×10-6m）照射下發(fā)出延續(xù)時(shí)間不足10-7秒的可見光的現(xiàn)象。石油中飽和烴不發(fā)熒光，不飽和烴及其衍生物才發(fā)熒光。低分子量輕芳烴呈天藍(lán)色，隨著分子量加大熒光色調(diào)加深，膠質(zhì)一般呈淺黃到褐色，瀝青質(zhì)一般呈褐到棕褐色。第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日含油級(jí)別是巖心中含油多少的直觀標(biāo)志。含油級(jí)別是判斷油水層或油層好壞的主要標(biāo)志，但不是絕對(duì)標(biāo)志。含油級(jí)別主要依靠含油面積大小和含油飽滿程度來確定。一塊巖心沿其軸面劈開，新劈開面上含油部分所占面積的百分比，稱為該巖心含油面積的百分?jǐn)?shù)。通過觀察巖心含油面積的百分?jǐn)?shù)、含油巖心的光澤、污手程度、滴水實(shí)驗(yàn)等可以確定巖心的含油級(jí)別。第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日（1）含氣試驗(yàn)

將巖心放入水下20mm觀察氣泡（大小、連續(xù)性、產(chǎn)出部位、氣味、延續(xù)時(shí)間、聲響程度、與縫洞關(guān)系等）（2）含水試驗(yàn)

直接觀察巖心新鮮面得濕潤程度：

①濕潤：明顯含水，可見水外滲；

②有潮感：含水不明顯，手觸有潮濕感；

③干燥：不見含水，手觸沒有潮濕感。第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日（3）含油試驗(yàn)：

①滴水試驗(yàn)法：用滴管滴一滴水在含油巖心的新鮮面上，觀察10分鐘內(nèi)水滴形狀、侵潤角的大小和滲入速度。分為5級(jí)：第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日②熒光試驗(yàn)法（熒光錄井）：在紫外線照射下按發(fā)光的不同顏色來確定物質(zhì)的性質(zhì)。第二十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日