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1、第第6 6章章 石油的组成及次生变化石油的组成及次生变化1、石油的元素组成及馏分组成、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、外还含有微量金属和非金属元素。例如钒、镍、磷、溴和碘等。镍、磷、溴和碘等。石油和石油的灰分中还检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。出铀，它存在于石油的胶质和沥青质组分中。氮氮氮氮氧氧碳碳氢氢硫硫硫硫0.5%5%83%87%11%14%一、石油的组成一、石油的组成馏分组成馏分组
2、成:原油的化学成分原油的化学成分(Hunt,1979)馏馏分分的的化化合合物物组组成成% %汽油汽油C4C10煤油煤油C11C13柴油柴油C14C18重柴油重柴油C1925润滑油润滑油C2640渣油渣油40原油体积（原油体积（% %）轻馏分轻馏分重馏分重馏分中间馏分中间馏分沸点（沸点（o oC C）2 2、石油的族、石油的族组成及分子组组成及分子组成成烃类烃类正构烷烃正构烷烃非烃非烃烷烃烷烃芳香烃芳香烃环烷烃环烷烃环烷芳香烃环烷芳香烃异构烷烃异构烷烃含氧化合物含氧化合物含氮化合物含氮化合物含硫化合物含硫化合物胶质和沥青质胶质和沥青质有机金属化合物有机金属化合物在大于210度的馏分中达75%以上
3、，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。非烃的主要元素非烃的主要元素是是ONS，其占石，其占石油的油的2%，但是，但是其化合物却占其化合物却占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分子式单芳环烃单芳环烃双芳环烃双芳环烃三芳环烃三芳环烃硫化芳香分子硫化芳香分子(1)芳烃类芳烃类石油中氮化物与氧化物的实例石油中氮化物与氧化物的实例(2)含氮化合物含氮化合物石石油油中中含含硫硫化化合合物物的的实实例例噻噻吩吩类类硫硫化化物物硫硫醇醇2-丁（基）硫醇丁（基）硫醇2-硫代丁烷硫代丁烷硫代环己烷硫代环
4、己烷乙基噻吩乙基噻吩甲基硫茚甲基硫茚二甲基硫芴二甲基硫芴(3)含硫化合物含硫化合物（4）胶质）胶质(resin)和沥青质和沥青质(asphaltene)u胶质和沥青质是石油中结构最复杂，分子量最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中含量一般不超过10%，重质石油中可高达，重质石油中可高达20%40%。u胶质多为棕黄色到黑色的粘稠状液体和半固体，胶质多为棕黄色到黑色的粘稠状液体和半固体，分子量在分子量在5001000范围内。胶质是不稳定，加热范围内。胶质是不稳定，加热时会释放出烃类和沥青质。时
5、会释放出烃类和沥青质。u沥青质是黑色粉末，分子量在沥青质是黑色粉末，分子量在100010000之间。之间。其元素组成比胶质更富其元素组成比胶质更富O、N、S杂原子，特别是杂原子，特别是更富含有机硫化物。更富含有机硫化物。ACCDJKFAJM拉古尼拉斯石油中沥青质的结构模式拉古尼拉斯石油中沥青质的结构模式拉古尼拉斯石油中沥青质的结构拉古尼拉斯石油中沥青质的结构单元（由核磁共振法测得）单元（由核磁共振法测得）（5）有机金属化合物）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。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石
6、油中含有多种微量金属和非金属卟啉是金属卟啉是金属钒钒和和镍镍在石油中存在的主要形式，在石油中存在的主要形式，可能还有其它形式的络合物。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。也有人认为钒可能存在于含硫的化学结构中。国内外部分石油国内外部分石油钒、镍含量图钒、镍含量图钒钒镍镍族组成族组成石油分类石油分类含硫量含硫量WB(%)饱和烃饱和烃50%芳烃芳烃+胶质胶质+ 环烷烃环烷烃石蜡烃石蜡烃40%1%石蜡烃石蜡烃 =环烷烃环烷烃石蜡烃石蜡烃 石蜡烃石蜡烃环烷烃环烷烃40%芳烃芳烃+胶质胶质+沥青质沥青质石蜡烃石蜡烃10% 芳香中间型芳香中间型1%石蜡烃石蜡烃 = 10%环烷
7、烃环烷烃 = 25%芳香芳香-环烷型环烷型1 氧化 1 还原（3）正构烷烃分布峰型前锋 后峰 双峰（4）是否正常原油 基线平直 正构烷烃占绝对优势（5）奇偶优势OEP：反映成熟度nC17PrnC18Ph3、硫化作用、硫化作用在硫酸盐还原细菌作用下，硫酸盐可以氧化在硫酸盐还原细菌作用下，硫酸盐可以氧化烃类，还原形成硫化氢烃类，还原形成硫化氢(H2S、S)和硫。和硫。硫化氢和硫反应时形成多硫化物硫化氢和硫反应时形成多硫化物多硫化物是强氧化剂，在高温下会将饱和烃多硫化物是强氧化剂，在高温下会将饱和烃完全氧化为完全氧化为CO2。4、脱沥青作用、脱沥青作用作用的结果：作用的结果：这些这些 大量的烃气或形
8、成于油藏中，大量的烃气或形成于油藏中，或是由于二次运移从外部注入。结果使得或是由于二次运移从外部注入。结果使得石油比重下降，轻质组分增加，重质组分减少。石油比重下降，轻质组分增加，重质组分减少。当油藏中含有大量气体或其它轻烃当油藏中含有大量气体或其它轻烃（C1C6）时，它们溶解于石油中，可使中等）时，它们溶解于石油中，可使中等-重质石油中的沥青质沉淀分离出来的作用。重质石油中的沥青质沉淀分离出来的作用。储层石油的次生改造储层石油的次生改造卤水卤水天然气天然气脱沥青脱沥青作用作用轻质油轻质油焦沥青焦沥青大气降水大气降水固体储层固体储层焦沥青焦沥青近地表的氧近地表的氧化及挥发化及挥发生物降解生物降解水冲水冲刷刷储层中原油储层中原油
