1、第一章第一章 油氣藏中流體成分和性質油氣藏中流體成分和性質主要內容主要內容原油的組成及性質原油的組成及性質天然氣的組成和性質天然氣的組成和性質 油田水的組成和性質油田水的組成和性質任一油氣藏中都存在石油、天然氣、油田水三種任一油氣藏中都存在石油、天然氣、油田水三種流體，只有純氣藏中才只有天然氣和油田水。這流體，只有純氣藏中才只有天然氣和油田水。這些流體存在于儲集層的孔隙裂縫中，并在圈閉范些流體存在于儲集層的孔隙裂縫中，并在圈閉范圍內按比重分異，在垂向上呈層狀分布，天然氣圍內按比重分異，在垂向上呈層狀分布，天然氣最輕居圈閉頂部，石油居中，水在下面。同時，最輕居圈閉頂部，石油居中，水在下面。同時，

2、油氣藏中的油、氣、水三者存在過渡帶，并以一油氣藏中的油、氣、水三者存在過渡帶，并以一定關系共存于儲基層的孔隙系統中（定關系共存于儲基層的孔隙系統中（2-12-1）。）。第一節第一節 石石 油油石油石油是存在于地下巖石孔隙中的以液態烴為主是存在于地下巖石孔隙中的以液態烴為主體的可燃有機礦產，石油又稱原油。地下油氣體的可燃有機礦產，石油又稱原油。地下油氣藏中的石油氣態、液態和固態烴類及其衍生物藏中的石油氣態、液態和固態烴類及其衍生物混合而成的，在成分和相態上均表現為極其復混合而成的，在成分和相態上均表現為極其復雜的混合物。雜的混合物。一、石油的化學組成一、石油的化學組成（一）石油的元素組成（一）石

3、油的元素組成石油的元素組成主要是碳（石油的元素組成主要是碳（C C）和氫（）和氫（H H），其次），其次是硫（是硫（S S）、氮（）、氮（N N）、氧（）、氧（O O）。世界上大多數）。世界上大多數石油的元素組成一般為：碳含量介于石油的元素組成一般為：碳含量介于80%88%80%88%之之間，氫含量占間，氫含量占10%14%10%14%，硫、氮、氧總量在，硫、氮、氧總量在0.3%7%0.3%7%之間變化，一般低之間變化，一般低2%3%2%3%。碳、氫兩種元素在原油中一般占碳、氫兩種元素在原油中一般占9595以上以上 石油中硫含量，石油中硫含量，據蒂索據蒂索（B.P.Tissot,1978）等對

4、等對9347個樣品個樣品的統計，平均為的統計，平均為0.65%（重量），（重量），其頻率分布為雙其頻率分布為雙峰型（圖峰型（圖2-2）石油中含氮量在石油中含氮量在0.1%1.7%0.1%1.7%之間，平均值之間，平均值0.94%0.94%。90%90%以上的原油含氮量小于以上的原油含氮量小于0.2%0.2%，最高可達，最高可達1.7%1.7%（美國文圖拉盆地的石油），通常以（美國文圖拉盆地的石油），通常以0.25%0.25%作為貧氮和富氮石油的界限。作為貧氮和富氮石油的界限。石油的含氧量在石油的含氧量在0.1%4.50.1%4.5之間，主要與其氧之間，主要與其氧化變質程度有關。化變質程度有關。

5、除上述種元素之外，還從石油灰分（石油燃燒除上述種元素之外，還從石油灰分（石油燃燒后的殘渣）中發現有多種元素。這些元素雖后的殘渣）中發現有多種元素。這些元素雖然種類繁多，但總量僅占石油重量的十萬分之幾然種類繁多，但總量僅占石油重量的十萬分之幾到萬分之幾，在石油中屬于微量元素。到萬分之幾，在石油中屬于微量元素。（二）石油的化合物組成（二）石油的化合物組成1.1.烴類化合物烴類化合物: :指全部由氫和碳原子構成的化合指全部由氫和碳原子構成的化合物物烷烴、環烷烴、芳香烴烷烴、環烷烴、芳香烴. .在化學上，烴類在化學上，烴類可以分為兩大類：飽和烴和不飽和烴。可以分為兩大類：飽和烴和不飽和烴。（1 1）飽

6、和烴）飽和烴 在石油中飽和烴在數量上占大多在石油中飽和烴在數量上占大多數，一般占石油所有組分的數，一般占石油所有組分的50%60%50%60%。（2 2）不飽和烴）不飽和烴 石油中的不飽和烴主要是芳香石油中的不飽和烴主要是芳香烴和環烷芳香烴，平均占原油重量的烴和環烷芳香烴，平均占原油重量的20%45%20%45%。 分子中碳原子以單鍵相連成鏈狀分子中碳原子以單鍵相連成鏈狀 無支鏈者稱正烷烴無支鏈者稱正烷烴, ,有支鏈者稱異烷烴有支鏈者稱異烷烴 密度、熔點與沸點均隨相對分子量增加而升高密度、熔點與沸點均隨相對分子量增加而升高 相對密度小于相對密度小于1 1，幾乎不溶于水（氣態烴除外），幾乎不溶于

7、水（氣態烴除外）1 1、烷烴（、烷烴（AlkanesAlkanes） ：屬飽和烴（：屬飽和烴（C Cn nH H2n+22n+2） 常常PTPT下下 C C1414氣態，氣態，C C516516液態，液態，C C1717+ +固態固態 （不同碳原子正烷烴相對含量的分布曲線）（不同碳原子正烷烴相對含量的分布曲線）1 1、烷烴：、烷烴： 1 1）正構烷烴）正構烷烴 屬直鏈烴屬直鏈烴 在原油中正構烷烴的含量是較高的，其含量一般為在原油中正構烷烴的含量是較高的，其含量一般為15152020。原。原油中已檢測出油中已檢測出C C1 1C C6060的各種正構烷烴。的各種正構烷烴。 正構烷烴含量隨碳原子數

8、增加有規律地減少。正構烷烴含量隨碳原子數增加有規律地減少。 管線中的結蠟管線中的結蠟（C33）2 2）異構烷烴）異構烷烴 屬側鏈烴屬側鏈烴 C C1010內的異構烷烴含量較高，在內的異構烷烴含量較高，在C C5 5C C8 8范圍內，最常見的構型是具范圍內，最常見的構型是具有一個叔碳原子（有一個叔碳原子（2-2-甲基或甲基或3-3-甲基），其次是兩個叔碳原子的構型。甲基），其次是兩個叔碳原子的構型。在中等分子量范圍內最重要的異構烷烴是異戊二烯類烷烴在中等分子量范圍內最重要的異構烷烴是異戊二烯類烷烴, ,含量常占含量常占原油的原油的1 1。 最重要：異戊二烯型烷烴（植烷，姥鮫烷）最重要：異戊二烯

9、型烷烴（植烷，姥鮫烷）生物標志化合物生物標志化合物 。IsopentaneIsobutane (C4H10)2 2、環烷烴化合物、環烷烴化合物原油中：原油中：單環和雙環烷烴：占環烷烴總量的單環和雙環烷烴：占環烷烴總量的50505555三環烷烴：占三環烷烴：占2020四環和五環環烷烴：占碳數大于四環和五環環烷烴：占碳數大于1010的環烷烴的的環烷烴的2525，它們的結構，它們的結構與四環甾與四環甾(zi)(zi)族化合物和五環族化合物和五環三萜三萜(ti)(ti)烷直接相關。烷直接相關。3 3、芳香烴化合物（、芳香烴化合物（AromaticsAromatics） 單環芳烴（含一個苯環）單環芳烴（

10、含一個苯環） 多環芳烴（含兩個以上獨立苯環）多環芳烴（含兩個以上獨立苯環） 稠環芳烴稠環芳烴 ( (含兩個以上苯環含兩個以上苯環, , 彼此通彼此通過共用兩個相鄰碳原子稠合而成）過共用兩個相鄰碳原子稠合而成） 原油中原油中1 13 3環的苯、萘和菲系列含量環的苯、萘和菲系列含量最高，占芳香餾分的最高，占芳香餾分的7070左右，而左右，而四環以上的芳烴僅占不到四環以上的芳烴僅占不到1010。單環芳烴具特殊芳香味，有毒。單環芳烴具特殊芳香味，有毒。2.2.非烴化合物非烴化合物（1 1）含硫化合物）含硫化合物 硫是碳和氫之后的第三個重要硫是碳和氫之后的第三個重要元素，含硫的化合物也最多見。石油中所含

11、的硫元素，含硫的化合物也最多見。石油中所含的硫是一種有害的雜質，因為它容易產生硫化氫、硫是一種有害的雜質，因為它容易產生硫化氫、硫化鐵、亞硫酸、或硫酸等化合物，對機器、管道、化鐵、亞硫酸、或硫酸等化合物，對機器、管道、 油罐、等金屬設備造成嚴重腐蝕，所以含硫量常油罐、等金屬設備造成嚴重腐蝕，所以含硫量常作為評價石油質量的一項重要指標。作為評價石油質量的一項重要指標。（2 2）含氮化合物）含氮化合物 石油中含氮較為少見，平均石油中含氮較為少見，平均含量小于含量小于0.1%0.1%。目前從石油中分離出來的含氮化。目前從石油中分離出來的含氮化合物有合物有3030多種，主要是含氮雜環化合物形式存在。多

12、種，主要是含氮雜環化合物形式存在。（3 3）含氧化合物）含氧化合物 石油中含氧化合物已鑒定出石油中含氧化合物已鑒定出5050多種，包括有機酸、酚和酮類化合物。多種，包括有機酸、酚和酮類化合物。（三）石油的餾分組成（三）石油的餾分組成表表2-1 2-1 石油的餾分組成石油的餾分組成餾分餾分輕餾分輕餾分（低沸餾分）（低沸餾分） 中餾分（中沸餾分）中餾分（中沸餾分）重餾分重餾分（高沸餾分）（高沸餾分）石油氣石油氣汽油汽油煤油煤油柴油柴油 重質瓦斯油重質瓦斯油潤滑油潤滑油渣油渣油溫度溫度530（四）石油的組分組成（四）石油的組分組成二、石油的分類二、石油的分類（一）分類原則和方法（一）分類原則和方法

13、石油的分類常因用途不同而采用的參數各異，石油的分類常因用途不同而采用的參數各異，地球化學家和地質學家注意原油組成與生油巖地球化學家和地質學家注意原油組成與生油巖及其演化作用的關系。及其演化作用的關系。（二）（二）TissotTissot和和WelteWelte的石油分類的石油分類主要依據原油中各類主要依據原油中各類烴類的含量比例關系，烴類的含量比例關系，以烷烴（石蠟），環以烷烴（石蠟），環烷烴，芳香烴烷烴，芳香烴+S+S、N N、O O化合物三個參數作化合物三個參數作為三個端元，采用三為三個端元，采用三角圖解來劃分原油類角圖解來劃分原油類型。型。三、海陸相石油的基本區別三、海陸相石油的基本區別

14、表表2-4 2-4 海相與陸相石油的基本區別表海相與陸相石油的基本區別表 環境區別海相石油陸相石油石油類型芳香-中間型、石蠟-環烷型石蠟型為主、少石蠟-環烷型含蠟量低，5%，一般10%30%含硫量高，S1%低，S1%V/Ni -2713C0.920.92（國際：（國際：0.9340.934） 重質原油重質原油 0.92 0.92 輕質原油輕質原油 美國：美國：APIAPI度度=141.5/d=141.5/d（15.515.5）-131.5-131.5 西歐：波美度西歐：波美度=140/d=140/d（15.515.5）-130-130 影響因素：影響因素：1 1）膠質、瀝青質含量）膠質、瀝青質

15、含量，密度，密度； 2 2）高分子量含量大，密度）高分子量含量大，密度； 3 3）溶解氣含量）溶解氣含量，密度，密度 。與此同時，溶解氣量增與此同時，溶解氣量增加引起體積增加的效應，加引起體積增加的效應，遠遠超過隨壓力增加而遠遠超過隨壓力增加而使體積減小的效應。因使體積減小的效應。因此出現壓力增加時石油此出現壓力增加時石油體積不是縮小而是增大，體積不是縮小而是增大，直至達到飽和壓力為止直至達到飽和壓力為止（圖（圖2 21212）在地下，石油的比重還與其溶解氣量、溫度、壓力等因素有關在地下，石油的比重還與其溶解氣量、溫度、壓力等因素有關在地下油氣藏中，溶解氣量多則比重小；在其它條件不變時，比重隨

16、溫度在地下油氣藏中，溶解氣量多則比重小；在其它條件不變時，比重隨溫度增加而減小，隨壓力增大而增大。增加而減小，隨壓力增大而增大。3 3、粘度（、粘度（ViscosityViscosity） 指流體質點相對移動時所受到的內部阻力。它是對流體流動性能的度指流體質點相對移動時所受到的內部阻力。它是對流體流動性能的度量，單位為帕斯卡秒（量，單位為帕斯卡秒（PaPaS S）。）。 通常測定的是相對粘度，即液體的絕對粘度與同溫條件下水的絕對粘通常測定的是相對粘度，即液體的絕對粘度與同溫條件下水的絕對粘度之比。度之比。 原油的粘度變化很大，如大慶原油粘度在原油的粘度變化很大，如大慶原油粘度在5050為為9.

17、321.89.321.81010-3-3PaPaS S，孤島油田館陶組原油則為孤島油田館陶組原油則為103645110364511010-3-3PaPaS S。影響因素：影響因素： 1 1）化學組成：分子量小的烷烴、環烷烴）化學組成：分子量小的烷烴、環烷烴 含量多，粘度低；反之則高。含量多，粘度低；反之則高。 2 2）溫度：）溫度：TT、粘度、粘度；TT、粘度高。、粘度高。 3 3）壓力：）壓力：PP、粘度、粘度；PP、粘度、粘度。 4 4）溶解氣量：溶解氣量高，則粘度低）溶解氣量：溶解氣量高，則粘度低 ； 反之則高。反之則高。 4 4、凝固點、凝固點 凝固點：將液體原油冷卻到失去流動性時的溫

18、度。凝固點：將液體原油冷卻到失去流動性時的溫度。影響因素：影響因素： 1 1）含蠟量：含蠟量高，則凝固點高，反之則低。）含蠟量：含蠟量高，則凝固點高，反之則低。 2 2）烷烴碳數高低：）烷烴碳數高低： 凝固點高的原油容易使井底結蠟，給開采工作造成困難。凝固點高的原油容易使井底結蠟，給開采工作造成困難。5 5、熒光性（、熒光性（FluorescenceFluorescence） 紫外線照射下發光紫外線照射下發光熒光。熒光。影響因素：化學結構影響因素：化學結構多環芳烴及非烴引起發光，飽和烴則不發光。多環芳烴及非烴引起發光，飽和烴則不發光。 輕質油：淺蘭色；輕質油：淺蘭色； 膠質多者：綠黃；膠質多者

19、：綠黃； 瀝青質多者：褐色。瀝青質多者：褐色。6 6、旋光性、旋光性 當偏光通過原油時，偏光面會旋轉一定角度，這個角當偏光通過原油時，偏光面會旋轉一定角度，這個角度稱為旋光角。這種能使偏光面發生旋轉的特性，稱為旋度稱為旋光角。這種能使偏光面發生旋轉的特性，稱為旋光性。光性。 左旋物質，右旋物質，天然原油多為右旋。左旋物質，右旋物質，天然原油多為右旋。0.10.1度度幾幾十分。十分。 原因：分子中具有不對稱分子結構。原因：分子中具有不對稱分子結構。 原油中的膽甾醇和植物性甾醇分子為不對稱結構。膽甾原油中的膽甾醇和植物性甾醇分子為不對稱結構。膽甾醇存在于動物的膽汁、魚肝油和蛋黃中，而植物性甾醇存醇

20、存在于動物的膽汁、魚肝油和蛋黃中，而植物性甾醇存在于植物油和脂肪中。所以，原油的旋光性是原油有機成在于植物油和脂肪中。所以，原油的旋光性是原油有機成因的一個有力的佐證。因的一個有力的佐證。 7 7、導電性、導電性 原油電阻率高達原油電阻率高達1091016m1091016m。可利用此性質，用電。可利用此性質，用電阻率曲線來判斷油水層。阻率曲線來判斷油水層。8 8、溶解性、溶解性 原油易溶于有機溶劑而難溶于水。原油在水中的溶解度原油易溶于有機溶劑而難溶于水。原油在水中的溶解度取決于成份和外界條件。烴類在水中的溶解度（甲烷除外）取決于成份和外界條件。烴類在水中的溶解度（甲烷除外）隨分子量增大而減小

21、。碳數相同的烴類比較：烷烴隨分子量增大而減小。碳數相同的烴類比較：烷烴 環烷烴環烷烴 芳香烴。芳香烴。 第二節第二節 天然氣天然氣一、天然氣的概念及產狀一、天然氣的概念及產狀（一）、天然氣的概念：（一）、天然氣的概念：廣義上指巖石圈廣義上指巖石圈中存在的一切天然生成的氣體。石油地質中存在的一切天然生成的氣體。石油地質學中研究的主要是沉積圈中以烴類為主的學中研究的主要是沉積圈中以烴類為主的天然氣。天然氣。 （二）天然氣的產出類型（二）天然氣的產出類型 按天然氣的成因可分為按天然氣的成因可分為有機成因氣有機成因氣和和無機成因氣無機成因氣； 按天然氣存在的相態可以分為按天然氣存在的相態可以分為游離氣

22、游離氣、溶解氣溶解氣、吸吸附氣附氣和和固態氣水化合物固態氣水化合物； 依天然氣分布特征可分為依天然氣分布特征可分為聚集型聚集型和和分散型分散型；依天然氣與石油產出的關系分為依天然氣與石油產出的關系分為伴生氣伴生氣和和非伴生氣非伴生氣。按照天然氣的成分可分為按照天然氣的成分可分為烴類氣體烴類氣體和和非烴類氣體非烴類氣體。1、聚集型天然氣、聚集型天然氣氣頂氣氣頂氣 是指與油共是指與油共存于油氣藏中呈游離存于油氣藏中呈游離態位居有氣藏頂部的態位居有氣藏頂部的天然氣。天然氣。氣藏氣氣藏氣 是指在圈閉中具有一定工業價值的是指在圈閉中具有一定工業價值的單獨天然氣聚集。單獨天然氣聚集。凝析氣凝析氣 是一種含

23、有一定量凝析油的特殊的是一種含有一定量凝析油的特殊的氣藏氣。在地下較高溫度、壓力下，凝析油因氣藏氣。在地下較高溫度、壓力下，凝析油因逆蒸發作用而氣化或以液態分散（溶解）于氣逆蒸發作用而氣化或以液態分散（溶解）于氣中，呈單一氣相存在，稱之為凝析氣。中，呈單一氣相存在，稱之為凝析氣。 2 2、分散型天然氣、分散型天然氣 油溶氣油溶氣 溶解于石油中的天然氣。溶解于石油中的天然氣。 水溶氣水溶氣 溶解于水中的天然氣。溶解于水中的天然氣。煤層氣煤層氣 煤層氣指煤層中所含的吸附和游離態的天然氣。煤礦煤層氣指煤層中所含的吸附和游離態的天然氣。煤礦中將這種天然氣稱為瓦斯。中將這種天然氣稱為瓦斯。致密地層氣致密

24、地層氣 主要指致密砂巖和裂縫性含氣頁巖中的天然氣。主要指致密砂巖和裂縫性含氣頁巖中的天然氣。 固態氣水合物固態氣水合物 是一種白色的固態似冰狀的結晶化合物，又稱是一種白色的固態似冰狀的結晶化合物，又稱氣水化物或固體氣，也叫天然氣水合物，俗稱氣水化物或固體氣，也叫天然氣水合物，俗稱“可然冰可然冰”。二、天然氣的化學組成二、天然氣的化學組成天然氣的元素組成，以碳、天然氣的元素組成，以碳、氫為主，碳占氫為主，碳占656580%80%，氫占，氫占121220%20%，另有少氮、氧、硫，另有少氮、氧、硫及其它微量元素。及其它微量元素。天然氣的化合物組成以甲烷天然氣的化合物組成以甲烷為主，其次為重烴氣，并

25、含為主，其次為重烴氣，并含有數量不等的有數量不等的N N2 2 、COCO2 2、H H2 2S S 及其它惰性氣體。及其它惰性氣體。 三、天然氣的物理性質三、天然氣的物理性質比重：比重：在標準狀態下，單位體積天然氣與同體積空在標準狀態下，單位體積天然氣與同體積空氣的重量比，即天然氣的比重。一般為氣的重量比，即天然氣的比重。一般為0.650.650.750.75，高者可達高者可達1.51.5，濕氣的比重大于干氣。，濕氣的比重大于干氣。 粘度：粘度：天然氣的粘度與其化學組成及其所處的環境天然氣的粘度與其化學組成及其所處的環境有關。一般隨分子量增加而減小，隨溫度、壓力增有關。一般隨分子量增加而減小

26、，隨溫度、壓力增大而增大（因分子間的運動加快，碰撞增多）。大而增大（因分子間的運動加快，碰撞增多）。蒸氣壓力：蒸氣壓力：氣體液化時所需施加的壓力稱蒸氣壓氣體液化時所需施加的壓力稱蒸氣壓力。蒸汽壓力隨溫度升高而增大。在同一溫度條力。蒸汽壓力隨溫度升高而增大。在同一溫度條件下碳氫化合物的分子量越小，則其蒸氣壓力越件下碳氫化合物的分子量越小，則其蒸氣壓力越大大。 溶解性：溶解性：在相同的條件下，天然氣在石油中的溶在相同的條件下，天然氣在石油中的溶解度遠大于在水中的溶解度。當天然氣重烴增多，解度遠大于在水中的溶解度。當天然氣重烴增多，或者石油中的輕餾份較多時，都可增加天然氣在或者石油中的輕餾份較多時，

27、都可增加天然氣在石油中的溶解度。石油中的溶解度。熱值：熱值：每立方天然氣燃燒時所發出的熱量稱為每立方天然氣燃燒時所發出的熱量稱為熱值。單位每千卡熱值。單位每千卡/ /米米3 3 或千卡或千卡/ /千克。濕氣熱千克。濕氣熱值較高，可達值較高，可達210210千卡千卡/ /米米3 3，而煤和石油的熱，而煤和石油的熱值分別為值分別為41034103千卡千卡/ /千克及千克及104104千卡千卡/ /千克。熱千克。熱值是評價燃料質量的重要指標。值是評價燃料質量的重要指標。 四、天然氣與石油的差別四、天然氣與石油的差別（一）組成成分上的差別（一）組成成分上的差別天然氣僅包含少數幾個最簡單的烴類成員；石天

28、然氣僅包含少數幾個最簡單的烴類成員；石油則不同，幾乎囊括了烴類的所有成員。油則不同，幾乎囊括了烴類的所有成員。（二）物理性質上的差別（二）物理性質上的差別相態的差別導致二者密度、黏度、溶解度、壓相態的差別導致二者密度、黏度、溶解度、壓縮性、吸附性和擴散性等物理性質上的差別。縮性、吸附性和擴散性等物理性質上的差別。一、基本概念石油、石油的成分、組分組成、石油的比重、石油的熒光性、旋光性；天然氣、氣頂氣、氣藏氣、凝析氣（凝析油）、固態氣水合物、煤層氣二、問答題1. 簡述石油的元素組成。 2. 簡述石油中化合物組成的類型及特征。3. 簡述Tissot和Welte 三角圖解的石油分類方法。 4. 簡述

29、海陸相原油的基本區別。（如何鑒別海相原油和陸相原油？） 5. 描述石油物理性質的主要指標有哪些？6. 簡述天然氣依其分布特征在地殼中的產出類型及分布特征。 上節課遺留問題：旋光性石油與天然氣熱值6 6、旋光性、旋光性 當偏光通過原油時，偏光面會旋轉一定角度，這個角當偏光通過原油時，偏光面會旋轉一定角度，這個角度稱為旋光角。這種能使偏光面發生旋轉的特性，稱為旋度稱為旋光角。這種能使偏光面發生旋轉的特性，稱為旋光性。光性。 左旋物質，右旋物質，天然原油多為右旋。左旋物質，右旋物質，天然原油多為右旋。0.10.1度度幾幾十分。十分。 原因：分子中具有不對稱分子結構。原因：分子中具有不對稱分子結構。

30、原油中的膽甾醇和植物性甾醇分子為不對稱結構。膽甾原油中的膽甾醇和植物性甾醇分子為不對稱結構。膽甾醇存在于動物的膽汁、魚肝油和蛋黃中，而植物性甾醇存醇存在于動物的膽汁、魚肝油和蛋黃中，而植物性甾醇存在于植物油和脂肪中。所以，原油的旋光性是原油有機成在于植物油和脂肪中。所以，原油的旋光性是原油有機成因的一個有力的佐證。因的一個有力的佐證。 偏振光是電矢量相對于傳播方向以一固定方式振動的光偏振光是電矢量相對于傳播方向以一固定方式振動的光。振動振動方向對于傳播方向的不對稱性叫做偏振，它是橫波區別方向對于傳播方向的不對稱性叫做偏振，它是橫波區別于其他縱波的一個最明顯的標志，只有橫波才有偏振現象。于其他縱

31、波的一個最明顯的標志，只有橫波才有偏振現象。光波是電磁波，因此，光波的傳播方向就是電磁波的傳播方光波是電磁波，因此，光波的傳播方向就是電磁波的傳播方向。光波中的電振動矢量向。光波中的電振動矢量E E和磁振動矢量和磁振動矢量H H都與傳播速度都與傳播速度v v垂垂直，因此光波是橫波，它具有偏振性直，因此光波是橫波，它具有偏振性。具有。具有偏振性的光則稱偏振性的光則稱為偏振光。為偏振光。光的偏振現象可以借助于實驗裝置進行檢測光的偏振現象可以借助于實驗裝置進行檢測. .P1P1、P2P2是兩塊同樣的偏振片。通過一片偏振片是兩塊同樣的偏振片。通過一片偏振片p1p1直接觀察自直接觀察自然光（如燈光或陽光

32、），透過偏振片的光雖然變成了偏振光然光（如燈光或陽光），透過偏振片的光雖然變成了偏振光，但由于人的眼睛沒有辨別偏振光的能力，故無法察覺。如，但由于人的眼睛沒有辨別偏振光的能力，故無法察覺。如果我們把偏振片果我們把偏振片P1P1的方位固定，而把偏振片的方位固定，而把偏振片P2P2緩慢地轉動，緩慢地轉動，就可發現透射光的強度隨著就可發現透射光的強度隨著P2P2轉動而出現周期性的變化，而轉動而出現周期性的變化，而且每轉過且每轉過9090就會重復出現發光強度從最大逐漸減弱到最暗就會重復出現發光強度從最大逐漸減弱到最暗；繼續轉動；繼續轉動P2P2則光強又從接近于零逐漸增強到最大。由此可則光強又從接近于零

33、逐漸增強到最大。由此可知，通過知，通過P1P1的透射光與原來的入射光性質是有所不同的，這的透射光與原來的入射光性質是有所不同的，這說明經說明經P1P1的透射光的振動對傳播方向不具有對稱性。的透射光的振動對傳播方向不具有對稱性。通過偏振片的透射光，它的振動限制在某一振動方向上通過偏振片的透射光，它的振動限制在某一振動方向上, ,我們我們把第一個偏振片把第一個偏振片P1P1叫做叫做“起偏器起偏器”，它的作用是把自然光變，它的作用是把自然光變成偏振光，但是人的眼睛不能辨別偏振光。必須依靠第二片成偏振光，但是人的眼睛不能辨別偏振光。必須依靠第二片偏振片偏振片P2P2去檢查。旋轉去檢查。旋轉P2P2，當

34、它的偏振化方向與偏振光的偏，當它的偏振化方向與偏振光的偏振面平行時，偏振光可順利通過，這時在振面平行時，偏振光可順利通過，這時在P2P2的后面有較亮的的后面有較亮的光。當光。當P2P2的偏振方向與偏振光的偏振面垂直時，偏振光不能的偏振方向與偏振光的偏振面垂直時，偏振光不能通過，在通過，在P2P2后面也變暗。第二個偏振片幫助我們辨別出偏振后面也變暗。第二個偏振片幫助我們辨別出偏振光，因此它也稱為光，因此它也稱為“檢偏器檢偏器”。偏振光通過某些晶體或物質的溶液時，其振動面以光的傳偏振光通過某些晶體或物質的溶液時，其振動面以光的傳播方向為軸線發生旋轉的現象，稱為播方向為軸線發生旋轉的現象，稱為旋光現

35、象旋光現象。旋光現象產生的原理旋光現象產生的原理具有旋光性的晶體或溶液稱為旋光物質。最早是發現石英具有旋光性的晶體或溶液稱為旋光物質。最早是發現石英晶體有這種現象，后來繼續發現在糖溶液、松節油、硫化晶體有這種現象，后來繼續發現在糖溶液、松節油、硫化汞、氯化鈉等液體中和其他一些晶體中都有此現象。有的汞、氯化鈉等液體中和其他一些晶體中都有此現象。有的旋光物質使偏振光的振動面順時針方向旋轉，稱為右旋物旋光物質使偏振光的振動面順時針方向旋轉，稱為右旋物質，反之稱為左旋物質。質，反之稱為左旋物質。標煤為標煤為標準煤標準煤(Standard coal )(Standard coal )的簡稱，由于各種燃料

36、燃燒時釋放能量存在的簡稱，由于各種燃料燃燒時釋放能量存在差異，國際上為了使用的方便，統一標準，在進行能源數量、質量的比較時，差異，國際上為了使用的方便，統一標準，在進行能源數量、質量的比較時，將煤炭、石油、天然氣等都按一定的比例統一換算成標準煤來表示將煤炭、石油、天然氣等都按一定的比例統一換算成標準煤來表示(1(1公斤標公斤標準煤的低位熱值為準煤的低位熱值為29307.629307.6千焦耳千焦耳(7000(7000千卡千卡) ) ) )能源名稱平均低位發熱量折標準煤系數原煤20908千焦(5000千卡)/千克0.7143千克標準煤/千克洗精煤26344千焦(6300千卡)/千克0.9000千

37、克標準煤/千克其他洗煤洗中煤8363千焦(2000千卡)/千克0.2857千克標準煤/千克煤泥836312545千焦(2000-3000千克)0.28570.4285千克標準煤/千克焦碳28435千焦(6800千卡)/千克0.9714千克標準煤/千克原油41816千焦(10000千卡)/千克1.4286千克標準煤/千克燃料油41816千焦(10000千卡)/千克1.4286千克標準煤/千克汽油43070千焦(10300千卡)/千克1.4714千克標準煤/千克煤油43070千焦(10300千卡)/千克1.4714千克標準煤/千克柴油42552千焦(10200千卡)/千克1.4571千克標準煤/千

38、克液化石油氣50179千焦(12000千卡)/千克1.7143千克標準煤/千克煉廠干氣45998千焦(11000千卡)/千克1.5714千克標準煤/千克標煤換算1噸原油=1.43噸標準煤1立方米天然氣=1.33Kg標準煤1噸原煤=0.714噸標準煤標煤是標準煤的簡稱 能源的度量單位。各種能源由于所含熱值不同，采用的實物計量單位也不一樣。我國目前采用標準煤為能源的度量單位，即每千克標準煤為29271千焦耳。第三節第三節 油田水油田水一、油田水的概念一、油田水的概念油田水油田水：從廣義上理解，油田水是指油田區域：從廣義上理解，油田水是指油田區域（含油構造）內的地下水，包括油層水和非油（含油構造）內

39、的地下水，包括油層水和非油層水。狹義的油田水是指油田范圍內直接與油層水。狹義的油田水是指油田范圍內直接與油層連通的地下水，即油層水。層連通的地下水，即油層水。 二、油田水的產狀二、油田水的產狀按照水的儲存狀態，可分為以下三種：按照水的儲存狀態，可分為以下三種：吸附水吸附水 呈薄膜狀被巖石顆粒表面吸附，在一般呈薄膜狀被巖石顆粒表面吸附，在一般溫、壓條件下不能自由運動。溫、壓條件下不能自由運動。毛細管水毛細管水 存在于毛細管孔隙存在于毛細管孔隙- -裂隙中，只有當裂隙中，只有當作用于水的力超過毛細管時才能運動。作用于水的力超過毛細管時才能運動。自由水自由水 存在于超毛細管孔隙存在于超毛細管孔隙-

40、-裂隙中，在重力裂隙中，在重力作用下能自由運動，也稱之為重力水。作用下能自由運動，也稱之為重力水。根據水與油、氣分布的相對位置，分為根據水與油、氣分布的相對位置，分為底水底水和和邊水邊水。底水：底水：是指含油（氣）外邊界范圍以內與油（氣）是指含油（氣）外邊界范圍以內與油（氣）相接觸，且位于油氣之下承托著油氣的油（氣）層相接觸，且位于油氣之下承托著油氣的油（氣）層水。水。邊水：邊水：是指含油氣外邊界以外的油氣層水，實際上是指含油氣外邊界以外的油氣層水，實際上是底水的自然延伸。是底水的自然延伸。三、油田水的來源三、油田水的來源油田水的來源是一個極為復雜而尚未取得統一油田水的來源是一個極為復雜而尚未

41、取得統一認識的問題。一般認為可以有以下四種來源：認識的問題。一般認為可以有以下四種來源：沉積水沉積水滲入水滲入水深成水深成水成巖水成巖水沉積水：沉積水：是沉積物堆積過程中充填于沉積物顆粒是沉積物堆積過程中充填于沉積物顆粒間并保存在其中的水。間并保存在其中的水。滲入水：滲入水：是指來源于大氣降雨時滲入到淺處空隙、是指來源于大氣降雨時滲入到淺處空隙、滲透性巖層中的水。滲透性巖層中的水。深成水：深成水：特指來源于地幔及地殼深部的高溫、高特指來源于地幔及地殼深部的高溫、高礦化度、飽和氣體的地下水、包括初生水、巖漿礦化度、飽和氣體的地下水、包括初生水、巖漿水和變質水。水和變質水。成巖水：成巖水：來源于礦

42、物成巖轉化脫出的結晶水（結來源于礦物成巖轉化脫出的結晶水（結構水）的有機質演化伴生的水。構水）的有機質演化伴生的水。四、油田水的化學組成四、油田水的化學組成無機組成無機組成：以：以HCO3-HCO3-、SO42-SO42-、Cl-Cl-和和Ca2+Ca2+、Na+Na+、Mg2+6Mg2+6種陰、陽離子為代表以及碘、溴、種陰、陽離子為代表以及碘、溴、硼、鋇、鍶、銨等微量元素，其組合特征及異硼、鋇、鍶、銨等微量元素，其組合特征及異常值能反應油田水的地質特征。常值能反應油田水的地質特征。有機組成：有機組成：油田水中含有氣態烴、液態烴、苯、油田水中含有氣態烴、液態烴、苯、酚及環烷酸皂等有機組分，其含

43、量及比值可作為酚及環烷酸皂等有機組分，其含量及比值可作為找油的水化學標志。找油的水化學標志。溶解氣：溶解氣：常見的有常見的有O O2 2、N N2 2、COCO2 2、H H2 2S S、CHCH4 4、HeHe等等。五、油田水的類型五、油田水的類型 分類原則是分類原則是HCOHCO3 3- -、SOSO4 42-2-、ClCl- -和和CaCa2+2+、NaNa+ +、 MgMg2+2+6 6種種 陰、陽離子的相對含陰、陽離子的相對含量，以量，以Na/ClNa/Cl、(Na-(Na-Cl)/SOCl)/SO4 4和和(Cl-Na)/Mg (Cl-Na)/Mg 這這三個成因系數，把天然三個成因

44、系數，把天然水劃分為四種基本類型。水劃分為四種基本類型。六、油田水的物理性質六、油田水的物理性質（一）顏色和透明度（一）顏色和透明度 油田水因含膠體和乳化油田水因含膠體和乳化物，一般不透明或混濁狀。含物，一般不透明或混濁狀。含H H2 2S S者呈淡青綠色；者呈淡青綠色；含鐵質膠狀體者帶淡紅色、褐色或淡黃色。含鐵質膠狀體者帶淡紅色、褐色或淡黃色。（二）嗅味和味道（二）嗅味和味道 含含H H2 2S S氣體時常常有刺鼻氣體時常常有刺鼻的腐蛋味；當水中溶有較多重烴氣及液態烴時，的腐蛋味；當水中溶有較多重烴氣及液態烴時，往往具有汽油或煤油味。往往具有汽油或煤油味。（三）相對密度（三）相對密度 油田水因溶有數量不等的鹽油田水因溶有數量不等的鹽類，相對密度變化很大，油田水相對密度一般大類，相對密度變化很大，油田水相對密度一般大于于1 1。（四）黏度（四）黏度 油田水中含鹽分，黏度比純水高。油田水中含鹽分，黏度比純水高。一般黏度與溶解鹽分成正比，與溫度成反比。一般黏度與溶解鹽分成正比，與溫度成反比。（五）導電性（五）導電性 油田水因含各種離子，能夠導電。油田水因含各種離子，能夠導電。 第四節第四節 油氣的碳、氫穩定同位素油氣的碳、氫穩定同位素一、同位素的概念一、同位素的概念同位素：同位素：指元素周期表中原子序數相同，原子指元