❶ 原油是什麼意思
原油是指一種未經加工處理的天然液態石油,主要由各種烴類化合物組成,具有天然產物的特性。
原油是一種復雜的混合物,主要由烴類構成,這些烴類包括烷烴、環烷烴、芳香烴等。此外,原油中還含有其他非烴類化合物,如硫、氧、氮等。原油的化學成分因地而異,不同產地的原油具有不同的特性。因此原油是一個多種成分的混合體系。除了成分多樣之外,原油還有很多獨特的特性:它顏色通常為深褐色或黑色,具有特殊的臭味和氣味;其密度和粘度較高,流動性較差;原油具有很高的能量密度和豐富的能源價值。由於其這些特性,原油被廣泛用於能源、化工原料和交通等多個領域。具體來說:
首先,原油是一種重要的能源資源。由於其含有大量能量,經過提煉加工後可以得到各種燃料,如汽油、柴油等,用於驅動汽車、發電站等。此外,原油還可以直接用於燃燒產生熱能或作為鍋爐燃料等。石油製品可以滿足工業和人類生活中大量的能源需求。石油的使用有助於人類社會的進步與發展。原油的可替代性有限、與其他資源相比更為稀缺。作為一種不可再生資源,它的開采和使用對全球能源市場具有重要影響。其次,原油也是重要的化工原料來源之一。通過煉制和加工過程可以得到各種石化產品,如塑料、合成纖維等。這些石化產品廣泛應用於建築、醫葯、農業等多個行業。最後,在交通領域方面也非常依賴石油製品來滿足汽車的運輸需求。,且在新興科技和工業製造的發展中也起到重要支撐作用。因此可以說原油是工業社會的基石之一。以上就是對原油的解釋。
❷ 石油是由什麼組成的
經過分析,石油主要是由碳和氫構成。其中碳佔84%~87%左右,氫佔12%~14%左右。餘下的百分之一是極微量的硫、氧、氮等元素。碳和氫可以形成多種化合物,按它們的原子數從少到多排列,有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷等等。石油就是由這些化合物組成的。
組成石油的化合物復雜,它們含有相對分子質量從幾十到幾千的各種烷烴、環烷烴和芳香烴。除烴類之外,石油中還含有數量不等的非烴類化合物,主要是含硫、含氮、含氧的化合物以及一些膠狀瀝青質。石油的大部分是液態烴,同時在液態烴里溶有氣態烴和固態烴。
石油的成油機理有生物沉積變油和石化油兩種學說。
前者較廣為接受,認為石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成,屬於生物沉積變油,不可再生。
後者認為石油是由地殼內本身的碳生成,與生物無關,可再生。石油主要被用來作為燃油和汽油,也是許多化學工業產品,如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。
石油的性質因產地而異,密度為0.8-1.0g/cm3,粘度范圍很寬,凝固點差別很大(30℃~-60℃),沸點范圍為常溫到500攝氏度以上,可溶於多種有機溶劑,不溶於水,但可與水形成乳狀液。不過不同油田的石油成分和外貌可以區分很大。石油主要被用作燃油和汽油,燃料油和汽油在2012年組成世界上最重要的二次能源之一。
❸ 石油的成分主要有什麼
石油中碳氫兩種元素所組成的化合物,成分很復雜,並且隨產地不同而異。按其結構又分為烷烴(包括直鏈和支鏈烷烴)、環烷烴(多數是烷基環戊烷、烷基環己烷)和芳香烴(多數是烷基苯),一般石油中不含有烯烴。 石油中含硫化合物主要有硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、二硫化物(RSSR)和噻吩等。在石油的某些加工產物中還含有硫化氫(H2S)。 石油中含氧化合物主要有環烷酸和酚類(以苯酚為主),此外還含有少量脂肪酸。環烷酸是指含有11~30個碳原子的羧酸,分子中含有一個或多個駢合脂環,羧基可以在脂環上或在側鏈上。如: 在煉油生產中常把環烷酸和酚叫做石油酸。 石油中含氮化合物主要有吡啶、吡咯、喹啉和胺類(RNH2)等。因吡咯在空氣中易氧化,顏色逐漸變深,這踉汽油久存顏色變深有關。 石油的化學組成是沒有一定的,隨產地不同而異。根據含烴的成分不同一般將石油分為烷烴基石油、環烷基石油、混合基石油和芳烴基石油等幾大類。但許多產油國家常根據本國的資源情況而有不同的分類。
❹ 烴類物質
一、烴類物質的組成
烴類物質是指碳氫化合物以及伴生或共生有機物,其主要成分為碳、氫,次要成分為硫、氮、氧等。
烴類物質的礦產種類主要有天然氣、石油、煤、油頁岩等。
1.天然氣的組成
實際研究與應用中,天然氣是指沉積岩石中以烴類為主的氣藏中的天然氣和可為工業所利用的二氧化碳氣、硫化氫氣、氮氣等。
氣藏中的天然氣從成分上分為兩種:一種是以烴類物質為主的天然氣,主要是甲烷氣,一般情況下甲烷含量達80%以上;其次為重烴,約佔10%;微量氣體有氮氣、二氧化碳氣、硫化氫氣等;另一種是非烴氣為主的天然氣,主要有氮氣、二氧化碳氣、硫化氫氣等。
根據雅庫琴尼(1976),烴類天然氣藏佔世界氣藏總數的95%以上,而非烴類天然氣藏佔世界氣藏總數的5%以內。圖1-2顯示出世界上2000個氣藏約15000個分析數據構制的三角變化圖,它有力地說明了天然氣藏的主要成分分布狀況。
2.石油的組成
石油是以液態形式存在於地下岩石孔隙中,具有不同結構的碳氫化合物,是可燃的有機礦產。
石油的元素組成主要為碳、氫,其次為硫、氮、氧等。對於平均元素組成,不同學者的估算不同。亨特的統計結果是碳占質量的84.5%,氫佔13.0%,硫佔1.5%,氮佔0.5%,氧佔0.5%。據潘鍾祥(1986):中國、美國、蘇聯的石油元素含量列於圖1-3中,與亨特的統計結果相似。
石油的化合物,可分為烴類與非烴類,前者包括正構烷烴、異構烷烴、環烷烴、芳烴和環烷芳烴等,後者主要有氮、硫、氧的化合物、有機金屬化合物等。
圖1-2 世界氣藏成分圖
正構烷烴的碳數為C1~C60。根據主峰碳數的位置及形態,正構烷烴曲線(圖1-4)分為3種基本類型:①主峰小於C15,且主峰區較窄;②主峰大於C25,主峰區較寬;③主峰區在C15~C25之間,主峰區寬。
異構烷烴的碳數以小於C10為主,環烷烴也以小於C10低分子量環烷烴為主。芳烴和環烷芳烴的基本類型有苯、萘、菲,分子量一般較大。
圖1-3 石油的元素組成(據潘鍾祥,1986)
圖1-4不同類型石油的正構烷烴分布曲線(據MartinRLetal.,1986)
石油中的非烴類物質,一是含氮、硫、氧化合物,主要有硫酸、硫醚、噻吩和二硫化物等,低分子量者存在於石油的輕、中餾分中,分子量大者存在於膠質、瀝青質中;二是有機金屬化合物,主要是汞、鉛等的化合物。
3.煤的組成
煤是由地質時期植物遺體在地下經復雜的生物、物理、化學作用而變質形成的固體可燃的有機礦產。
煤的組成元素,主要為碳與氫,其次為氧、氮、硫、磷和其他元素。碳與氫佔有機可燃物質量的70%以上。揮發分根據煤的變質程度不同而異,一般在5%~55%之間(圖1-5)。
煤中的碳和氫,多以凝膠化組分(包括木煤、木質鏡煤、結構鏡煤、無結構鏡煤、凝膠化基質)、絲炭化組分(包括絲炭、木質鏡煤絲炭、鏡煤絲炭、絲炭化基質)、穩定組分(包括木柱層、角質層、孢子和花粉、樹脂體)等組成,以固態形式存在,在顯微鏡下可以觀察到。煤中的無機物,主要有與有機質同時沉積的陸源礦物、化學或(和)生物成因的礦物(如黃鐵礦、粘土、菱鐵礦等的結核),以及後生礦物(如裂隙中的黃鐵礦、方解石、高嶺土等),它們也以固態形式存在。
圖1-5 煤的主要組成成分(據陸春元,1987)
含碳頁岩也是烴類有機質的重要存在形式,與煤相似,碳以固態存在。
總體上,煤是固態的烴類物質,分子量很大;石油是液態的烴類物質,分子量中等;
天然氣主要是氣態的烴類物質,分子量很小。下面討論這3類烴類物質的形成過程以及相互關系。
二、烴類物質的形成
天然氣、石墨、煤的形成過程以及相互關系見圖1-6。烴類物質共同的主要物質來源是地表存在的生物有機質。生物有機質主要是動物、植物的遺體。由於地表及近地表的生物作用,特別是細菌活動的活躍,動物、植物的遺體一大部分經生物降解作用等過程形成生物成因的天然氣,很少的部分則經沉積掩埋,進入地下。
圖1-6 天然氣、石墨、煤形成過程示意圖
在地下一定深度,生物作用減弱。再進入到更大的深度,壓力增大,地溫增高,熱壓作用增強,沉積有機質經熱催化、熱裂解,有機質開始成熟。①高豐度的腐殖型有機質向煤方向轉化,依次形成泥炭、褐煤、長陽煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧煤、無煙煤,同時形成大量的以甲烷為主的煤系天然氣。②腐泥型有機質和一部分腐殖型有機質,進入到生油門限溫度後,形成石油與石油氣。如果有機質進入到更高溫高壓的地層埋深,所形成的煤、石油、天然氣則向石墨方向轉化。石油與煤的形成過程,均伴隨著有機烴氣體的形成。其成因早期以微生物作用為主,晚期則以熱動力作用為主。
三、烴類物質的賦存狀態
氣態的天然氣、液態的石油、固態的煤,它們在地下的賦存形式,特別是能為工業應用的賦存形式,存在很大的差異。這種差異,往往決定了勘探方法的不同。
1.天然氣的賦存狀態
天然氣賦存狀態見表1-1。目前具廣泛工業意義的有氣頂氣、氣藏氣、凝析氣、煤層氣。
表1-1 天然氣的賦存狀態表
氣頂氣與石油共存,位於油氣藏的頂部,乙烷以上的重烴含量較高,成因上屬石油氣。氣藏氣是單一天然氣聚集的氣體,可以是石油氣、煤系天然氣,或其他成因類型的天然氣。凝析氣是一種特殊的氣藏氣,是在較高的溫度、壓力下由液態烴蒸發而形成,一旦溫度、壓力降低則逆凝結而形成輕質油。
煤層氣是吸附在煤層中的煤系天然氣。
2.石油的賦存狀態
石油主要呈液態存在於岩石孔隙中。根據是否發生運移分兩種形式:一種是自生自儲型,生油的地層即是儲油的地層;另一種是下生上儲或上生下儲型,指生油層不是儲油層,而是石油經運移儲集在有效孔隙度大的岩石或構造中。
3.煤的賦存狀態
煤是以天然的固體形式存在於煤系地層中。如不經特殊的構造運動的破壞,煤層是沒有明顯運移的。
四、烴類物質的運移
相對於母岩地層而言,煤以固相「原地」存在。石油呈液態可能「原地」存在,也可能經運移而「異地」存在。天然氣中煤層氣可能以「原地」存在為主,其他天然氣則主要以「異地」存在。因此,烴類中,石油與天然氣存在著運移的情況。
石油的運移分初次運移和二次運移,以及再次運移。
初次運移指石油從細粒的生油岩中向外排出的過程。初次運移的發生,可能是在壓實作用、熱力作用、粘土脫水作用等控制下,生油岩(主要是泥岩)受到較大的應力作用,發生強烈的變形,導致體積減小,這時必然驅動塑性物質(包括氣體、液體及硬度小的粘土礦物等)的流動。在初次運移中,石油可能呈油相、乳油液、膠體溶液、氣體溶液等相態運移,但多數學者認為初次運移以油相為主。初次運移是與石油生成有密切關系的過程,運移距離較短,一般限於生油岩系中。
二次運移是初次運移的接續,是石油脫離成油母岩向儲集岩內部傳導的過程,主要的傳導層是顆粒較粗的砂岩層、張性或張扭性的非緊閉的斷層、不整合面等。二次運移的驅動力主要是浮力、水動力,運移多呈游離相進行。運移的距離不等,最遠達到數十千米,甚至上百千米。多數情況下,二次運移的結果使石油聚集成油藏。
再次運移是在二次運移的基礎上發生的,與二次運移的性質相似。
一些地區,石油可能只經初次運移,而另一些地區由於構造活動的多期性導致石油發生二次運移,甚至再次運移。
按運移方向,石油的運移可分為水平運移和垂直運移,或分為順層運移或穿層運移等。運移方向取決於驅動力條件,不同地區可能不一樣,但共同遵循的原則是沿阻力最小的方向運移。
與石油的運移情況比較,煤可以認為是不存在運移的,而天然氣的運移強度則更強烈,運移得更遠。
❺ 石油和天然氣的化學組成
(一)石油的化學組成和類型
石油是指以液態形式存在於地下的碳氫化合物的混合物。石油的組成和性質受到原始母質、形成條件和後期變化等因素的共同影響。因此,石油的成分變化較大。
組成石油的主要元素為碳、氫,主要以碳氫化合物的形式存在;其次為氧、氮、硫,主要形成非烴類化合物。其中,碳佔82%~87%(Hunt,1961),氫佔12%~15%,氧、氮、硫的含量僅為0.5%~5%。此外,石油中還含有40餘種微量元素,其中V、Ni含量較高。石油與有機質的微量元素含量分布極為相似,但與泥岩中微量元素的分布相差較大(圖4-11)。上述元素組成特點表明石油與有機質在成因上密切相關,而且有機質向石油的演化過程是一個脫氧、加氫、富碳的過程。
圖4-11 有機質、石油和泥岩中25種微量元素深濃度的分布
石油的烴類組成可以用各族烴在石油中所佔的百分含量來表示,主要包括以下三個部分:飽和烴,包括正構、異構烷烴和環烷烴,約佔57.2%;芳香烴,包括芳香烴、環烷芳香烴和環狀的含硫化合物,約佔28.6%;膠質和瀝青質,約佔14.2%。瀝青質和膠質是含氧、氮、硫原子的多環分子,分子量高,其含量多少決定了石油的密度、黏度的大小。
(二)天然氣的化學組成及其類型
廣義地講,一切經自然過程生成的氣體都叫做天然氣。除宇宙氣體外,它們在成因上與地殼中有機質分解和裂解作用、岩石變質作用、岩漿作用、地幔去氣作用等有關。天然產出的氣體大多以分散形式存在,只有少部分聚集起來形成了有經濟價值的礦藏。狹義地講,天然氣是指在沉積有機質演化過程中生成的可燃氣體。這類氣體由烴類氣和非烴類氣組成。不同成因類型、不同地區的天然氣的組成變化較大。
烴類氣體中CH4所佔的比例最高,此外還有數量不等的C2~C6烴類。根據CH4以上重烴(C2+)的含量,可將天然氣分為干氣和濕氣。C2+低於5%的為干氣,干氣不與油伴生,可形成純氣藏。C2+大於5%的為濕氣,常與油伴生。
非烴類氣包括CO2、H2S、N2和少量稀有氣體,其含量一般不高(小於10%)。在個別地區的天然氣中,CO2、H2S、N2含量很高,可形成CO2、H2S、N2氣田。
根據天然氣的成因類型,可將天然氣分成生物成因氣、油型氣和煤成氣。生物成因氣是指在成岩作用階段,沉積物中的有機質經厭氧微生物的發酵作用而形成的氣體。其中CH4的含量高達98%以上,重烴的含量小於1%,其他的是CO2和N2。油型氣(包括濕氣、凝析氣和裂解氣)是在沉積有機質熱裂解成油過程中與石油同時形成的,或在過成熟階段由有機質和液態烴熱裂解形成。煤成氣是指煤系地層或亞煤系地層中的有機質在整個煤化過程中形成的天然氣。