1樓：石油工業出版社
石油和天然氣都是儲藏在地下岩石孔隙中的可燃礦產，它們與地下岩石孔隙中的水共存在一起，但它們的化學組成及物性卻截然不同。
一、石油的化學組成及物性
石油是一種成分十分複雜的天然有機化合物的混合物，主要成分為液態烴，含有數量不等的非烴化合物及多種微量元素。地下的液態石油中常溶有大量的天然氣，並溶有固態烴及非烴。
（一）石油的元素組成
石油主要由c、h、o、s、n等元素組成，其中c含量為84%～87%，h含量為11%～14%，o、s、n及微量元素一般只佔1%～4%，個別情況下，s含量可高達7%。從石油成分中現已發現33種微量元素，如fe、ca、mg、s、al、v、ni等。雖然它們的質量僅佔石油質量的萬分之幾，但有些元素（如v、ni）明顯來自於生物體，且在不同地區的石油中含量相差較大，被用來進行油源對比，並作為有機成因的證據。
（二）石油的化合物組成
石油的各種元素並不是呈遊離狀態存在，而是相互化合形成不同的化合物，以烴類化合物為主，還含有非烴類化合物。
1．烴類化合物
烴類化合物由碳、氫元素組成，據結構可分為三類：
（1）烷烴，又稱脂肪烴，化學通式為**h2n+2，屬飽和烴。在常溫常壓下c1～c4的烷烴是氣態；c5～c16是液態；c17+是固態。石油中正構烷烴和異構烷烴均存在。
（2）環烷烴，是碳和氫的環狀化合物，也屬於飽和烴，化學通式為**h2n。根據環的數目，環烷烴分為單環、雙環、三環和多環烷烴，其中以五元環、六元環化合物為主。
（3）芳香烴，化學通式為**h2n-6。單環化合物中以苯、甲苯、二甲苯為主，出現於**的低沸點餾分中，稠環芳香烴存在於重質餾分中。
以上三種烴類化合物在不同地區的**中含量不同，主要是生物的原始物質組成、演化程度及次生變化的差異造成的。
2．非烴化合物
非烴化合物是指含有雜原子o、s、n的有機化合物。這些雜原子在石油中通常含量不多，但有時也可達30%。**中含硫化合物主要以h2s、硫醇（rsh）、硫醚（rsr′）、環硫醚等形式存在，含量從萬分之幾到百分之幾不等。
硫是石油中的有害雜質，易生成硫化氫（h2s）、亞硫酸（h2so3）或硫酸（h2so4）等化合物，對金屬裝置造成嚴重腐蝕，因此，含硫量是評價石油質量的一項重要指標。按含硫量將**分為高硫**（含硫量大於2%）、低硫**（含硫量小於0.5%）、含硫**（含硫量0.
5%～2%）。我國多為低硫**和含硫**。
**中含氮化合物含量為萬分之幾，主要為雜環化合物（如吡啶、吡咯、喹啉、吲哚等及同系物）。其中最有意義的是卟啉類化合物，它來自於動物的血紅素和植物的葉綠素，卟啉類化合物在180～200℃下分解，而**中卻存在，這為石油的有機成因提供了重要證據。
**中含氧量僅千分之幾，個別地方**可達2%～3%，主要為環烷酸、脂肪酸及酚，統稱為「石油酸」，還有一些醛、酮化合物。環烷酸在含氧化合物中的含量最高，其鹼金屬鹽極易溶於水，在儲集油氣的地層水中常含有它，故環烷酸的存在作為找油的一種直接標誌。
石油中，除上述各種烴類、非烴類化合物外，還含有一些高相對分子質量的非烴化合物，它們常構成**的重質部分，結構十分複雜，目前尚不太清楚，統稱為膠質、瀝青質。
（三）石油的餾分和組分
1．石油的餾分
石油的餾分是利用組成石油的化合物具有不同沸點的特性，加熱蒸餾將其切割成不同沸點範圍的若干部分，每一部分即為一個餾分。以各餾分的質量分數或體積分數表示石油的組成，稱為石油的餾分組成。石油中各餾分的名稱及溫度範圍見表2-3。
表2-3 石油中各餾分名稱及溫度範圍2．石油的組分
石油的組分是利用石油中不同的化合物對有機溶劑和吸附劑（如矽膠）具有選擇性的溶解和吸附的特性而將其分成若干部分，每一部分就是一個組分。石油的組分包括四個部分：
（1）油質——是石油中可溶解於石油醚而不被矽膠吸附的物質，主要是飽和烴和一部分低分子芳香烴，為色淺的黏性液體，是石油的主要組分。
（2）膠質——是石油中可溶解於石油醚（或苯、三氯甲烷、四氯化碳等有機溶劑）並可被矽膠吸附的物質，主要為芳香烴和非烴化合物，顏色較深（淺黃、紅褐到黑色），呈黏稠狀的液體或半固體狀態。
（3）瀝青質——是石油中不溶於石油醚，但溶於苯、三氯甲烷、二硫化碳等有機溶劑的物質，為黑色脆性的固體粉末，是稠環芳香烴和烷基側鏈組成的複合結構的化合物。
（4）炭質——不溶於任何有機溶劑的黑色固體顆粒，也稱「殘炭」，含量很少或無。
（四）石油的物性
認識石油的物性，對於認識石油、進行石油地質研究、評價石油的質量、勘探開發油氣藏具有重要的意義。
1．顏色
石油顏色多樣，從無色、淡黃色、黃褐色、淡紅色、黑綠色到黑色都有。我國四川黃瓜山油田的石油近於無色，而玉門、大慶、勝利油田的石油均為黑色。石油中膠質、瀝青質含量越高，顏色越深。
2．密度
石油的密度是指單位體積石油的質量，其單位為g/cm3或t/m3，通常用相對密度表示，是指在標準狀況下（20℃，0.101mpa）**密度與4℃下純水的密度之比值。石油的相對密度一般介於0.
75～1.0之間。常把相對密度大於0.
90的石油稱為重質石油；小於0.90的石油稱為輕質石油。石油中膠質、瀝青質含量高，密度大；油質含量高，密度小。
3．黏度
石油的黏度可用動力黏度表示，單位為pa·s。石油的黏度變化很大，如我國孤島油田館陶組的**在50℃時的黏度為（103～645）×10-**a·s，大慶油田**黏度在50℃時為（9.3～21.
8）×10-**a·s。若石油的黏度大於100×10-**a·s為高黏**，小於100×10-**a·s為低黏**。高黏**會給石油開採和集輸帶來困難。
石油的黏度取決於石油的化學組成、溫度、壓力及溶解氣量。**中輕烴組分含量高，地層溫度高，溶解氣量大，黏度降低。
4．凝點
將液體石油冷卻到失去流動性時的溫度稱石油凝點。石油凝點的高低，取決於石油中含蠟量及蠟分子碳數的高低。含蠟量及蠟分子碳數高的石油，其凝點高。
高凝點的**易使井底結蠟，給採油工作帶來困難。因此，油井的清蠟、防蠟是一項重要的工作。
5．導電性
石油具有極高的電阻率（109～1016ω·m），相對於地層孔隙水（常含有電解質）的電阻率高得多。利用此特點，油田採用視電阻率測井法確定含油層。
6．溶解性
石油難溶於水，易溶於有機溶劑（如苯、石油醚等）。因此，在油、水共存的油藏中，由於油比水的密度小，油位於水的上方。
7．熒光性
石油在紫外線的照射下產生熒光。鑽井過程中用紫外線照射砂岩岩屑，以確定和發現含油氣層，這種方法很敏感，即使岩屑中含有極少量的油砂，也可發現，稱為「熒光錄井」。
8．旋光性
旋光性是指石油能使偏振光發生轉動一定角度的特性。旋光性是生物成因的天然有機化合物的特性。因此，石油的旋光性是石油有機成因的證據。
9．熱值
石油的熱值可達（10000～11000）×4.18kj/kg，是優質燃料。
二、天然氣的化學組成及物性
從廣義的角度說，自然界中一切天然因素形成的氣體（包括可燃氣和不可燃氣、生物成因和非生物成因的氣體）統稱為天然氣。但在石油及天然氣地質學中所講的天然氣，是指與生物成因有關的油田氣和氣田氣，是可燃性氣體。
（一）天然氣的化學組成和型別
1．天然氣的化學組成
天然氣中主要是甲烷（稱輕烴氣），其次是乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等重烴氣，另外還有一些非烴氣體，如co2、h2s、n2、co、h2，以及he、ar等惰性氣體。
2．天然氣的型別
據天然氣中甲烷同系物的含量將天然氣分為幹氣和溼氣兩種。
幹氣也稱為氣田氣。甲烷含量大於95%、乙烷以上的重烴氣含量小於5%的氣體稱為幹氣。幹氣不與石油伴生，可單獨形成純氣藏，如煤成氣多屬幹氣。
幹氣燃燒火焰成藍色，通入帶冰的水中，無油膜出現。
溼氣也稱油田氣，指甲烷含量小於95%、重烴氣含量大於5%的天然氣。溼氣常與油藏和油氣藏有關，如氣頂氣、溶解氣。溼氣燃燒時火焰呈黃色，通入水中有油膜出現。
（二）天然氣的物理性質
天然氣的物理性質主要有以下5個方面。
1．相對密度
天然氣的相對密度是指在標準狀況下（20℃，0.101mpa），單位體積天然氣的質量與同體積空氣的質量的比值，一般為0.6～0.7，隨天然氣中重烴含量的增大而增大。
2．臨界溫度和臨界壓力
在低溫高壓下，任何氣體都可以變為液體。溫度越低，使氣體變為液體所需的壓力越小；溫度越高，壓力越大。單組分氣體都有一個特定的溫度，高於此溫度時不管加多大的壓力都不能使該氣體轉化為液體，該特定的溫度稱為臨界溫度。
在臨界溫度時氣體液化所需的最低壓力稱為臨界壓力。如甲烷的臨界溫度為-82.5℃，臨界壓力約為45.
8mpa，因此甲烷在地下除溶於油和水的部分，呈氣態存在；丁烷的臨界溫度為152.0℃，臨界壓力約為37.4mpa，在地下以液態存在。
在自然條件下，天然氣通常是烴類氣體及非烴類氣體的混合物，其臨界溫度及臨界壓力隨組成成分不同而不同。
3．蒸氣壓
氣體液化時所需施加的壓力稱為該氣體的飽和蒸氣壓。蒸氣壓隨溫度升高而升高，在同一溫度、壓力條件下，烴類的相對分子質量越小，其蒸氣壓越大。
4．溶解性
天然氣在油和水中的溶解能力可用溶解係數表示。溶解係數是指當溫度一定時，每增加一個大氣壓（101325pa）溶解在單位體積石油中的氣體量。在一定條件下，氣體在單位體積石油（或水）中的溶解量稱為溶解度，單位是m3/m3。
天然氣在水中的溶解度比石油在水中的溶解度大，但天然氣在油中的溶解度比在水中大得多。如在標準狀況下甲烷在油中的溶解度約等於在水中的9倍。天然氣組成中重質組分越多，石油含輕質組分越多，天然氣在石油中的溶解度越大。
因此，國外有的油田用天然氣（尤其是用溼氣）來混相驅油，提高**採收率。
5．熱值
單位體積天然氣完全燃燒所釋放出的熱量稱為天然氣的燃燒熱值，簡稱熱值。甲烷的熱值為8870×4.18kj/m3，而天然氣的熱值較高，可達20000×4.
18kj/m3，比煤和石油的熱值高。
三、油田水的化學組成及物性
廣義上的油田水是指油氣田區域內的地下水，包括油層水和非油層水。我們通常所說的油田水是狹義上的油田水，是指油田範圍內儲集有油氣的地層中的地下水。在儲集層中，油田水以孔隙水的形式存在，是在沉積岩形成時遺留下來的，能反映沉積岩形成時的環境。
石油是在有地層水存在的狀況下生成、運移、聚集和演化的，因此油層水具有與地表水不同的特性。研究油層水對油氣勘探和開發具有重要的意義。
（一）油田水的化學組成
1．常見的離子和種類
油田水含有約30種離子，但主要的有以下六組離子：陽離子有na++k+、ca2+、mg2+；陰離子有cl-、so24-、hco3-+co23-。由這些離子化合而成的鹽類中，以nacl含量最豐富，硫酸鹽含量最少。
2．有機物質和氣體
油層水除含有無機鹽之外，還含有有機物質和氣體。有機質中的酚、有機酸易溶與水，常作為找油的直接標誌；烴類氣體，尤其是重烴氣一般與石油有關，也是找油的直接標誌。油層水由於是在生油的還原環境中生成，一般不含氧氣，但常含有h2s，數量不定。
一般來講，油層水中的稀有氣體he、ar含量甚微，但在某些油氣聚集周圍的地下水中可出現氦氣正異常。
3．微量元素
油層水中的微量元素有幾十種，其中i、br、b、sr含量高時可作為找油的間接標誌。它們的存在反映了一種封閉的還原性環境，有利於油氣轉化。
油田水中的各種離子（分子和化合物）的總含量稱之為總礦化度，可以用乾涸殘渣（將水加熱蒸發後剩下的殘渣質量）或離子總量來表示，單位是mg/l。
（二）油田水的物理性質
（1）密度：油田水的密度隨油田水中含鹽量多少而變化，一般大於1.0g/cm3。
（2）黏度：油田水的黏度比純水高，且隨水中鹽分增大而增大。
（3）透明度：油田水常含有各種膠體物質［如fe（oh）3］和h2s等，通常呈半透明或透明狀。
（4）氣味和顏色：油田水中常含有有機物質或氣體，會帶有某種氣味，如混有石油時，會有汽油、煤油味；含有h2s時，具臭雞蛋味。油田水都帶有苦澀味或鹹味。
在採油過程中，油井通常採出的是油、氣、水混合物，必須進行油氣、油水分離。分離後的油輸往煉油廠煉製。分離後的汙水，因含有機械雜質、各種鹽類和溶解氧，須進行絮凝、防垢、緩蝕處理，回注地層。
流體力學中,判斷流體流動方向的依據是什麼
這個很簡單啊,就是水離子瞬間速度的方向,我們都知道,速度是個向量,是有方向的 現在很多都是用piv 粒子成像測速 來測得的,首先向流場中散佈示蹤粒子回 然後對關注的片區進行記錄,就答可以根據相鄰時間段流體中示蹤微粒的移動位置來判斷流體的運動方向和速度。前面回答者提到的水離子的瞬間速度是不科學,因為水...
什麼是非牛頓流體，非牛頓流體是什麼？
非牛頓流體是什麼？站在非牛頓流體泳池裡，人人都能水上漂 非牛頓流體，是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體，即其剪應力與剪下應變率之間不是線性關係的流體。非牛頓流體廣泛存在於生活 生產和大自然之中。絕大多數生物流體都屬於現在所定義的非牛頓流體。人身上血液 淋巴液 囊液等多種體液，以及像細胞質那樣的 半流體...
流體由於具有粘滯性，使得在流體中運動的物體都要受到流體阻力
小球下落過程中受到流體的浮力f，阻力f和自身重力g，三力合力提供加速度，三力平衡時速度為v。p0p時，小球上浮，v 2 p0 p g r 9 mg 6 rv v 初始條件 v 0 0 解得 v t gm 1 e 6 rt 6 r 因為6 rv 4 3 r 3g 4 3 r 3g 所以推出v 2r 2...