第四講實驗石油組分和物理性質

第四講實驗石油組分和物理性質第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日

石油的物理性質及含油巖心的觀察對石油地質研究和評價石油的工業(yè)品質有著十分重要的意義。通過觀察和簡易的實驗演示了解：（1）石油的基本物理性質；（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1.石油顏色的觀察石油顏色的深淺取決于膠質和瀝青質的含量。一般膠質和瀝青質含量愈高，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，觀察試管中對著眼睛一側的顏色。若原油色深，透明度差，可搖動原油樣品，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，記錄下觀察結果，填在表學實1-1中。第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日原油在20℃時的相對密度與同體積4℃時的純水的密度之比稱為原油的相對密度，以D420表示之。石油的相對密度常用相對密度計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將調好溫度的試樣，小心地沿筒壁倒入量筒中，當試樣表面有氣泡聚集時，可用一片清潔濾紙除去氣泡；②將干燥的密度計小心地放入試樣中，待其穩(wěn)定后，記錄測定時的溫度及讀數(shù)；③將密度計在量筒中輕輕轉動幾下再放開，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果（圖實1-3）。第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日圖實1-3密度計與密度測定裝置1.溫度計；2.密度計；3.量筒；4.支架；5.水浴缸第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算：可根據(jù)下式進行溫度校正和計算標準密度：

式中：D420：為標準溫度下的相對密度；D4t：為試驗溫度下的相對密度計讀數(shù)；r：為相對密度的補正數(shù)，可查《石油密度計量換算表》；t：為試驗溫度（℃）第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日測定方法：①將預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日計算：將測定的“視”密度D′換算為試驗溫度下樣品的實際密度：D4t=（）D′+0.0012

式中：0.9982：為水在20℃時的密度，g/cm30.0012：為空氣在20℃及大氣壓為0.1Mpa時的密度，g/cm3D′：在韋氏天平上讀取的密度，g/cm3。將試驗溫度下所測原油的密度D4t換算成標準溫度下的密度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性能的重要參數(shù)。度量粘度的參數(shù)因測定的裝置和計量單位的差別，分別稱為：絕對粘度（或動力粘度，單位為Pa?S）、運動粘度（單位為m2/s）和恩氏粘度（或相對粘度）。第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日運動粘度是指流體的動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阻力的尺度。

第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日運動粘度測定的儀器主要是一組玻璃毛細管粘度計（圖實1-5），毛細管粘度計各擴張部分的內(nèi)徑不同，供試驗不同粘度的原油時選用。第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日測定時，將裝好油樣的粘度計浸在恒溫液體內(nèi)并調整為垂直狀態(tài)，當油樣液面向下流動至第一計時標記a刻線處開始記時，當液面流至第二計時標記b刻線時停止記時。每個樣品所測出的流動時間，應不少于三次，取其中相近的三個數(shù)值，求出平均值。在溫度t時運動粘度Ut（mm2/s）按下式計算：

式中c為粘度計常數(shù)mm2/s2；tt為油樣平均流動時間（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流孔中，流出200ml所需的時間（s）與蒸餾水在20℃流出相同體積所需的時間（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（圖實1-6）測定時，用木塞嚴密塞住粘度計的出口，將預先加熱到不超過40℃的試油注入內(nèi)容器，調整到三個尖釘?shù)募舛藙偤寐冻鲇兔?。小心攪拌油樣并保持恒溫達到測定溫度，將清潔而干燥的接收瓶放在流出孔下面，迅速提起木塞，同時啟動秒表，當接收瓶中的試油正好達到200ml標線時，停止秒表，讀出時間，準確至0.2s。1.內(nèi)容器；2.外容器；3.球面形底；4.木塞；5.溫度計插孔；6.攪拌器；7.小尖釘；8.流出孔；9.支架；10.調節(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，試油的恩氏粘度按下式計算：

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

由恩氏粘度查表可得相應的運動粘度，運動粘度乘以該溫度時原油的相對密度，即為動力粘度。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色，隨著分子量加大熒光色調加深，膠質一般呈淺黃到褐色，瀝青質一般呈褐到棕褐色。第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日含油級別是巖心中含油多少的直觀標志。含油級別是判斷油水層或油層好壞的主要標志，但不是絕對標志。含油級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數(shù)。通過觀察巖心含油面積的百分數(shù)、含油巖心的光澤、污手程度、滴水實驗等可以確定巖心的含油級別。第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日（1）含氣試驗

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)時間、聲響程度、與縫洞關系等）（2）含水試驗

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：

①滴水試驗法：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：第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日②熒光試驗法（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的性質。第二十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日