原油 蒸馏 石油中不同类型的化合物，对有机溶剂
＞210℃馏分 用正己烷溶解气轻馏分 气相色谱 可溶的 和吸附剂具有选择性溶解和吸附的性能。根
不可溶的 据这一特性，可以选用不同有机溶剂和吸附剂，将石油分成若干部分，每一部分就是一个组分。组分分离的流程大致如图1-10所示。经过这一过程，即可将石油分为饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质等组分。
烃类+胶质 柱色层法 用正己烷或 用苯冲洗 石油醚冲洗 用酒精-苯冲洗 沥青质 元素分析 红外光谱 核磁共振 饱和烃 气相色谱 色谱-质谱 芳烃 色谱 色谱-质谱 非烃 元素分析 红外光谱 核磁共振 图1-10 原油组成分析流程图(据陈荣书，1994，有改动) 二、石油的地球化学分类
Tissot和Wellte（1978）提出的地球化学分类，采用三角图解，以烷烃（石蜡烃）、环烷烃、芳香烃＋含硫、氮、氧化合物的相对含量作三角图解的三端元，并参考了石油中的含硫量；所有数据都指的是常压下，沸点大于210℃的石油馏分的分析数据；分类方案与结果参见图1-11和表1-4。
表
和Wellte的学分类方案
注： 令S＝＝烷烃（石环烷烃，
则 S＝P＋N；
令 AA＝芳烃＋含N.S.O化合物（胶质，沥青质）
S＞50% AA＜50% S≤50% AA≥50% 烃类成分含量 P＞40%，且P＞N P≤40%，且N≤40% P＜N，且N＞40% P＞10% P≤10%且N＞25% P≤10%且N≤25% ＞1% ＜1% ＞1% ＜1% 含硫量 石油类型 石蜡型 石蜡－环烷型 环烷型 芳香－中间型 芳香－环烷型 芳香－沥青型 饱和烃； P蜡烃）；N＝1-4 Tissot石油地球化
图1-11 表示六种石油类型的三角图解（据Tissot ＆ Wellte，1978）
图1-12 海陆相石油在石油分类三角图上的分布
显的区别，具体表现如下：
海陆相石油在石油分类三角图上的分布如图1-12所示，它们在化学成分上有比较明
（1）海相石油以芳香－中间型和石蜡－环烷型为主，饱和烃占石油的25～70%，芳烃占总烃的25～60%。高硫（含硫量一般大于1%）低蜡（含蜡量小于5％）。钒、镍含量高，且钒／镍比值大于1。
（2）陆相石油以石蜡型为主，部分石蜡－环烷型，饱和烃占石油的60～90%，芳烃占总烃的10～20%。高蜡（含蜡量大于5%）低硫（含硫量一般小于1%）。钒、镍含量较低，且钒／镍比值小于1。
另外，海、陆相石油的碳稳定同位素组成亦有明显的差别。从C13/C12比值看，一般海相油的比陆相油的高。
三、石油的物理性质
1．颜色
石油的颜色变化范围很大，在反射光下，它们的颜色从褐色过渡到红色，一直到淡绿黄色。在透射光下，大多数石油是黑色的，但也有淡黄色、无色、黄褐、深褐、黑绿色等。
石油的颜色与胶质－沥青质含量有关，含量越高，颜色越深。
2．密度和相对密度
石油的密度是指单位体积石油的质量（ρo=Go/Vo）。若用单位体积石油的重量表示，即为石油的比重。
开采至地表的石油（即原油）的相对密度，在我国和前苏联是指1atm下，20℃单位体积原油与4℃单位体积纯水的重量比，用d420表示。一般为0.75～0.98，变化较大。通常将
d420大于0.92的原油称重质油，介于0.92～0.88之间的为中质油，小于0.88的为轻质油。
在美国，通常用API度（American Petroleum Institute）表示原油的相对密度。而西欧一般用波美度表示原油的相对密度。
API度＝
141.5140；波美度＝?131.5?130 ； （60°F＝15.5℃） 60F60Fd4d460Fd4即1大气压下、60°F时单位体积原油与4℃单位体积纯水的质量比。因此，API
度和波美度与d420在数值上正好相反。它们的换算关系列入表1-5。
表1-5 比重与API度、波美度的换算表（据张厚福等，1999）
15.5℃时比重 1.0000 0.9655 0.9333 0.9032 0.8750 波美度 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 API度 10.0 15.1 20.1 25.2 30.2 15.5℃时比重 0.8485 0.8325 0.8000 0.7778 波美度 35.0 40.0 45.0 50.0 API度 35.3 40.3 45.4 50.4 石油的相对密度主要取决于化学组成。同一族分中， d420随碳数增加而变大；碳数相同的烃类，烷烃d420较小，环烷烃居中，芳烃最大；与胶质、沥青质相比，烃类d420较小。因此，高分子量成分或胶质、沥青质含量高的石油，其d420较大。从实质上来说，石油的相对密度取决于其中的含氢量，两者之间有明显的相关性（图1-13）。其它条件不变时，若
151435残油体积的增加（%）30饱和压力2520151050含氢量（%）13加增的积体油残1211100.750.850.900.951.00石油的比重 图1-13 石油密度与含氢量的关系图 0.80400800120016002000240028003200压力（psi） 图1-14 有气顶气条件下，石油体积随压力的变化 （转引自A.I.Levorson，1954） 油藏中无气顶，d420随温度增高而降低，随压力增大而增大；若油藏中存在气顶，随压力增大气体溶于油内，导致石油d420降低；当石油被气体饱和达到饱和压力之后，随压力增大d420有所增大。4．粘度（Viscosity）
石油受力发生流动时，其内部分子间有一种内摩擦力阻止分子间的相对运动。石油的这种特征称作石油的粘滞性。其大小用粘度（μ）来度量。石油粘度大，即不易流动。
粘度分为动力粘度、运动粘度和相对粘度三种表示方式。
动力粘度又称绝对粘度。在国际计量单位SI制中，单位为帕斯卡秒（Pa·s）和毫斯卡秒（m Pa·s），其定义为：当压差为1Pa的切力作用于液体，使之在相距1m、面积为1m2的两液层间发生相对恒速流动，如果流动的速度恰为1m/s，则该液体的粘度为1Pa·s；1Pa·s＝1000 m Pa·s。石油动力粘度的大小取决于石油的化学成分和外界的温度、压力条件。分子小的烷烃、环烷烃含量多，动力粘度就低；而石蜡、胶质、沥青质含量高，粘度就高。随温度升高，动力粘度则降低。
运动粘度为动力粘度与相对密度之比，其单位为m2/s。
液体绝对粘度与同温条件下水的绝对粘度之比，称为该液体的相对粘度。通常用恩氏粘度计直接测之，故又称恩氏粘度。
5．溶解性
石油中不同化合物选择性溶解于多种有机溶剂。
在地下，液态烃溶于气态烃的条件是：较高温度和压力条件下，一定温度范围（如180～250℃）内，圈闭中气态烃多液态烃少，即气烃为溶剂，而液烃为溶质。
石油总体上在水中的溶解度很低，若以碳数相同的分子进行比较，各种成分在水中溶解度由大到小的顺序是：非烃→芳烃→环烷烃→烷烃。温度升高或水中溶解CO2量增多，石油在水中溶解度增大。若水中含盐度增大，烃溶解度下降。
6．荧光性
石油及其大部分产品，在紫外线照射下，其中的不饱和烃及其衍生物能吸收紫外光中波长较短，能量较高的电子，随后放出可见光，这种低能量的可见光称作荧光。石油在紫外光的照射下能产生荧光的这种特性，被称作石油的荧光性。
石油的荧光性取决于化合物组成。石油中的多环芳香烃和非烃引起发光，而饱和烃则完全不发光。轻质油的荧光为浅蓝色，含胶质较多的石油呈绿和黄色，多环芳烃、油质发天蓝色光，含沥青质多的石油或沥青质则为褐色荧光。
7．旋光性
当偏振光通过天然石油时，石油能使其振动面旋转一个角度，石油的这种特性称为旋光性。偏振光振动面的旋转角度称旋光角。石油具有旋光
图1-15 乳酸分子的两种立体异构体
性的原因是：石油中的含氮化合物，甾烷和萜烷等生物标志化合物，常具有手征性碳原子，使石油具有旋光性（图1-15）。
7．导电性
石油导电性极差，具高电阻率。石油电阻率为109－1016Ω·m，与矿化油田水（电阻率为0.02～0.1Ω·m）和沉积岩（电阻率1－104Ω·m）相比，可视为无限大，非导体。利用这一特性在视电阻率测井曲线上可确定油，水层。
8．凝固点与含蜡量
石油失去流动能力的最高温度，称凝固点。石油具有流动能力的最低温度，称液化点。 石油凝固点高低与含蜡量及烷烃碳原子数具有正相关性，富含石蜡的石油在温度下降到结蜡点时，伴随石蜡结晶析出即出现凝固现象。石油中的蜡与硫互相不容，即在产出高蜡石油的地层中含硫量低，产出高含硫石油的层系中含蜡量低。
四、重油、沥青砂与固体沥青概述 （一）重油和沥青砂
所谓重油是指在原始油层温度下，脱气石油粘度为（100－10000）×103Pa·s，或在标
－
准条件下密度为0.934－1.00g/cm3的石油。重油在储层条件下仍有流动性，但常规技术生产效率很低。
沥青砂（超重油）是指在储层条件下，粘度大于10000mPa·s，或在标准条件下密度大于1.00g/cm3的石油。这种油没有流动性。
1．重油和沥青砂的化学成分
重油和沥青砂的元素组成与常规油的组成相似，但氧、硫、氮等元素含量高，硫元素含量0.4～1.0%以上，氮元素含量在0.7～1.20%以上。与常规石油相比，重油和沥青砂更富含微量元素，高于常规石油几倍至几十倍。重油和沥青砂化合物组成中，烃类含量低（一般小于60%），非烃、沥青质含量高（10～30%）。
2．重油和沥青砂的物理性质
由于重油和沥青砂比常规油的高分子烃和杂原子化合物含量高，在物理性质上，具有相对密度大、粘度大、含蜡量低、凝固点低等特点。如表1-6。
（二）固体沥青
天然气、石油及石油的固态衍生物，统称为石油沥青类。其中，石油固态衍生物是指油气在热力和氧化、细菌的生物化学作用下，石油发生物理分异、化学分化、及变质等次生变化的产物，包括地蜡、地沥青、石沥青等，又叫固体沥青。固态沥青多为深褐色至黑色的有机矿物，一般分布于地表和浅层，可作为找油的直接标志。根据成因和物理化学特征，将固体沥青分为十余种类型，如表1-6所示。
表1-6 固体沥青的成因分类
物理分异产物 地 高氮 贫胶 软 风化产物 地 石沥青 腐殖化产物 酸性腐质变质产物 碳质沥青 碳次