實(shí)驗(yàn)石油組分和物理性質(zhì)第1頁/共25頁

石油的物理性質(zhì)及含油巖心的觀察對石油地質(zhì)研究和評價石油的工業(yè)品質(zhì)有著十分重要的意義。通過觀察和簡易的實(shí)驗(yàn)演示了解：（1）石油的基本物理性質(zhì)；（2）含油巖心的氣水觀察。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡?頁/共25頁（一）石油的物理性質(zhì)1.石油顏色的觀察石油顏色的深淺取決于膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的含量。一般膠質(zhì)和瀝青質(zhì)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(cè)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(cè)試管壁的顏色，常有熒光顏色干擾，不常采用。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容和方法第3頁/共25頁

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(jié)果，填在表學(xué)實(shí)1-1中。第4頁/共25頁原油在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。2.石油密度的測定第5頁/共25頁測定方法：①將調(diào)好溫度的試樣，小心地沿筒壁倒入量筒中，當(dāng)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(zhuǎn)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(yīng)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(jié)果（圖實(shí)1-3）。（1）密度計法

第6頁/共25頁圖實(shí)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7頁/共25頁計算：可根據(jù)下式進(jìn)行溫度校正和計算標(biāo)準(zhǔn)密度：

式中：D420：為標(biāo)準(zhǔn)溫度下的相對密度；D4t：為試驗(yàn)溫度下的相對密度計讀數(shù)；r：為相對密度的補(bǔ)正數(shù)，可查《石油密度計量換算表》；t：為試驗(yàn)溫度（℃）第8頁/共25頁測定方法：①將預(yù)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(shí)1-4）。（2）韋氏天平密度法

第9頁/共25頁圖實(shí)1-4韋氏天平第10頁/共25頁計算：將測定的“視”密度D′換算為試驗(yàn)溫度下樣品的實(shí)際密度：D4t=（0.9982-0.0012）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(yàn)溫度下所測原油的密度D4t換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度下的密度D420第11頁/共25頁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(yùn)動粘度（單位為m2/s）和恩氏粘度（或相對粘度）。3.石油粘度的測定

第12頁/共25頁運(yùn)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。

（1）運(yùn)動粘度測定法

第13頁/共25頁運(yùn)動粘度測定的儀器主要是一組玻璃毛細(xì)管粘度計（圖實(shí)1-5），毛細(xì)管粘度計各擴(kuò)張部分的內(nèi)徑不同，供試驗(yàn)不同粘度的原油時選用。第14頁/共25頁測定時，將裝好油樣的粘度計浸在恒溫液體內(nèi)并調(diào)整為垂直狀態(tài)，當(dāng)油樣液面向下流動至第一計時標(biāo)記a刻線處開始記時，當(dāng)液面流至第二計時標(biāo)記b刻線時停止記時。每個樣品所測出的流動時間，應(yīng)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(yùn)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15頁/共25頁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。（2）恩氏粘度測定法

第16頁/共25頁用恩氏粘度計（圖實(shí)1-6）測定時，用木塞嚴(yán)密塞住粘度計的出口，將預(yù)先加熱到不超過40℃的試油注入內(nèi)容器，調(diào)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(dá)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(dāng)接收瓶中的試油正好達(dá)到200ml標(biāo)線時，停止秒表，讀出時間，準(zhǔn)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(diào)節(jié)螺絲；11.接收器第17頁/共25頁在溫度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(yīng)的運(yùn)動粘度，運(yùn)動粘度乘以該溫度時原油的相對密度，即為動力粘度。第18頁/共25頁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(lán)色，隨著分子量加大熒光色調(diào)加深，膠質(zhì)一般呈淺黃到褐色，瀝青質(zhì)一般呈褐到棕褐色。4.石油熒光性的觀察第19頁/共25頁含油級別是巖心中含油多少的直觀標(biāo)志。含油級別是判斷油水層或油層好壞的主要標(biāo)志，但不是絕對標(biāo)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?jǐn)?shù)。通過觀察巖心含油面積的百分?jǐn)?shù)、含油巖心的光澤、污手程度、滴水實(shí)驗(yàn)等可以確定巖心的含油級別。（二）含油巖心的觀察

1.含油級別的確定第20頁/共25頁（1）含氣試驗(yàn)

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(guān)系等）（2）含水試驗(yàn)

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。2.含油巖心的油氣水觀察第21頁/共25頁（3）含油試驗(yàn)：

①滴水試驗(yàn)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22頁/共25頁②熒光