A. 石油储运原理
石油储存原理,我们以地下水封洞库储存油的原理进行讲解一下。
地下水封洞库储油原理:地下水封洞库处于稳定的地下水位线以下一定的深度(5m为宜),通过人工在地下岩石中开挖出一定容积的洞室,利用稳定地下水的水封作用密封储存在洞室内的石油。
洞室开挖前,地下水通过节理裂隙等渗透到岩层的深部并完全充满岩层空隙。当储油洞库开挖形成后,周围岩石中的裂隙水就向被挖空的洞室流动,并充满洞室。
在洞室中注入油品后,油品周围会存在一定的压力差,因而在任一油面上,水压力都大于油压力,使油品不能从裂隙中漏走。同时利用油比水轻,以及油水不能混合的性质,流入洞内的水则沿洞壁汇集到洞底部形成水垫层,可由水泵抽出。
地下水封储油洞库作为地下储油库的一种,可以说是目前储存石油的最好形式,在未来的若干年里,我国将大力建设地下水封储油洞库,但是对于地下水封储油洞库的建设,也是有很多困难的。
B. 急!原油的特性是什么
石油也称原油或黑色金子,是一种粘稠的、深褐色(有时有点绿色的)液体。地壳上层部分地区有石油储存。它由不同的碳氢化合物混合组成,其主要组成成分是烷烃,此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素。不过不同油田的石油成分和外貌可以有很大差别。石油主要被用来作为燃油和汽油,燃料油和汽油组成目前世界上最重要的一次能源之一。石油也是许多化学工业产品——如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。 当今88%开采的石油被用作燃料,其它的12%作为化工业的原料。
原油中碳元素占83%一87%,氢元素占11%一14%,其它部分则是硫、氮、氧及金属等杂质。
石油的发现
我国是世界上最早发现和应用石油的国家。
900年前宋代着名学者沈括,对我国古代地质学和古生物学知识方面提出了极其卓越的见解。他的见解比西欧学者最初认识到化石是生物遗迹要早四百年。有一次沈括奉命察访河北西路时,发现太行山山崖间有很多螺蚌壳及如鸟卵之石,从而推断这里原来是太古时代的海滨,是由于海滨的介壳和淤泥堆积而形成的,并根据古生物的遗迹正确地推断出海陆的变迁。
1080年(元丰三年),沈括出知延州(今延安)。在任上他发现和考察了鹿延境内石油矿藏与用途。他说:“鹿延境内有石油。旧说高奴 县出脂水,即此也。生于水际,沙石与泉水相杂,恫恫而出。土人以雉尾囊之,乃采入罐中。颇似淳漆,燃之如麻,但烟甚浓,所沾幄幕皆黑。予疑其烟可用,试扫其煤以为墨,黑光如漆,松墨不及也,道大为之,其识文为‘延州石液’者是也。此物后必大行于世,自予始为之。盖石油至多,生于地中无穷,不若松木有时而竭。”从上面记载来看,沈括不仅发现了石油并且也知道了他的用途。虽然他当时所谓用途着重于烟墨制造,但他确预料到“此物后必大行于世”,这一远见为今天所验证。而今天我们所说“石油”二字也是他创始使用的,并写了我国最早的一首石油诗:“二朗山下雪纷纷,旋卓穹庐学塞人化尽素衣冬不老,石油多似沭阳尘。”
人类正式进入石油时代是在1967年。这一年石油在一次能源消费结构中的比例达到40.4%,而煤炭所占比例下降到38.8%。石油需求的增长和石油贸易的扩大起因于石油在工业生产中的大规模使用。一战以前,石油主要被用于照明,主要产油国美国和俄罗斯同时也是主要的消费国。在一战中,石油的战略价值已初步显现出来,由于石油燃烧效能高,轻便,对于军队战斗力的提高具有重大战略意义。20世纪20年代,由于石油成为内燃机的动力,石油需求和贸易迅速扩大。据王亚栋的统计,到1929年石油贸易额已达到11.7亿美元。该时期国际石油货流的流向主要是从美国、委内瑞拉流向西欧。同时,苏联的石油得到迅速恢复和发展。到20世纪30年代末,美、苏成为主要的石油出口国,石油国际贸易开始在全球能源贸易中占据显要位置,推动了能源国际贸易的迅速增长,并动摇了煤炭在国际能源市场中的主体地位。二战期间,石油的地位举足轻重。美国在二战期间成为盟国的主要能源供应者。二战后,美国一度掌握世界原油产量的2/3。从1859 年在宾夕法尼亚打出了第一口油井到二战之后的一段时间,世界能源版图被称之为“墨西哥湾时代”。王亚栋认为,“墨西哥湾时代”的形成发展期同时也是美国的政治、经济和军事实力不断膨胀,最终在西方世界确立其霸权的时期。这一时期几乎与美国国内的石油开发同步。美国在“墨西哥湾时代”对石油的控制,促进巩固了美国在世界政治经济格局中的地位。石油成为美国建立世界霸权道路上的重要助推剂。
分类和理化性质
按组成分类:石蜡基原油、环烷基原油和中间基原油三类;
按硫含量分类:超低硫原油、低硫原油、含硫原油和高硫原油四类;
按比重分类:轻质原油、中质原油、重质原油以三类。
原油的性质包含物理性质和化学性质两个方面。物理性质包括颜色、密度、粘度、凝固点、溶解性、发热量、荧光性、旋光性等;化学性质包括化学组成、组分组成和杂质含量等。
密度:原油相对密度一般在0.75~0.95之间,少数大于0.95或小于0.75,相对密度在0.9~1.0的称为重质原油,小于0.9的称为轻质原油。
粘度:原油粘度是指原油在流动时所引起的内部摩擦阻力,原油粘度大小取决于温度、压力、溶解气量及其化学组成。温度增高其粘度降低,压力增高其粘度增大,溶解气量增加其粘度降低,轻质油组分增加,粘度降低。原油粘度变化较大,一般在1~100mPa•s之间,粘度大的原油俗称稠油,稠油由于流动性差而开发难度增大。一般来说,粘度大的原油密度也较大。
凝固点:原油冷却到由液体变为固体时的温度称为凝固点。原油的凝固点大约在-50℃~35℃之间。凝固点的高低与石油中的组分含量有关,轻质组分含量高,凝固点低,重质组分含量高,尤其是石蜡含量高,凝固点就高。
含蜡量:含蜡量是指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。石蜡是一种白色或淡黄色固体,由高级烷烃组成,熔点为37℃~76℃。石蜡在地下以胶体状溶于石油中,当压力和温度降低时,可从石油中析出。地层原油中的石蜡开始结晶析出的温度叫析蜡温度,含蜡量越高,析蜡温度越高。
析蜡温度高,油井容易结蜡,对油井管理不利。含硫量是指原油中所含硫(硫化物或单质硫分)的百分数。原油中含硫量较小,一般小于1%,但对原油性质的影响很大,对管线有腐蚀作用,对人体健康有害。根据硫含量不同,可以分为低硫或含硫石油。
含胶量:含胶量是指原油中所含胶质的百分数。原油的含胶量一般在5%~20%之间。胶质是指原油中分子量较大(300~1000)的含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物,呈半固态分散状溶解于原油中。胶质易溶于石油醚、润滑油、汽油、氯仿等有机溶剂中。
其他:原油中沥青质的含量较少,一般小于1%。沥青质是一种高分子量(大于1000以上)具有多环结构的黑色固体物质,不溶于酒精和石油醚,易溶于苯、氯仿、二硫化碳。沥青质含量增高时,原油质量变坏。
原油中的烃类成分主要分为烷烃、环烷烃、芳香烃。根据烃类成分的不同,可分为的石蜡基石油、环烷基石油和中间基石油三类。石蜡基石油含烷烃较多;环烷基石油含环烷烃、芳香烃较多;中间基石油介于二者之间。
目前我国已开采的原油以低硫石蜡基居多。大庆等地原油均属此类。其中,最有代表性的大庆原油,硫含量低,蜡含量高,凝点高,能生产出优质煤油、柴油、溶剂油、润滑油和商品石蜡。胜利原油胶质含量高(29%),比重较大(0.91左右),含蜡量高(约15-21%),属含硫中间基。汽油馏分感铅性好,且富有环烷烃和芳香烃,故是重整的良好原料。
石油的衡量单位
石油最常用的衡量单位“桶”为一个容量单位,即42加仑。因为各地出产的石油的密度不尽相同,所以一桶石油的重量也不尽相同。一般地,一吨石油大约有8桶。具体换算关系参照下表。
升(L) 立方米(m3) 加仑(美) 加仑(英) 桶(油)
158.98 0.15898 42 34.973 1
1 0.001 0.26418 0.21998 0.00629
1000 1 264.18 219.98 6.29
储存与装卸
1、原油和油品储存的基本要求
原油和油品储存的主要方式有散装储存和整装储存,整装储存是指以标准桶的形式储存,散装储存是指以储油罐的形式储存,储油罐可分为金属油罐和非金属油罐,金属油罐又可分为立式圆筒形和卧式圆筒形。按照油库的建造方式不同,散装原油或油品还可采用地上储油、半地下储油和地下储油、水封石洞储油、水下储油等几种方式。但不管采用哪种储存方式,原油特别是油品的储存都应满足以下基本要求:
(1)防变质
在油品储存过程中,要保证油品的质量,必须注意:降低温度、空气与水分、阳光、金属对油品的影响。
(2)降损耗
目前油库通常的做法是:选用浮顶油罐、内浮顶油罐;油罐呼吸阀下选用呼吸阀挡板;淋水降温。
(3)提高油品储存的安全性
由于油品火灾危险性和爆炸危险性较大,故必须降低油品的爆炸敏感性,并应用阻燃性能好的材料。
2、原油和油品装卸的基本要求
原油和油品的装卸不外乎以下几种形式:铁路装卸、水运装卸、公路装卸和管道直输。其中根据油品的性质不同,可分为轻油装卸和粘油装卸;从油品的装卸工艺考虑,又可分为上卸、下卸、自流和泵送等类型。但除管道直输外,无论采用何种装卸方式,原油和油品的装卸必须满足以下基本要求:
(1)必须通过专用设施设备来完成。
原油和油品的装卸专用设施主要有:铁路专用线和油罐车、油码头或靠泊点、油轮、栈桥或操作平台等;专用设备主要有:装卸油鹤管、集油管、输油管和输油泵、发油灌装设备、粘油加热设备、流量计等。
(2)必须在专用作业区域内完成。
原油和油品的装卸都有专用作业区,这些专用作业区通常设有隔离设施与周围环境相隔离,且必须满足严格的防火、防爆、防雷、防静电要求。
(3)必须由受过专门培训的专业技术人员来完成
(4)装卸的时间和速度有较严格的要求。
C. 油气田是怎么被破坏的
在油、气田中聚集起来的石油和天然气既不可能在那里永久地保存下去,也不可能长久地不发生变化。它们或者因为圈闭条件被破坏,或者因为储油层物理性质被改变而被迫再次迁移;或者因为其他种种原因,变成了其他物质。
圈闭条件的破坏构造运动是圈闭条件被破坏的原因之一。构造运动始终普遍地存在于地壳之中,它有时为油气的聚集提供有利条件,有时又是油、气藏破坏的直接原因。由于地壳的褶皱、扭转、挤压等作用,可能在已经形成的油、气田中造成一些与地表连通的断裂和缝隙。圈闭条件被破坏的另一个原因是剥蚀作用。日复一日,年复一年的风化剥蚀作用使油、气田的上覆地层逐渐减薄,以至使储油层直接暴露于大气之中。已经聚集的油、气就通过这些裂缝、露头渐渐流失。
油藏的破坏
除了上述原因使油气田遭到破坏外,油、气本身还会发生性质上的变化。引起这种变化的原因有时是氧化作用,有时是由与油、气接触的岩石所引起的接触变质作用。
石油在地层中的氧化,一是由流经油、气藏的水带来的氧直接进行的,二是通过微生物进行的。直接氧化作用使石油变质,胶质增多;生物化学的氧化作用不仅可使石油变质,甚至能使油、气藏完全破坏。
在接触变质过程中,油、气因岩石中的含氧矿物夺去了它分子中的氢而变质。同时,岩石也因与油、气发生了化学反应而变质。
总之一句话,同世界上的任何事物一样,油、气藏(或油、气田)从它形成时开始,就处在变化、运动之中。在这个过程中当聚集的速度超过了分散、变质的速度,它就走向形成,反之,则走向破坏。油、气田的存在就是聚集和分散、形成和破坏这一对矛盾在油、气运移中不断地自行产生又不断地自行解决的过程。
和油、气藏及油、气田的形成一样,在破坏的过程中,各种因素也不是孤立地起作用。比如,常常是剥蚀作用还没将盖层完全揭去,构造运动所造成的裂隙就已使油、气和大气连通,或者较强的水动力就帮助油、气冲破阻力向外流失了。
D. 石油的组成和性质
1.1.1 可燃性矿物
石油及其衍生产品含可燃气体,都属于可燃性矿物。最早引入“可燃性矿物”这个概念的是德国古植物学家波托涅(Г.Потонье)。这个词的词素包含“可燃的”“石头”“生命”等意义,即有机来源的能够燃烧的石头。可燃性矿物是一种有机生物岩石,在岩石中占有一定的位置(图1.1)。有机岩石中也有不能够燃烧的叫做非可燃性矿物,例如石灰岩。
图1.1 可燃性矿物在岩石中所处的地位
可燃性矿物的分类介绍如下。
波托涅及古布金将可燃性矿物分为以下几类:
1)沥青质和石油系列的可燃性矿物——石油沥青;
2)煤炭和腐殖质类可燃性矿物;
3)残留有机岩。
属于石油系列可燃性矿物的有各种性质的石油、可燃性碳氢化合物气体、重质原油、沥青、沥青质、石蜡,以及分布于岩石中、溶化于中性有机液体中的物质(沥青)。
可燃性煤炭系列是各种泥炭、褐色煤和石煤、硬煤等可燃性矿物。在其形成过程中,各种植物来源的物质起到了主要作用。
残留有机质是植物来源的有机化合物——树脂、固醇类、孢质、石蜡等。琥珀、磷沥青属于这一类矿物。
至今没有形成适用于可燃性矿物的分类标准,多数是根据原始产品的成因、形成途径、彼此间的相互转化等制定的分类方法。
古布金把可燃性矿物分为两个基本大类:沥青和煤炭。其中沥青这个类别沿用格菲尔(Г.Гефер)的观点,包括了天然气、石油以及硬沥青。如地沥青、地蜡等从成因上与石油有关的物质。
由于有古布金的研究成果,格菲尔的沥青分类方法在俄罗斯得到了广泛的应用。该方法以物质的物理特性为基础。
(1)气体
1)自然形成的,天然的;
2)石油的,伴生石油的。
(2)液态沥青
1)石油;
2)煤焦油,树脂,树脂焦油等。
(3)硬沥青
1)石蜡;
2)地沥青;
3)沥青。
(4)沥青与其他物质的混合物
乌斯宾斯基(Успеинский)和拉德琴柯(Радченко)根据可燃性矿物形成条件编制的图表是成因分类的实例(图1.2)。
该图由两个分支构成:左侧是煤炭类可燃性矿物(腐殖质),右侧是石油类可燃性矿物(沥青质)。每一个单类以板块的形式表示,板块端面是其形成期间的地球化学环境特征。
该图左侧分支展示了形成煤炭类可燃性矿物原始物质的主要范畴,这些物质是高等植物和低等的动物有机体。
图表的右侧分支指的是石油类(沥青类)可燃性矿物。煤炭板块右侧的箭头指向的是海相和淡水相腐泥岩成因,展示的是石油类可燃性矿物和海水沉积物质的关系。该分支的右侧板块是石蜡类物质,是由含蜡石油风化形成的。
与这个分支相对的一侧揭示的是石油芳香烃类重树脂分支向沥青类,继而向沥青、煤沥青、碳沥青等相应变质程度的转变。
从图中可以看出,可燃性矿物,不管是煤炭类还是石油类,其变质的终端产物相互靠近,这两大类物质变质的最终产品是石墨,也就是物质总的炭化过程。
瓦索叶维奇(Вассоевич)和穆拉托夫(Муратов)根据碳在可燃性矿物组成中的作用,把两个特征作为把天然化合物合并为一组的分类基础:① 化学组成中总的特性,必须含有碳,而且碳起主要作用;② 特殊的物质特性(有机化学研究的结果)。这些天然的物质见图1.3。
图1.2 可燃性矿物成因分类图
对于天然的矿物煤和石油有相应的概念“天然焦”和“石油焦”。化石燃料由3大类矿物组成:煤、石油、可燃气体。在这种图表上把天然焦分为壳质煤、腐殖煤、腐泥岩。
卡林克(Калинко)把所有的可燃性燃料和天然有机物质(包括矿物煤)都称作Naphtides,包括烃类气体、凝析气、石油、天然沥青、天然气水合物。萘基的概念是当代最通用的。
图1.3 碳分类图
1.1.2 石油化学组成特征
石油是黏性油质液体,无色或者黑褐色,有时是黑色,是各种碳氢化合物的复合混合物。石油在黏稠度上有很大差异,有稀薄的,有黏稠的,也有树脂状的。
研究石油的化学成分与同位素组成对于研究石油的成因以及地壳中各种石油的转化过程具有重要意义。石油是非常复杂的有机化合物,按化学成分来说,目前可以确定的有800种碳氢化合物。
对石油组成成分的研究最充分。石油主要是由碳(83%~87%)和氢(12%~14%)组成,比例关系是1.85个氢原子对1个碳原子。这个组分在碳氢化合物中是彼此相关的,化学成分和性质而各不相同。此外,氮和硫也是石油的组成成分,见表1.1。石油被相应地分为氧化原油、含氮原油和含硫原油。
表1.1 燃气与石油的化学成分
1.1.2.1 石油中各元素的性质
(1)碳
碳是门捷列夫化学元素周期表中的第四类,原子序数是6,原子量是12.01。碳元素四价原子表示为:
俄罗斯东部地区及中国的油气田
原子外层的4个空位决定了它以不同方式与其他不同原子结合形成复合分子的能力。碳原子这种形成复合分子的特性取决于它可以形成无数有机物的性质。
(2)氢
氢原子在碳氢化合物中的含量占第二位。氢元素是门捷列夫元素周期表中的第四类,原子序数是1。由于氢具有极强的还原性,除了稀有气体元素和稀有金属元素以外,它可以和几乎所有的元素生成化合物。氢是宇宙中分布最广的元素,它以等离子的形式构成太阳和星球质量的70%。
碳元素和氢元素在石油和天然气中彼此相关构成碳氢化合物,因此经常利用碳、氢两种元素的比值来确定它们的成分(表1.2)。
(3)氧
氧元素在石油中的含量很少能达到1%~2%,在可燃气体中它基本是以CО2的形式存在,含量从几乎为零到近乎纯碳酸。
(4)硫
硫元素在石油中以自由状态和化合状态存在。化合状态的硫或者以H2S的形式存在,或者进入高分子的有机化合物。硫元素在石油中的总含量有时可以达到7%~8%。硫元素在天然气中通常是呈H2S的形式,其数量有时可达20%,甚至45%(据科兹洛夫对首尔-苏气田可燃气的测定)。
(5)氮
氮在石油中的含量不超过1%,以自由状态存在,含量波动很大:从浓度接近于零到几乎是纯净的氮气。在比较石油与其他可燃性矿物时通常利用的关系是C/(O+N+S)(表1.2)。
表1.2 可燃性矿物的元素组成
此外,还有维尔纳茨基(В.И.Вернадский)确定了磷元素在石油中的存在。在天然气中存在有很少量的氦元素(He含量为1%~2%,有时可达10%)、氩元素(Ar含量不超过1%,很少达到2%)、氖元素以及其他惰性气体元素。
在石油中还可以发现很多浓度不高的元素(通常是沉积岩中的元素),例如Si,Al,Fe,Ca,Mg,往往还有 V,Ni,Cu,Sr,Ba,Mn,Cr,Co,B及一些其他元素。
1.1.2.2 同位素
除了研究各种元素在碳氢化合物中的分布以外,为了弄清石油的地球化学史,也非常重视对同位素成分的研究。
(1)碳元素同位素
碳元素有3个同位素12C,13C,14C。在天然化合物中,12C的克拉克值是98.89%,13C的克拉克值是1.108%。这两个同位素非常稳定,在石油中12C与13C的数量比是91%~94%。同位素14C放射性很强,半衰期是5568±30 a,可以用来确定3万年以下的各种木质出土文物的年龄。
不同种类的石油中,碳的同位素组成是不同的。低沸点馏分的特点是“轻型碳同位素组成”,沸腾温度有时超过100 ℃,重度稳定碳同位素的含量随着馏分干点的进一步升高而降低,但是高于450 ℃时13C/14C的值重新升高。
石油中碳元素总量的同位素组成决定着其他各组分碳同位素的组成以及相互之间的数量关系。对于确定石油的相关性来说,碳同位素组成比其他参数更加可靠。
稳定的重同位素13C的最高浓度出现在含碳的碳酸盐和二氧化物中,最低浓度则出现在石油中。与碳酸盐和内生岩中的碳相比,有机物及其衍生品(煤、石油、天然气)实际上都富含轻同位素12C。
(2)氢元素同位素
氢元素有4个同位素:1H——氕(P),2H——氘(D)和人工合成的3H——氚(T),还有非常不稳定的4H。氚具有放射性,半衰期是12年。氢元素稳定同位素的分布是氕为99.9844,氘为0.0156。P/D的值在3895到4436间波动。
格林贝尔克(И.В.Гринберг)指出,伴生在石油和天然气中的水含有很高的氘,是由于石油和水中的氢原子发生了同位素置换。
(3)硫元素同位素
硫元素有4个稳定的同位素:32S,33S,34S和36S,同位素丰度(%)(据 Ранкам的资料整理)32S为95.1,33S为0.74,34S为4.2,36S为0.016。32S/34S的值通常在22~22.5之间波动。只是可以根据年龄相同的沉积物质中硫的同位素组成大概地判断石油品种的相近度及其不同年龄沉积物质的石油的差异性。此外,一些学者指出,相同层位的石油和沥青通常有着相似的32S/34S值。
(4)氧元素同位素
氧元素有3个稳定同位素。在水中和空气中的平均丰度(据 Ранкам资料整理)分别是(%)16О为99.760~99.759,17О为0.042~0.0374,18О为0.198~0.2039。通常研究 16О/18О的值用来确定古盆地的水温。
氮元素有两个稳定的同位素,平均丰度(据霍叶林克(Хоеринг)资料整理)是(%)14N为99.635,15N为0.365,14N/15N的值为273~277。霍叶林克和穆尔(Г.Мур)确定了含氮天然气在经过砂岩富集的过程中氮同位素的分馏级别。
上述方法被广泛地用于可燃性矿物的比较特性、对比与揭示其成因特征方面。
1.1.2.3 石油及其衍生物中的碳氢化合物
碳元素和氢元素是碳氢化合物的基础,碳氢化合物的分子结构和大小各异,因此其化学性质和物理性质也各不相同。在石油及其衍生物中有3个碳氢化合物的基本族类。
(1)链烷烃
链烷烃或者石蜡(甲烷烃)有着通用的分子式CnH2n+2,式中的n可以是从1到60的任意数,随烃族分子量的增加而增加。这是完全饱和化合物。由戊烷C5H12、己烷 C6H14、庚烷C7H16、辛烷C8H18等组成,分为正辛烷(无支链)和异烷烃(有支链)。结构中无支链的链烷烃当n=1~4时呈现为气体,化合物中n=5~16时是液体,当n>16时是固体。无支链的链烷烃被称作正链烷烃或者n链烷烃(例如CH3—CH2—CH2—CH3)。它们构成同类系列,在分子链上每一项都比前一项相差一个碳原子和两个氢原子。在石油中n链烷烃数量被限制,通常低于60,多数情况是从C1到C40,构成石油的 15%~20%。
除了无支链的链烷烃还有有支链的链烷烃。例如,有两个碳原子时(异构烷烃、异链烷烃),
俄罗斯东部地区及中国的油气田
这些同分异构体的组合数量实际上是可以超过百万的。
上述石油甲烷烃基本是标准形式,比异构化合物相对稳定,因此可以在石油中呈现。
每一种同分异构体都有自己的物理性质和化学性质。因为石油中链烷烃和其他种类碳氢化合物的同分异构体呈现出不同的比例关系,所以不同矿床的石油都有自己特有的性质和组成。
一般情况下,石油由二三十种标准的和同分异构体的碳氢化合物组成,其他的则是以微量的形式存在。
(2)环烷烃
环烷CnH2n是含有封闭环状结构碳原子的碳氢化合物。环烷的环状结构含有5个或6个碳原子,即环戊烷和环己烷。
俄罗斯东部地区及中国的油气田
几乎50%的石油是由环烷碳氢化合物构成的。环戊烷和环己烷结构中的氢原子可能被烃基甲基(CH3)、乙基(C2H5)等取代。这种情况下就得到衍生物(甲基环戊烷、甲基环己烷等),它们构成近2%的石油。
环烷和链烷烃一样被称作饱和碳氢化合物,因为它们烃链中的碳原子是饱和的。
(3)芳烃
芳烃(芳香烃)Cn H2n-6——环状烃,有1个到4个或者5个芳香环,每个芳香环由6个碳原子和少量的短链组成。最普通的代表是苯C6H6,由6组CH组成:
俄罗斯东部地区及中国的油气田
分离出单周期的芳香烃———本系列里的单芳烃,二环的 Cn H2n-12 (两个环),萘系列,以及烃系列,在分子Cn H2n-p中含有3个、4 个或更多的环,其中p随着环的数量变化而改变。
每一组CH中的氧原子都可以由甲基和其他自由基代替。这样就构成一系列的碳氢化合物,其中苯环与一个或者几个直链或者支链的烃基结合。
石油中芳烃的含量很少超过15%,而且集中在石油的重馏分中。与易溶的烷烃和环烃相比,芳烃非常稳定,具有饱和的特点,主要特征是置换反应,而不是化合反应。
石油中含有混合的环烃-芳香烃化合物,在石油组分的显着性上与芳烃一起位居第二。含量占馏分物质(沸点高于210 ℃)的比重在20%~45%之间波动。
此外,在石油中还可以发现开链烯烃,通式为CnH2n-2。由于它们具有一个双键,因此可以进行化合反应和聚合反应。属于这一类型的有乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)等。与几个双键化合物化合叫做聚烯烃。
石油中不存在烯烃,它们存在于石油化工产品中。
1.1.2.4 石油中非碳组分
硫氧氮化合物是石油中的非碳组分,分子式含有氮、硫、氧。在石油中的含量差异巨大:硫占0.01%~1%(在含硫石油和高含硫石油中达8%),氮占0.04%~0.6%(在纯石油中达1.7%),氧占0.2%~7%。随着烃类分子质量的增长,异质原子化合物的含量也在增长,因此异质化合物在轻质原油中很少,而在重质原油中则很多。
1.1.2.5 石油的相似组分
树脂物质、沥青烯是石油中一组异质有机高分子化合物,即树脂-沥青物质。它们由碳、氢、氧及几乎一贯存在的硫、氮和金属组成。树脂中包括少量的自由酸和树脂醚,而沥青烯中含有大量的芳香化合物。含油岩石沥青中的树脂和沥青烯接近石油的相应组分,但不相同。树脂和沥青烯在石油中的含量在0到40%之间摆动,取决于石油的成因类型和热成熟度。
这样,石油的组分是烷烃和环烃——饱和烃,而芳烃、树脂和沥青是不饱和烃。
1.1.2.6 石油分类
石油分为以下几种类型:石蜡(烷烃)和环烃,如果饱和烃的总含量超过50%。石油含有超过40%的烷烃和环烷烃,这些界限就区分出石蜡石油和混合石蜡-环烃和环烃石油。如果饱和烃的总含量低于50%,而芳香化合物、树脂和沥青的总量高于50%,这一类石油就属于芳香类。在实践中这一级别分为两个小类:环烃含量低于25%的芳香-沥青石油和环烃含量高于25%的芳香-环烃石油。
彼得罗夫以重要残留烃——标准类异戊二烯结构的烷烃分配时气液相色谱数据的排列为基础,制定石油化学标准将石油分为4种基本类型:А1,А2和Б1,Б2。
А1型石油属于甲烷类石油,在自然界中分布最广,俄罗斯各大油气田都有。属于高产工业石油,主要矿床有罗曼什金诺、萨摩特洛尔。
А2型石油按组分是环烃-石蜡型和石蜡-环烃类。烷烃含量在25%~40%之间。特点是含有1%~6%的异戊二烯型烷烃,而正常的异戊二烯型烷烃含量是0.5%~5%。这种类型石油产于里海南部(苏拉汗)、西西伯利亚(萨莫特洛尔、索列宁斯克)、近里海(卡拉-丘贝)等地。含有这类石油的底部地层很少,基本是在新生代沉积层中;中生代1500~2000 m深处的沉积层中也有少量存在。
Б1型石油按照族的组成属于环烃型或者环烃-芳香烃基类。特点是不含标准型烷烃和异戊二烯烷烃,含有少量的支链型烷烃(4%~10%)。这一类型的石油往往赋存在新生代沉积层500~1000 m的深处。里海南部和西伯利亚的北部、南部蕴藏的石油属于这一类型。
Б2型石油的成分是石蜡环烃和环烃,特点是环烷烃含量高,可达60%~75%。藏量比А2型的石油丰富,主要产在新生代1000~1500 m深处的沉积层中。产地主要在格鲁吉亚、北高加索(斯塔罗格罗兹涅斯克、阿纳斯塔西叶夫斯克-特罗伊茨克)。
表1.3 天然沥青分类
卡灵科认为,属于环烃的还有天然沥青——天然有机化合物的一个大类,和石油构成一个连续系列,从中可以看出物质从稀薄、黏稠到固态的过渡。根据天然沥青的油质含量及某些物理性质,将其进行分类(表1.3)。
乌斯宾斯基(Успенский)和穆拉托夫(Муратов)给天然沥青分类增加了酸沥青、弹性沥青和高氮沥青。酸沥青是地沥青风化的产物,弹性沥青是脂族烃类物质的一个特殊变种,高氮沥青是利用现代细菌加工技术对石蜡烃进行加工得到的产物,详见表1.4。
表1.4 天然沥青的分类
天然沥青分布广泛。在每一个产油区都有埋藏沥青的地层,主要存在于含油层之间,而且在每一个凝析气层都有。巴基罗夫(Бакиров,1993)指出,从全球范围来看,天然沥青与普通石油的储藏总量大致相同,天然沥青储量有可能会超过石油储量。
1.1.3 石油的物理性质和物化性质
研究石油的性质和组成可以运用各种物理方法、化学方法和物化方法。物理方法用来确定密度、黏稠度、凝固点及石油的含水量。化学方法用来研究催化过程、异构过程等。物化方法采用气液色谱法、质谱分析法等。
1.1.3.1 密度
密度是描述石油和石油制品的一个重要性质。密度的绝对值取决于树脂-沥青组分的含量、石油的化学成分、溶解气体的含量等。不同种类的石油密度不同,处于0.77~1 g/cm3之间。
1.1.3.2 黏度和流度
黏度和流度是液体受力影响彼此间的摩擦阻力。石油中芳烃和环烃含量越高,黏度就越高。石油的黏度随着其中轻馏分和溶解气体含量的增加而升高。在正常压力下,温度升高,石油的黏度会降低,而气体的黏度会升高。
石油的绝对黏度单位是泊,泊值为
俄罗斯东部地区及中国的油气田
在研究石油时,通常需要确定的不是其绝对值,而是运动黏度(ν),相当于石油的绝对黏度除以其密度(ρ),即ν=η/ρ。
流度是相对黏度的倒数。
1.1.3.3 张力面
张力面是液体对抗自身表面扩张的力。其单位是达因(dyn),引算的是表层密度单位、压力表层单位。
因为压力表层是在各种介质交界处测量所得出的数据,其大小与空气和水有关。相对于空气来说,各个矿床所产石油的数值也不尽相同,从25.8~31.0 dyn/cm2,相对于水来说,是17.3~27.8 dyn/cm2。
1.1.3.4 沸点
沸点取决于烃的成分:烃类分子组成中碳原子的数量越多,烃的沸点就越高。烃的沸点见表1.5。
表1.5 烃类的沸点(℃)
从表1.6可以看出,前5个烃族在一般的大气条件下处于气态。研究沸点温度用于分馏石油。根据沸点分离出下列馏分:
1)原油~60 ℃;
2)汽油~200 ℃;
3)煤油~300 ℃;
4)气体~300-400 ℃;
5)润滑油>400 ℃;
6)地沥青>500 ℃。
1.1.3.5 燃烧值
燃烧值指1 kg石油完全燃烧时释放出的卡路里数量。其中,完全燃烧是指产生出二氧化碳和水。表1.6列出了一些矿床的石油燃烧值。
表1.6 石油的密度及燃烧值
1.1.3.6 颜色
石油的颜色非常丰富:有无色(产自苏拉哈内油田上新世中期上部地层)、浅黄色(产自马尔科夫斯基油田的寒武纪地层)、黄色(艾木贝的侏罗纪沉积层)、黑褐色(罗麻什金斯克油田的泥盆纪沉积层)及接近黑色(古谢夫斯基油田的奥陶纪沉积层),还有的在日光下呈现浅绿色(格罗兹宁斯克),也有的呈现浅蓝色(巴京斯克)。
1.1.3.7 光泽
各种因素导致的冷发光,分为荧光和磷光。荧光是物质在受激发停止不超过10-7秒的时间内直接发出的光。如果发光持续时间较长就是通常所说的磷光。在紫外光照射下轻质原油发出强烈的蓝色光,重质原油发黄褐色和褐色光。为了比较不同种类石油发光的颜色和亮度,往往采用质量发光分析法。
1.1.3.8 旋光性
指当偏光通过石油时能使偏光面的位置产生小角度偏转的特性。石油一般多为右旋,少数为左旋。旋转的角度从几度到零度不等。光旋转的大小随着石油年龄的减小而减小。
1.1.3.9 导电性
石油及石油制品是电介质,不能导电。
1.1.3.10 分子量
表1.7 石油馏分分子量
石油的分子量是它的馏分分子量的算术平均数,从240到290不等。最重的石油馏分是树脂和沥青,分子量是700~2000。表1.7列举了各种石油馏分的分子量。
1.1.3.11 热扩散系数
石油具有在加热条件下膨胀的性质,与其组成成分有关。在自然条件下,石油并不总是完全被天然气充填。石油分解出所含天然气时受到的压力(常温条件下)叫做饱和压力。
1.1.3.12 逆行溶解
指石油融化在天然气中。液态的碳氢化合物在压力增加的条件下能够溶解在天然气中,转化为气态,形成天然气凝析混合气(矿床)。极少情况下石油溶解在甲烷中。极限碳氢化合物充盈进甲烷时,其溶解能力增强。随着碳氢化合物分子量的增大石油的溶解力下降。最不易溶解的是树脂和沥青。
1.1.3.13 石油的气体饱和度
它决定着石油矿床中天然气的含量,用m3表示。溶解在石油中的天然气数量取决于石油和天然气的成分以及温度与压力。根据萨维那娅(Cавиная)和维利霍夫斯基(Велиховский)的资料,在同样条件下,液态碳氢化合物的分子中如果含有相同数量的碳原子,最易溶解烃气的是烷烃,其次是环烷烃,最难溶解的是芳香烃。
1.1.3.14 石油的地球化学演变
地下石油的组成和性质具有强烈的多变性,这取决于一系列的因素:① 组成石油的有机物退化的成分和程度;② 聚集过程的特点;③ 地下石油的赋存条件(温度和压力),也就是地质因素(埋藏层深度、石油年龄、水文地质条件、围岩沉积岩石学)。
众所周知,石油的组成和性质与其年龄无关,而是取决于围岩矿层的深度(Бакиров,1993)。早在1934年,美国科学家巴尔托(Бартон)就指出,很多油田的轻质烷烃石油埋藏于比较深的古老储油层中。随着深度的增加,石油的密度和黏稠度在减小,成分中碳氢化合物的浓度在升高,热动力条件更加稳定,烷烃和环烷烃的含量升高,芳香烃的含量明显降低。正如多林诺(Долинко,1990)所指出的:同一岩层的油层,如果埋藏深度不同,那么环烷总量中环戊烷的数量随着岩层温度的升高而减少,同时环烷的总量也在减少。同样随埋藏深度发生变化的还有相同年龄中n-乙烷的含量(参见表1.8)。
表1.8 相同年龄的石油中n-乙烷含量与埋藏深度的关系
卡尔采夫(Карцев,1978)以大量矿床为例,指出剖面底部石油的密度在减小,轻质馏分的逃逸在增加,树脂和硫的数量在减少。总的来说,石油年龄越古老,其中的轻质馏分就越多。的确应该考虑矿床的构造状况:地台的古老沉积层的石油埋藏越浅,年轻的地向斜区域越广,因为没有经历高温高压的作用。
石油的热动力转化是在高温高压下进行的。由于温度和压力的影响,石油的深度变质在地球内部的深处进行,轻馏分的稳定化合物不断聚集和丰富。烷基碳氢化合物中最稳定的是甲烷;液态和固态的碳氢化合物中是芳香烃(苯、萘)和混合稠环烃。因此,在大约200 ℃的条件下,大多积聚的是甲烷和稠环烃。
最后,石油的热动力转化导致碳氢化合物的石蜡化以及环烷烃的被破坏,这个过程一直持续到石油消失,只残留着甲烷和固态的碳氢化合物。自然界中的所有石油都经历过这个过程。
石油的氧化有两条途径:① 自由氧条件下的多氧氧化;② 有氧化合物条件下的乏氧氧化(Бакиров,1993)。
多氧氧化发生在近地表的矿层,石油与各种富氧水的接触带,也就是表生作用带。表生作用带的厚度和表生变质的程度不固定,取决于矿层的深度和石油积聚的范围、地质及水文地质特性,以及一系列其他因素。
乏氧氧化是在含有氧及细菌的化合物作用下发生的。含有细菌的化合物是使碳氢化合物组分氧化的石油。在这种情况下,石油的氧化只发生在局部,因为细菌只能在80 ℃~90 ℃的温度条件下存在,出现在矿化度不超过200 g/L的层间水中。实际上,甲烷在乏氧条件下没有经历氧化。
石油的微生物转化发生在有来自于表层的渗透水穿透的矿层,这些渗透水可以携带氧和微生物机体,它们利用氧以及在物质交换中吸收某种碳氢化合物。
在无氧条件下,某些细菌为了保证自己的需要恢复为硫酸物,往往生成单体硫。有时在盐洞存在着单体硫,这种盐洞是生物退化形成的原油。
矿层中石油成分形成的一个因素是其在聚集过程中的物理分馏作用(Бакиров,1993)。
在横向运移的过程中,石油变得更加致密黏稠,其中的环烷含量增高,而在汽油馏分中的石蜡烃含量减少。
在石油的垂直运移过程中,尤其是处于射流状的情况下,在沿着通向地球表面的裂隙里密度也可能加大。如果从最底部的油层往上运移过程中发生局部溢流,石油的密度就会降低,同时在运移过程中石油不仅可能失去碳氢化合物馏分,而且非碳氢化合物的组分也会散失,这取决于岩石的吸附作用。石油的芳香烃可能会失去其原始质量的48%~53%,石蜡烃被岩石吸附的数量不超过20%~30%。
石油分异时在矿层内部密度往往随着深度增加而加大。
可以证实的是,石油的组成、特性及其演化程度取决于下列因素:① 有机物质原始组成的特性;② 油田的地质构造特点;③ 热动力及表生变化;④ 运移过程。
E. 天然油气库有哪几类
集中储油的地方叫做“储油构造”,它由三部分组成:一是有油气居住的空间,叫“储集层”;二是覆盖在储集层上面的即不透油、不透水、不透气的岩石层,叫“盖层”,它就像一层“天然大被子”,有效地防止了油气的继续外流;三是油气藏四周的封堵条件(图15)。
图15生、储、盖层配位关系由于沉积环境不同及后来受到的构造运动影响的不同,使得地下能够储存油气的各个天然仓库从内部结构到外部形态都不相同。再加上形成油气的原始母质不同,油气生成后的运移、保存条件不同,在各个天然油气库中储存的油气的性质也不完全相同。所以,世界各地的油气藏都是各自不相同的。
能够储存油气的地下仓库叫做“圈闭”,地质学家根据圈闭形成的原因,把油气藏分为了以下几大类。
构造油气藏构造运动使具有渗透能力的地层发生了褶皱、断裂等形变,从而形成了圈闭条件的油气藏。这种圈闭易于发现,它的研究历史最长,是目前已发现的油气藏中的主要类型。世界上许多油气藏就属于这一类。如背斜油气藏,它是由于构造运动使储油层、盖层和底层向上隆起,形成了圈闭油气的条件。这种油气藏是所有各种油气藏中最常见的,因而也最有代表性,也是油气勘探中首选的目标(图16)。
图16背斜油气藏典型的背斜油气藏像一个倒扣着的大锅。这个“锅”的表壳就是盖层,向下的面是底层。盖层和底层阻止了油气向垂直于储油层的方向运移。隆起则在储层中形成了一个液流停滞区,既有利于油、气、水在内部发生重力分异和聚集,也使聚集起来的油气可以在其中保存。充满在储层中的水从下面将油、气托住,封存在隆起的储集层中。
还有一种构造油气藏是断层油气藏,它是地壳发生褶皱或伸张运动时,地层的某一部分受力过大发生断裂,地层断裂以后,裂开的部分如果发生相对错动,就形成断层。断裂的部分之间如果未被不渗透的物质充填、堵死,就可以成为油、气运移的通道。如果被封死了,断层就可以形成一个遮挡面。在适当的条件下,这种遮挡面与盖层、底层相结合,就可以形成断层圈闭油气藏(图17)。
图17断层圈闭油气藏属于构造圈闭的油气藏种类最多,以上只是两个较为典型的例子。
地层油气藏主要由经过沉积间断以后就沉积的不渗透地层作为遮挡面而形成的油气藏。这类油气藏的圈闭条件实际上是由沉积成岩作用和构造运动相结合形成的。
在几百万甚至上千万年之间若没有岩石沉积的现象,叫做沉积间断。沉积间断之后又发生了新的沉积,这种新旧地层之间的接触面叫“不整合面”(图18)。不整合面的作用与断层的作用十分相似,既有助于油气的运移,又有助于起到遮挡作用,形成地层油气藏。地层油气藏属于比较复杂的油气藏。
图18不整合现象1—平行不整合;2—角度不整合岩性油气藏这是由于储集层本身和岩石性质或物理性质变化而造成的储油气圈闭。在同一时代的海洋或湖泊中的沉积物质可能会大不相同,在深水处形成的是泥岩,在浅水处则可能是砂岩甚至砾岩;或者是同一种岩层,因为沉积环境不完全相同,而造成物理性质不同。比如都是砂岩,而且同处一层,但可能有的地方渗透性较好而有些地方渗透性又较差。这种现象叫做“岩性变化”或“相变”。在储油层中,岩石物理性质的变化在一定条件下也能形成圈团油气的条件。常见的有岩性尖灭油气藏、透镜状油气藏,等等(图19)。现代化的高精度地震勘探可以识别这类油气藏。
图19岩性尖灭油藏古潜山式油气藏在古代突显于地表的高大山体,经历千万年的风吹雨淋,产生了数不清的缝缝洞洞,后来地壳下沉,它们又被深埋于地下,如果附近有适当的生油岩,它们就像是一块块吸收油气的“大海绵”,形成古潜山式油气藏。我国的渤海湾地区和任丘油田就有许多这类油气藏。
F. 石油的类型及性质是什么
石油的性质:
具有代表性的大庆石油属低硫石蜡基石油,已开采酌石油以低硫石蜡基居多。这种石油,硫含量低,含蜡量高,凝点高,能生产出优质的煤油、柴油、溶剂油、润滑油及商品石蜡,直馏汽油的感铅性好。
有的石油硫含量高,胶质含量高,属含硫石蜡基。其直馏汽油馏分产率高,感铅性也好。柴油馏分的十六烷值高,闪点高,硫含量高,酸度大,经精制后可生产轻柴油与专用柴油。润滑油馏分中,有一部分组分的粘度指数在90以上,是生产内燃机油的良好的原料。
有的石油硫含量低,含蜡量较高,属低硫环烷一中间基。其汽油馏分感铅性好,且也富含环烷烃与芳香烃,故也是催化重整的良好原料。柴油馏分的凝点及硫含量均较低,酸度较大,产品需碱洗。减压渣油经氧化后可生产石油建筑沥青。
另有些低凝石油硫含量低、含蜡量也低,属低硫中间基。适于生产一些特殊性能的低凝产品,同时还可提取环烷酸是不可多得的宝贵资源。
石油的分类方法主要有以下几种。
1、工业分类法
2、商品分类法
3、化学分类法
温馨提示:以上内容,仅供参考。
应答时间:2021-07-09,最新业务变化请以平安银行官网公布为准。
[平安银行我知道]想要知道更多?快来看“平安银行我知道”吧~
https://b.pingan.com.cn/paim/iknow/index.html
G. 如何对油品进行储存
油库是用来储存、接收、发放和输转油品的仓库。根据油库的总容量,通常将油库划分为四个等级,见表8-1。选择库址及工艺设计时,油库容量是采取不同技术标准和安全措施的依据。
为了便于管理,油库区一般可划分为储油区、装卸油作业区、辅助生产区、行政管理区
序号名称图 例序号名称图 例1闸阀13电动离心泵2截止阀14管道泵3止回阀15电动往复泵4球阀16蒸汽往复泵5蝶阀17齿轮泵6旋塞阀18螺杆泵7电动阀19真空泵8安全阀20立式油罐9电磁阀21卧式油罐10过滤器22鹤管11流量计23胶管12消气器24卸油臂(快速接头)
H. 各位高手帮我列出各种原油的特性吗小弟不胜感激并追加高分!
石油也称原油或黑色金子,是一种粘稠的、深褐色(有时有点绿色的)液体。地壳上层部分地区有石油储存。它由不同的碳氢化合物混合组成,其主要组成成分是烷烃,此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素。不过不同油田的石油成分和外貌可以有很大差别。石油主要被用来作为燃油和汽油,燃料油和汽油组成目前世界上最重要的一次能源之一。石油也是许多化学工业产品——如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。 当今88%开采的石油被用作燃料,其它的12%作为化工业的原料。
原油中碳元素占83%一87%,氢元素占11%一14%,其它部分则是硫、氮、氧及金属等杂质。
比如尼罗原油油啊,吉拉索原油:
这个可以上http://www.feioil.com/index.php?_m=mod_proct&_a=prdlist&cap_id=92
接下要介绍一下论文:找了半天给你找到的
苏丹尼罗原油特性及其流动改进机理研究
英文标题 Study on Properties and Flowability Improving Mechanism for Sudan Crude Oil
作者 付先惠
专业与研究方向 油气储运工程 油气集输工艺理论与技术
指导教师 敬加强
申请学位等级 硕士
机构 西南石油大学
论文完成年度 2008
中图分类号 TE81
中文关键词 苏丹原油;流动改进;稀释;流变性;粘弹性;析蜡;屈服时间
英文关键词 Sudan crude oil;flowability improving; dilution;rheological properties;viscoelasticity;wax crystallization;yield time
中文摘要 易凝高粘原油在较高温度下存在明显的粘度异常,其输送能耗高、停输再启动困难,为确保其经济安全输送,有必要加强易凝高粘原油流动改进机理及其应用技术研究。为此,针对苏丹(SD)3/7区原油易凝高粘、且对国内降凝剂普遍感受性差的特点,采用流变学测试和影像分析技术,测试和分析SD原油的流变性、屈服特性和粘弹性及其主要影响因素,建立SD原油流变性与蜡晶微观结构的内在关系;结合SD原油的组成及模拟油特性,剖析SD原油易凝高粘的根源;对比分析SD原油在加降凝剂、稀释剂以及同时加稀释剂与降凝剂前后的凝点、流变特性、粘温特性、粘弹特性及微观蜡晶结构的变化,揭示蜡晶浓度(或蜡晶分子间作用力)对流动改进所起到的决定性作用,探讨SD原油的流动改进机理。
研究表明:苏丹原油高蜡和高沥青胶质,以及较多高碳蜡是导致其高凝高粘的根本原因,而原油中金属元素镍、钒、铁、钠含量较高对高粘度也有一定的贡献作用。SD原油析蜡点为94℃,析蜡高峰为50~30℃,异常点为40℃;其蜡晶颗粒细小、对称性差,所以具有较大的比表面能,容易形成联生、联锁结构;损耗角 曲线与储能模量 曲线或损耗模量 曲线的交点所对应的温度与原油凝点或倾点温度非常接近,大约在39℃左右;也就是说,含蜡原油粘弹特性曲线的交点可以表征其流动性;原油宏观流变参数与微观结构参数密切相关,原油析蜡过程及蜡晶微观结构分析有助于诠释易凝高粘原油多重流变特性的本质;胶凝含蜡原油的屈服时间随剪切速率的降低而单调增加,二者显然存在幂函数关系,可用关系式 描述;当SD原油加柴油(D)稀释处理时,稀释比越高,蜡晶颗粒的偏心度也越大,亦即蜡晶对称性越好,分子间作用力越小,蜡晶颗粒越不易形成结构,宏观表现为异常点、凝点及表观粘度等流变参数下降的幅度越大,流动性越好。当稀释SD原油加常规流动改进剂(PPD)时,只有在稀释比大于等于30%D的情况下,PPD才表现出一定的流动改进效果,且随着稀释比增加,流动改进效果越好,这充分说明只有当蜡晶颗粒浓度降低到一定程度时,PPD的长链烷基才能嵌入蜡晶颗粒之间,使它们不断聚集长大,与此同时PPD的极性部分将使蜡晶聚集体相互排斥,二者协同作用的结果将抑制蜡晶网状结构的形成。因此,本课题研究为易凝高粘原油的安全经济输送技术发展奠定了理论基础。
英文摘要 In our country, most of the crude oil is waxy and high viscosity, which is high energy consumption of transportation and difficult to restart after shutdown because of a clear viscosity abnormity under the high temperature. It is necessary to strengthen the study on properties and flowability improving mechanism and it’s application of the crude oil which is waxy and high viscosity to ensuring the economy and safety of transportation. Therefore, we take the study of 3/7 section of Sudan crude oil which is waxy and high viscosity, we study the basic specialities systematically, rheological properties, viscoelastic character, and the wax crystallization process of Sudan crude oil. In view of the waxy and high viscosity and the characteristic of insensitive to the freeze point depressant domestic generally, which is the characteristic of Sudan crude oil, the rheological test and microstructure analysis methods were adopted to study the rheological properties, yield characteristic, viscoelastic characteristic, and its major affecting factors of Sudan crude oil, the interconnection relationship between the rheological properties were founded, and the reason of waxy and high viscosity of Sudan crude oil radically were explained with combination of wax microstructure and the components of Sudan crude oil and stimulate oil characteristic to; the change of solidifying point, rheological properties, viscoelastic characteristic and the wax structure were contrasted and analysed while adding compound fore-and-aft of Sudan crude oil, adding the freeze point depressant directly, adding thinner, adding thinner and the freeze point depressant at the same time for Sudan crude oil, and then the determine effect of wax thickness (or intermolecular interaction of wax) on recing pour point–viscosity was opened out; and the flowability improving mechanism of Sudan crude oil was probed into.
The study indicated the radical reason that high solidifying point and high viscosity of Sudan crude oil was caused of the high content of wax, asphaltene, colloid, and high carbon wax, and the high content of tantalum including vanadium, iron, natrium and nickel in the crude oil, which could have a stated contribute effect on high viscosity of Sudan crude oil; The wax appearance temperature is 94℃, the flood tide of wax appearance temperature was 50~30℃, the abnormity temperature was 40℃; it’s wax crystal was small in size and bad in symmetry, so the surface energy is huge enough to form the fabric of interlock; The intersection point temperature of curve and curve or curve was very close to freezing point or pour point of crude oil, approximately at 39℃; that is to say, the intersection point of viscoelastic characteristic curve can characterize it’s flowability of waxy crude oil. The macroscopic rheological parameters and microstructure parameters were closely related, it is helpful to explain the essence of multiple rheological properties through the analysis of which the wax evolution process and microstructure of the crude oil which is waxy and high viscosity; the yield time of gelled waxy crude oil monotone increases along with the decreasing of rate of shear (the time of stress effect prolonged), there was power function relationship between them, it can be expressed with ; when adding diesel oil (D) to Sudan crude oil, dilute proportion bigger the eccentricity degree of paraffin particles were bigger too, that was to say the symmetry of wax crystal was better, the wax crystal form fabric more hardly when the intermolecular interaction was smaller; in the light of macroscopica, the fall extent of the abnormity temperature, solidifying point and viscosity could be larger along with the accretion of dilute proportion, as a result, it’s rheological properties could be improved. It had some flowability improving efficiency after adding flow improver in diluted Sudan crude oil with the dilute proportion big or equal of 30%D, and the dilute proportion more, the effect better; It spoke volumes for that the long chain alkyl of PPD would embed in when the concentration of paraffin paticles declined to some degree, and let them aggregation and growth continuously, meanwhile, the polar portion of PPD would make wax aggregates mutual exclusiveness, the result of the synergistic effect of them could inhibit the waxy crystal to form reticular structure. Therefore, the topic’s study laid a foundation of which is the development of transportation with safety and economy technique for the waxy and high viscosity crude oil.
I. 海上油田跟陆上油田在储层性质上有什么不同
这个跟陆地和海上没什么区别,这个储层性质你得看你这个盆地发育的沉积岩类型。唯一的区别就是海上开采石油成本很高,单井产量太低了是没有工业开采价值的。
J. 油气的储存及天然气的液化应用是什么
一、储油库
用于接收、储存、中转和发放原油或石油产品的企业和生产管理单位就是储油库。它是维系原油及其产品生产、加工、销售的纽带,是调节油品供求平衡的杠杆,又是国家石油及其产品供应和储备的基地,对于保障国家能源安全、保障人民生活、促进国民经济发展起着非常重要的作用。
(一)储油库的分类及作用
1.储油库的分类
(1)按管理体制和业务性质不同,可将储油库分为如图7-23所示的独立油库和企业附属油库两类。独立油库是专门从事接收、储存和发放油品作业的独立自主经营核算的企业和生产管理单位。企业附属油库是各企业为了满足本部门生产、经营需要而设置的油库,如油田的原油库(首站)等。
图7-34膨胀法制冷工艺流程
1,2—换热器;3—节流阀;4—储罐;5—压缩机;6—涡轮膨胀机