第一节石油地质知识
石油地质基础，其内容包括油气的组成、物化性质等，其它生油层、储油层及生储盖组合等内容将在后面的章节
中讲述，但本节所阐述的内容是石油地质基础知识的基础，它对综合录井工作和资料分析具有重要的指导作用。
一、石油、天然气的组成
（一）石油的组成
从地质学角度来看，石油是天然形成的、液态的、以碳氢化合物为主的混合物，为可燃有机矿产之一。石油的性
质主要由成分决定。为了便于了解石油性质变化的内在原因，先从石油的组成谈起。
石油的组成包括石油的元素成分、族分和组分。
1．石油的元素组成
石油是以碳氢化合物为主的混合物，所以其元素成分是以碳（

C）、氢（H）两种元素为主，其中碳占 80-88%，

氢占

10-14%，碳氢的比值（C/H）在 5.9-8.5 之间，这两种元素占石油成分的 95-99%。另外，还有氧（O）、

硫（

S）、氮（N）等元素，这三种元素根据石油性质上的差别，其含量变化较大，但一般总量在 1%左右，个别情

况下，可达到

5%，甚至更高。

除了上述几种元素外，在石油中还有

Si、Fe、Al、Mg、Ni、Cu、Pb 等几十种元素。

2．石油的族组成
在石油中，碳、氢和氧、硫、氮等元素，一般都是以不同结构形式构成的不同类型的化合物存在。按其化合物元
素的成分可分为两大类：一类为碳和氢元素形成的化合物，叫碳氢化合物（也称烃），在石油中占

80%以上，是

石油的主要组成部分；另一类为氧、硫、氮组成的化合物，为非碳氢化合物（也称非烃），在石油中一般含量为
10-20%，为石油的杂质部分。
1）碳氢化合物
石油中碳氢化合物主要有烷烃、环烷烃和芳香烃，烯烃极少见。目前能够从石油中分离出来的烃类已达

200 多种。

烷烃可分为正构烷烃和异构烷烃。石油中一般正构烷烃是主要的，异构烷烃在石油中含量较少，随着分子量增大
略有增多的趋势。环烷烃在石油中以五碳和六碳环最多，环烷烃比较稳定，但在一定条件下可以发生取代、氧化
等反应。芳香烃在石油中一般含量较少，较稳定，但在一定的温度、压力及催化作用下，发生取代、氧化等反应。
石油中不同烃类的含量往往随着地层时代不同而发生有规律的变化，地层时代越老，烷烃含量越高，环烷烃减少，
而芳香烃变化不明显。
2）非烃化合物
目前从石油中已能分离出氧、硫、氮的化合物达一百多种，主要是含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物等。非
烃化合物，一般在石油中影响石油的质量，是石油开采、炼制和加工的不利因素。
3．石油的组成
为了了解石油的性质及其变化，根据石油中不同化合物对不同溶剂的溶解及介质吸附等表现出来的不同特点，利

“ ”

用不同的方法将石油的组成分成性质相近的组，这些组，称为石油的组分。每一组分内包含着性质相似的一
部分化合物，一般分为下列几组：
1

）油质油质为石油的主要组成部分，多为碳氢化合物组成的淡色粘性液体（有时呈固体结晶）。油质含

量的高低是石油质量好坏的重要标志，油质含量高，石油的质量相对较好。
2

）胶质一般为粘性或玻璃状的半固体物质，主要成分仍以碳氢化合物为主，但氧、硫、氮化合物增多，

平均分子量变大；颜色不同，由淡黄、褐红到黑色均有。
3

）沥青质沥青质相比之下含的碳氢化合物更少，氧、硫、氮化合物更多，平均分子量比胶质还大，为暗

褐色或黑色固体物质，在石油中含量较少，一般在

1%左右，个别可达 3-5%。

）碳质以碳元素状态分散在石油内，含量较少，也有叫残碳，不溶于有机溶剂内。

从石油的组成来看，其组成相当复杂，在元素、族分和组分之间既有成因上的联系，又有成分及性质上的区别，
这些区别和联系往往反映了它们内在的规律性，研究和分析这些变化是认识石油成因、演化和分布的重要方面。
石油组成上的差别，是影响石油性质不同的根本原因。
二、石油、天然气的性质
（一）石油的性质
石油的颜色、比重、粘度等物性是人们对石油性质的最直观的感觉，而其物理性质则反映石油组成上的差别。所
以，了解石油的物理性质，不论对认识石油的组成，分析它的变化规律，还是对油气田的开发，都是非常重要的。
下面简单介绍地面原油的一般物理性质。
1．颜色
石油的颜色种类很多，从黑色到浅色均有。石油颜色的不同主要与石油内胶质和沥青质含量有关，胶质、沥青质
含量高则石油颜色变深。所以石油的颜色深浅大致能反映石油中重组分含量的多少。
2．密度
液态石油的密度在我国和俄罗斯是指一个标准大气压、

20℃下石油单位体积的质量。在欧、美各国则常以 API

（美国石油工业标准）为度量单位。石油密度一般介于

0.75-0.98g/cm3 之间。通常密度大于 0.9 g/cm3 的称

为重质石油，小于

0.9 g/cm3 的称轻质石油。

石油的密度取决于化学组成。就烷烃而言，密度随碳数增加而变大；碳数相同的烃类，烷烃密度最小，环烷烃居
中、芳香烃密度最大；与胶质、沥青质相比，烃类密度最小。
地下石油的密度还与其中溶解气量、压力、温度等因素有关，溶解气量多则密度小。在其它条件不变时，密度随