石油的种类,石油类

石油中,最小的有机化合物是甲烷,分子量只有16,而石油中所包含的大量胶质和沥青质,分子结构异常复杂,平均分子量可以达到10000以上。分子大小的巨大差异,导致石油中的化合物呈现出不同的相态,所以不同来源的石油,有可能是气态(天然气),也有可能是液态(原油)或固态(油砂沥青)。根据1983年第11届世界石油大会正式提出的定义可知:天然气是石油的主要类型,常温常压下呈气态,在地层条件下可溶解于原油中;原油是石油的基本类型,常温常压下呈液态,其中也包括一些液态非烃类组分,而石油是气态、液态和固态的烃类混合物的总称。因此,原油和天然气都是石油,是石油由于组成和相态不同而呈现出的不同类型。

1)天然气

天然气主要是由甲烷组成的,除此以外,还包括部分含2-4个碳原子的烃类,甚至非常少量的大于等于5个碳原子的烃类。除此以外,天然气中一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮气、水蒸气和人少量一氧化碳及微量的稀有气体,如氦和氩等。因为这些烃类的分子量非常小,常温常压下都呈气态,所以常见的天然气都是气体。但这些气态的天然气在一定的压力下也可以变成液态,即液化天然气(LNG)。

天然气主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中。根据在地层中的存在状态不同,天然气又可分为伴生气和非伴生气。伴随原油共生,与原油同时被开采出来的油田气称为伴生气;非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气,在地层中都以气态存在。凝析气田天然气中由于包含了大量的重组分,从地层中流出井口后,随着压力和温度的下降,分离为气液两相,气相是凝析气田天然气,液相是凝析液,即凝析油。

天然气除可用作燃料外,还可制造合成气、炭黑、化学药品和液化石油气等,由天然气生产的丙烷、丁烷是现代化学工业的重要原料。

2)原油

原油是由一些分子量较大、常温常压下呈液态的化合物组成的,但由于这些化合物的分子量大小各不相同,分子间作用力不同,因此流动状态也各不相同,导致不同来源原油的流动性不同,有的较稀,而有的又很粘稠。事实上,原油并不仅仅是由液体化合物组成的,在原油中还包括大量分子量非常大、常温常压下呈固态的化合物,但由于这些化合物溶解在液态的石油中,因此也具有一定的流动性,就像将盐放入水中,固体的盐会溶解在水中,感觉不到固体的存在一样。但是,当外部条件发生变化时,如降温,溶解在液相中的固体化合物的溶解度降低,就会结晶析出,如蜡就是溶解在石油中的固态烃结晶析出后形成的。

3)油砂沥青

石油中还有一种呈固态的原油,一般称为油砂沥青,是从油砂中分离得到的固态原油,外观酷似沥青,又称为焦油砂、沥青砂等。

油砂是一种富含天然沥青的沉积砂,实际上是一种沥青、砂、富矿黏土和水的混合物,通常露出地面或非常接近地表。由于不具有盖层,造成原油中的轻组分在运移过程中蒸发,剩余的重质石油馏分与砂岩的混合物即为油砂。该混合物经过一定的措施分离后,即可以得到油砂沥青。因此,油砂沥青实际上是一种超重质原油。但与传统“抽取”石油不同,油砂是“挖掘”出来的,因此,油砂的开采成本比较高,开采过程的能耗和水耗比较高,会产生大量含残存沥青、水及其他污染物的“尾矿”。在全世界已探明的油砂资源中,95%集中在加拿大的艾伯塔省,加拿大油砂沥青已成为全球新增石油产量的重要来源。

4)页岩油

石油在地下分散形成以后,经过运移,富集于盖层下形成油气藏,开采出来的气相组分为天然气,液相组分为原油。但对于部分富含有机质的年轻页岩,仍处于油气的形成阶段,如果形成的石油还在页岩里就称为页岩油,天然气还在页岩里就称为页岩气。

富含油气的页岩一般称为油页岩。油页岩是一种高灰分的含可燃有机物的沉积岩,它与煤的主要区别是灰分含量超过40%,而与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%。页岩油主要储藏在泥页岩的孔隙和裂缝中,或泥页岩层系中的致密碳酸盐岩或碎屑岩的邻层和夹层中。

页岩气和页岩油也是重要的石油资源,是近年来兴起的非规能源,在全世界范围内具有丰富的储量和广阔的发展前景。岩油也可以加工成汽油、柴油和燃料油等,但因为页岩气和岩油形成的历史阶段和储存方式不同,所以组成和开采方法也与常规石油资源有一定的区别。页岩油的密度大,非烃类化合物含量高,开采和加工利用的难度也比常规原油大。

近年来,美国采用水平井和水力压裂等技术,在页岩油和页岩气的开采和利用方面取得了突破性进展。

5)可燃冰

可燃冰是近年来备受瞩目的一种新兴清洁能源,学名为天然气水合物,主要储存于海底或寒冷地区的永久冻土带,是有机物沉淀产生的天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状的笼形结晶化合物,外形像冰块,但遇火可燃,故称为可燃冰、固体瓦斯和气冰。“冰块”里甲烷占80%~99.9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油等小得多。1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。据科学家估计,海底可燃冰的分布范围约为4000万平方千米,占海洋总面积的10%左右,海底可燃冰的储量可够人类使用1000年,因而被誉为“未来能源”。

中国南海蕴藏有丰富的天然气水合物,估计资源量约为700亿吨油当量,相当于目前中国陆上石油和天然气资源总量的1/2。

2017年5月18日,国土资源部中国地质调查局宣布,中国南海北部1266米深的神狐海域可燃冰试采工作取得重大突破,中国成为全球首个实现海域可燃冰连续稳定产气的国家。

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