1. 石油的物理性質和化學性質
石油
;petroleum
性質：有天然石油和
人造石油
之分。通常指天然石油，是一種
化石燃料
。由
遠古海洋
或
湖泊
中的
生物
在地下
經過漫長的地球化學演化而成。從深部
地層
中開采出的
黑褐色
或暗綠色的
可燃性
黏稠
液體
，常與
天然氣
並存。由各種
烴類
組成，含有少量硫、氮、氧的
有機化合物
。石油因
產地
不同，其理化性質有很大
差異
。未經加工的石油稱
原油
。原油經加工後可製成
汽油
、
噴氣燃料
、
煤油
、
柴油
等。還可提取
潤滑油
、
潤滑脂
等。也是發展石油化工的重要基礎
原料
。
石油煉制工業
中由原油經過一系列
石油煉制
過程和
石油產品
精製加工而得到各種產品，通常按其主要
用途
分為如下幾類：（1）石油燃料，如
液化石油氣
、汽油噴氣燃料、煤油、柴油、燃料油等；（2）石油溶劑和
化工原料
，如汽油型
溶劑
、煤油型溶劑、純芳烴和化工原料；（3）潤滑劑和有關產品，如各種潤滑油和潤滑脂等；（4）其他有關石油產品，如石油蠟、
石油瀝青
、
石油焦
等。每類產品還按應用領域再細分為若干組。1984年中國的石油產品
數量
即達600多個。
2. 石油（原油）的分類及其物理性質
石油（原油）是一種由碳氫化合物（烴類）及少量氧、硫、氮化合物所組成的混合物，其狀態取決於溫度、壓力和分子間的作用力。根據原油中某些物質的含量，可以對原油進行分類。具體的分類原則是：
1.按膠質-瀝青質含量分類
（1）少膠原油——原油中的膠質和瀝青含量在8%以下；
圖2-4-4 地層水的黏度與溫度的關系
（a）純水；（b）含鹽量為60000mg/L的水
（2）膠質原油——原油中的膠質和瀝青含量在8%～25%之間；
（3）多膠原油——原油中的膠質和瀝青含量在25%以上。
2.按含蠟量分類
（1）少蠟原油——含蠟量在1%以下；
（2）含蠟原油——含蠟量在1%～2%之間；
（3）高含蠟原油——含蠟量在2%以上。
3.按含硫量分類
（1）少硫原油——硫的含量在0.5%以下；
（2）含硫原油——硫的含量在0.5%以上。
膠質-瀝青質在原油中形成膠體結構，對原油的流動性有很大的影響。膠質-瀝青質含量過高可形成高黏度的原油。原油中的含蠟量影響原油的凝固點。含蠟量越高，其凝固點越高。原油中的硫是一種有害物質，對用鋼製成的煉油設備有腐蝕作用。
石油的物理性質主要有溶解氣油比、體積系數、壓縮系數、黏度。
1.溶解氣油比
原油的溶解氣油比定義為原油在地面脫出的氣量與地面脫氣原油的體積之比：
岩石物理學基礎
式中：Vg為在地面狀態下由原油中脫離出來的氣體體積；Vo為地面脫氣原油的體積；Rs為在溫度和壓力保持不變的條件下的溶解氣油比，單位是m3/m3。在物理上，溶解氣油比表示在地面上單位體積的原油在地下的溫度和壓力條件下所能溶解的天然氣體積。
2.體積系數
體積系數定義為原油在地下的體積與其在地面脫氣後的體積之比：
岩石物理學基礎
式中：Vfo為原油在地層中的體積（在某一溫度、壓力下）；Vso為原油在地面脫氣後的體積（20℃，0.1 MPa）。
圖2-4-5 某地層中的油在飽和壓力下的相對體積系數（體積系數與飽和壓力下的體積系數之比）
①直線；②實測數據；③實測數據與直線的離差值
根據實踐經驗，地下溶解氣和熱膨脹的影響遠遠地超過了壓力對原油彈性壓縮的影響，因此地層油的體積系數一般大於1。這意味著，原油在地面的體積一般小於其在地層內時的體積。原油在地面上由於脫氣而使體積變小的現象稱為原油的收縮，收縮系數為1/Bo。
地層原油的體積系數除了與溶解氣油比有關外，還與溫度和壓力有關（圖2-4-5）。
3.壓縮系數
令αo代表地層原油的等溫壓縮系數，則
岩石物理學基礎
地層原油的壓縮系數主要取決於原油的溶解氣量、溫度、壓力。如果原油中含有的氣體多，則原油的密度下降，壓縮系數變大。
4.黏度
原油的黏度主要由原油的化學組成所決定。地面脫氣原油的黏度具有很大的變化范圍，從零點幾到幾千萬毫帕秒（圖2-4-6，圖2-4-7）。
3. 原油的物理性質有哪些
石油也稱原油或黑色金子，是一種粘稠的、深褐色（有時有點綠色的）液體。地殼上層部分地區有石油儲存。它由不同的碳氫化合物混合組成，其主要組成成分是烷烴，此外石油中還含硫、氧、氮、磷、釩等元素。不過不同油田的石油成分和外貌可以有很大差別。石油主要被用來作為燃油和汽油，燃料油和汽油組成目前世界上最重要的一次能源之一。原油中碳元素佔83％一87％，氫元素佔11％一14％，其它部分則是硫、氮、氧及金屬等雜質。
石油的發現
我國是世界上最早發現和應用石油的國家。
900年前宋代著名學者沈括，對我國古代地質學和古生物學知識方面提出了極其卓越的見解。他的見解比西歐學者最初認識到化石是生物遺跡要早四百年。有一次沈括奉命察訪河北西路時，發現太行山山崖間有很多螺蚌殼及如鳥卵之石，從而推斷這里原來是太古時代的海濱，是由於海濱的介殼和淤泥堆積而形成的，並根據古生物的遺跡正確地推斷出海陸的變遷。
1080年（元豐三年），沈括出知延州（今延安）。在任上他發現和考察了鹿延境內石油礦藏與用途。他說：「鹿延境內有石油。舊說高奴 縣出脂水，即此也。生於水際，沙石與泉水相雜，恫恫而出。土人以雉尾囊之，乃采入罐中。頗似淳漆，燃之如麻，但煙甚濃，所沾幄幕皆黑。予疑其煙可用，試掃其煤以為墨，黑光如漆，松墨不及也，道大為之，其識文為『延州石液』者是也。此物後必大行於世，自予始為之。蓋石油至多，生於地中無窮，不若松木有時而竭。」從上面記載來看，沈括不僅發現了石油並且也知道了他的用途。雖然他當時所謂用途著重於煙墨製造，但他確預料到「此物後必大行於世」，這一遠見為今天所驗證。而今天我們所說「石油」二字也是他創始使用的，並寫了我國最早的一首石油詩：「二朗山下雪紛紛，旋卓穹廬學塞人化盡素衣冬不老，石油多似沭陽塵。」
人類正式進入石油時代是在1867年。這一年石油在一次能源消費結構中的比例達到40.4％，而煤炭所佔比例下降到38.8％。石油需求的增長和石油貿易的擴大起因於石油在工業生產中的大規模使用。一戰以前，石油主要被用於照明，主要產油國美國和俄羅斯同時也是主要的消費國。在一戰中，石油的戰略價值已初步顯現出來，由於石油燃燒效能高，輕便，對於軍隊戰鬥力的提高具有重大戰略意義。20世紀20年代，由於石油成為內燃機的動力，石油需求和貿易迅速擴大。據王亞棟的統計，到1929年石油貿易額已達到11.7億美元。該時期國際石油貨流的流向主要是從美國、委內瑞拉流向西歐。同時，蘇聯的石油得到迅速恢復和發展。到20世紀30年代末，美、蘇成為主要的石油出口國，石油國際貿易開始在全球能源貿易中占據顯要位置，推動了能源國際貿易的迅速增長，並動搖了煤炭在國際能源市場中的主體地位。二戰期間，石油的地位舉足輕重。美國在二戰期間成為盟國的主要能源供應者。二戰後，美國一度掌握世界原油產量的2/3。從1859 年在賓夕法尼亞打出了第一口油井到二戰之後的一段時間，世界能源版圖被稱之為「墨西哥灣時代」。王亞棟認為，「墨西哥灣時代」的形成發展期同時也是美國的政治、經濟和軍事實力不斷膨脹，最終在西方世界確立其霸權的時期。這一時期幾乎與美國國內的石油開發同步。美國在「墨西哥灣時代」對石油的控制，促進鞏固了美國在世界政治經濟格局中的地位。石油成為美國建立世界霸權道路上的重要助推劑。
4. 石油及油品的主要物理性質有哪些
石油及油品的主要物理性質有哪些
石油的物理性質隨其化學組成的不同而有明顯的差異。不同性質的石油，對開發、集輸、貯存、加工影響較大，因此其經濟評價也各不相同。 1）石油的顏色 顏色與原油中含有的膠質、瀝青質數量的多少有密切關系。深色原油密度大、粘度高。液性明顯的原油多呈淡色，甚至無色；粘性感強的原油，大多色暗，從深棕、墨綠到黑色。我國玉門、大慶等油田的原油多呈黑褐色；新疆克拉瑪依油田原油呈茶褐色；青海柴達木盆地的原油多呈淡黃色；四川、塔里木、東海等盆地的一些凝析氣田所產凝析油從淺黃色到無色。2） 石油的臭味 是由於原油中所含的不同揮發組分而引起。芳香屬組分含量高的原油具有一種醚臭味。含有硫化物較高的原油則散發著強烈刺鼻的臭味。由於含硫化物較高，因此這類原油在加工時，需要增加專門的處理裝置而要投入更多的資金。我國主要油田的含硫量較之中東地區原油的含硫量（高於2%）低得多，大慶油田原油含硫量不到1‰，勝利油田原油含硫量也多不超過1%。3） 石油的密度 指在地面標准條件下，脫氣原油單位體積的質量。以噸每立方米(t/m3）或克每立方厘米（g/cm3）表示。石油相對密度（以往文獻曾以比重表示）是15.5℃或20℃時原油密度與4℃時水的密度的比值。國際上常用API度作為決定油價的標准。API度與相對密度的相關關系式為：API度（15.5℃）=(141.5/相對密度)-131.5，API度大，相對密度小。水的API度為10。密度大小與石油的化學組成、所含雜質數量有關。膠質、瀝青質含量高,密度大,顏色深；低分子量烴含量高,密度小。不同地區、不同地層所產原油密度有較大的差別。原油按其密度可分為四類:輕質原油（密度＜0.87g/cm3）,中質原油（≥0.87～0.92g/cm3），重質原油（≥0.92～1.0g/cm3）,超重質原油（≥1.0g/cm3）。我國生產的原油密度變化也較大，大慶（多在0.8601g/cm3）、長慶（0.8437g/cm3)、青海尕斯庫勒（0.8388g/cm3）等地區所產原油多屬輕質原油;勝利（多數在0.8873g/cm3左右）、遼河（0.8818g/cm3）等地區所產原油多屬中質原油;勝利孤島（0.9472g/cm3）、大港羊三木（0.9492g/cm3）、遼河高升（0.9609g/cm3）、新疆烏爾禾（0.9609g/cm3）等油田所產原油則屬重質原油。4） 石油的粘度 指液體質點間移動的摩擦力，以m Pa·s表示。粘度大小決定著石油在地下、在管道中的流動性能。一般與原油的化學組成、溫度和壓力的變化有密切關系。通常原油中含烷烴多、顏色淺、溫度高、氣溶量大時，粘度變小。而壓力增大粘度也隨之變大。地下原油粘度比地面的原油粘度小。 根據粘度大小,將原油劃分為常規油（＜100mPa·s）,稠油（≥100～＜10 000mPa·s）,特稠油（≥10 000～50 000mPa·s）和超特稠油或稱瀝青（ ＞50 000mPa·s）四類。 由於測定絕對粘度較煩雜,在研究中常用恩氏粘度計測定相對粘度。相對粘度指液體的絕對粘度與同溫條件下水的絕對粘度比。 我國原油粘度變化范圍較大。大慶白堊系原油（50℃）粘度在19～22mPa·s，任丘震旦亞界原油（50℃）為53～84mPa·s,勝利孤島原油（50℃）為103～6451mPa·s 。5） 石油的熒光反應 石油在紫外光照射下受激發發光，並在照射後所發光立即消失的這種熒光反應特性，普遍被用於野外工作時作為判斷岩石中是否含有石油顯示的重要標志。按發光顏色的不同以及分布的情況，大體可推測所顯示的石油組分及其百分含量。一般油質呈天藍色，膠質呈黃綠色，瀝青質呈棕褐色。6） 石油的旋光性 石油在偏光下，具有把偏光面向右旋轉的特性。偏轉度一般小於1°。旋光性是有機質所特有的一種性質，而且當加溫至300℃時即消失。因此，在研究石油生成時，常以這種旋光性和在石油中發現的素（由動植物色素如葉綠素或血紅素變化而成，並在溫度超過200℃時被破壞)的存在作為石油有機成因的依據。7） 石油的溶解性 石油不溶於水，但可溶於有機溶劑，如苯、香精、醚、三氯甲烷、硫化碳、四氯化碳等，也能局部溶解於酒精之中。原油又能溶解氣體烴和固體烴化物以及脂膏-樹脂、硫和碘等。8） 石油的凝固點與含蠟量 凝固點系指原油從流動的液態變為不能流動的固態時的溫度。這對不同溫度尤其在低溫地區考慮貯運條件時是非常重要的指標。根據凝固點高低,石油可分為高凝油（≥40℃）、常規油（≥-10～＜40℃）、低凝油（＜-10℃）三類。我國多數油田所產原油的凝固點，在15～30℃之間。石油含蠟量系指原油中含石蠟的百分數。石蠟在其熔點溫度（37～76℃）時溶於石油中，一旦低於熔點溫度，原油中就出現石蠟結晶。我國主要油田所產原油的含蠟量較高，大約在20%～30%之間。大慶薩爾圖油田含量多在22.6%～24.1%，河南魏崗油田為42%～52%，江漢王場油田為2.8%～11.4%，克拉瑪依油田僅7%左右。含蠟量高的原油凝固點也高。9） 石油的燃燒特性 石油和成品油可燃程度隨溫度而異，表現在閃點、燃點和自燃點的差異。「閃點」指石油在容器內受熱，容器口遇火則發生閃火但隨之又熄滅時的溫度。「燃點」指受熱繼續升高，遇火不但出現閃火而且引起了燃燒的溫度。「自燃點」指原油在受熱已達到相當高的溫度，即便不接觸火種也出現自燃現象的溫度。石油是由具不同沸點的烴化合物組成的混合物，與水（沸點為100℃）不同，沒有固定的沸點。其閃點隨具不同沸點化合物的含量比例不同而各有差異。沸點越高，閃點也高。如石油產品中煤油閃點在40℃以上，柴油在50～65℃之間，重油在80～120℃，潤滑油要達到300℃左右。自燃點卻相反，沸點高的成品油，自燃點降低，如汽油自燃點為415～530℃，裂化殘渣油自燃點約270℃，石油瀝青則降至230～240℃。石油作為一種混合物，其閃點在－20～100℃之間，而自燃點則為380～530℃之間。10） 石油的餾分組成 由於石油是由具不同沸點的烴化合物混合而成，因此通過控制不同的溫度而可分別獲得不同的石油產品