Ⅰ 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。
Ⅱ 石油的類型及性質是什麼
石油的性質：
具有代表性的大慶石油屬低硫石蠟基石油，已開采酌石油以低硫石蠟基居多。這種石油，硫含量低，含蠟量高，凝點高，能生產出優質的煤油、柴油、溶劑油、潤滑油及商品石蠟，直餾汽油的感鉛性好。
有的石油硫含量高，膠質含量高，屬含硫石蠟基。其直餾汽油餾分產率高，感鉛性也好。柴油餾分的十六烷值高，閃點高，硫含量高，酸度大，經精製後可生產輕柴油與專用柴油。潤滑油餾分中，有一部分組分的粘度指數在90以上，是生產內燃機油的良好的原料。
有的石油硫含量低，含蠟量較高，屬低硫環烷一中間基。其汽油餾分感鉛性好，且也富含環烷烴與芳香烴，故也是催化重整的良好原料。柴油餾分的凝點及硫含量均較低，酸度較大，產品需鹼洗。減壓渣油經氧化後可生產石油建築瀝青。
另有些低凝石油硫含量低、含蠟量也低，屬低硫中間基。適於生產一些特殊性能的低凝產品，同時還可提取環烷酸是不可多得的寶貴資源。
石油的分類方法主要有以下幾種。
1、工業分類法
2、商品分類法
3、化學分類法
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Ⅲ 原油的介紹
原油即石油，也稱「黑色金子」，習慣上稱直接從油井中開采出來未加工的石油為原油，它是一種由各種烴類組成的黑褐色或暗綠色黏稠液態或半固態的可燃物質。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。可溶於多種有機溶劑，不溶於水，但可與水形成乳狀液。按密度范圍分為輕質原油、中質原油和重質原油。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，燃料油和汽油組成世界上最重要的一次能源之一。石油也是許多化學工業產品——如溶劑、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。原油是一種黑褐色的流動或半流動粘稠液，略輕於水，是一種成分十分復雜的混合物；就其化學元素而言，主要是碳元素和氫元素組成的多種碳氫化合物，統稱「烴類」。原油中碳元素佔83%-87%，氫元素佔11%-14%，其它部分則是硫、氮、氧及金屬等雜質。雖然原油的基本元素類似，但從地下開採的天然原油，在不同產區和不同地層，反映出的原油品種則紛繁眾多，其物理性質有很大的差別。原油的分類有多種方法，按組成分類可分為石蠟基原油、環烷基原油和中間基原油三類；按硫含量可分為超低硫原油、低硫原油、含硫原油和高硫原油四類；按比重可分為輕質原油、中質原油、重質原油以及特重質原油四類。
Ⅳ 原油的性質是怎樣
原油的性質包的含物理性質和化學性質兩個方面。物理性質包括顏色、密度、粘度、凝固點、溶解性、發熱量、熒光性、旋光性等；化學性質包括化學組成、組分組成和雜質含量等。
2、化學性質
原油是烷烴、環烷烴、 芳香烴和烯烴等多種液態烴的混合物。主要成分是碳和氫兩種元素，分別佔83～87%和 11～14%；還有少量的硫、氧、氮和微量的 磷、砷、鉀、鈉、鈣、鎂、鎳、鐵、釩等元素。
含蠟量是指在常溫常壓條件下原油中所含石蠟和地蠟的百分比。石蠟是一種白色或淡黃色固體，由高級烷烴組成，熔點為37℃-76℃。石蠟在地下以膠體狀溶於石油中，當壓力和溫度降低時，可從石油中析出。地層原油中的石蠟開始結晶析出的溫度叫析蠟溫度，含蠟量越高，析蠟溫度越高。
析蠟溫度高，油井容易結蠟，對油井管理不利。
含硫量是指原油中所含硫(硫化物或單質硫分)的百分數。原油中含硫量較小，一般小於1%，但對原油性質的影響很大，對管線有腐蝕作用，對人體健康有害。根據硫含量不同，可以分為低硫或含硫石油。
含膠量是指原油中所含膠質的百分數。原油的含膠量一般在5%-20%之間。膠質是指原油中分子量較大(300-1000)的含有氧、氮、硫等元素的多環芳香烴化合物，呈半固態分散狀溶解於原油中。膠質易溶於石油醚、潤滑油、汽油、氯仿等有機溶劑中。
原油中瀝青質的含量較少，一般小於1%。瀝青質是一種高分子量（大於1000以上）具有多環結構的黑色固體物質，不溶於酒精和石油醚，易溶於苯、氯仿、二硫化碳。瀝青質含量增高時，原油質量變壞。
原油中的烴類成分主要分為烷烴、環烷烴、芳香烴。根據烴類成分的不同，可分為的石蠟基石油、環烷基石油和中間基石油三類。石蠟基石油含烷烴較多；環烷基石油含環烷烴、芳香烴較多；中間基石油介於二者之間。中國已開採的原油以低硫石蠟基居多。大慶等地原油均屬此類。其中，最有代表性的大慶原油，硫含量低，蠟含量高，凝點高，能生產出優質煤油、柴油、溶劑油、潤滑油和商品石蠟。勝利原油膠質含量高（29%），比重較大（0.91左右），含蠟量高（約15-21%），屬含硫中間基。汽油餾分感鉛性好，且富有環烷烴和芳香烴，故是重整的良好原料。
Ⅳ 石油具有的物理性質(液化石油氣物理化學性質)
1.石油的物理性質因產地而異，密度為0.8到0克每立方厘米，粘度范圍很寬，凝固點差別很大，沸點范圍為常溫到500攝氏度以上，可溶於多種有機溶劑，不溶於水，但可和水形成乳狀液。
2.石油的化學性質，主要是由不同的碳氫化合物混合組成，組成石油的化學元素主要是碳、氫，其餘為硫、氮、氧及微量金屬元素。
3.石油的化學性質，由碳和氫化合形成的烴類，約佔百分之九十五到百分之九十九，各種烴類按其結構分為烷烴、環烷烴、芳香烴。
4.天然石油不含烯烴而二次加工產物中常含有數量不等的烯烴和炔烴，含硫、氧、氮的化合物對石油產品有害。
5.石油主要被用作燃油和汽油，燃料油和汽油在2012年組成世界上最重要的二次能源之一。
Ⅵ 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
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http://wenku..com/view/8d55e31ba216147917112870.html
Ⅶ 石油可以被分離成煤油柴油汽油等人們是利用它們的什麼性質將它們分離的
A．蒸餾是利用物質沸點不同來分離液體混合物的操作方法，則石油經蒸餾分離成為汽油、煤油和柴油等產品是利用了物質的沸點不同，故A正確；
B．硝酸鉀和氯化鉀濃溶液降溫結晶得到硝酸鉀晶體，是利用了硝酸鉀晶體的溶解度受溫度影響較大，氯化鉀的溶解度受溫度影響較小，當降溫時硝酸鉀形成過飽和溶液析出沉澱，氯化鉀不析出，故B正確；
C．酒精和水互溶，則不能用酒精萃取碘水中的碘，一般選擇苯或四氯化碳作萃取劑，故C錯誤；
D．因金的密度較大，則能用水沖洗的方法從沙裡淘金，故D正確；
故選C．
Ⅷ 石油氣的主要成分 石油氣主要物理性質是什麼
石油氣主要物理性質是什麼
1. 主要成分:液化石油氣是石油開采、裂解和精煉生產過程中產生的副產物。液化石油氣是碳氫化合物的混合物。其主要成分包括丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)和丁烯(C4H6)。它還含有少量的甲烷(CH4)，乙烷(C2H6)，戊烷(C5H12)和硫化氫(H2S)。從不同的生產過程中獲得的液化石油氣的組成是不同的。
2. 常壓下，液化石油氣的C3和C4組分的沸點低於常溫，容易汽化成氣體。由於C5以上組分的沸點較高，C3和C4在汽化後仍以液體的形式留在容器中，故稱為殘液。中國民用液化石油氣的殘液含量較高。
3.主要物理性質:相對密度:液化石油氣是一種混合物，其相對密度隨組成而變化。一般認為液化石油氣的相對密度是空氣的1.2~2.0倍;液體相對密度約為0.51。
4. 液體體積膨脹系數:液體LPG在相同溫度下的體積膨脹系數約為水的10-16倍。因此，在向容器內注滿液化石油氣時，應使液相不滿，而應在加熱體積膨脹時留下一定的空隙以供佔用。
5. 溶解度:溶解度是指液化石油氣的含水量。它的特徵是溫度和溶解度的增加。由於液化石油氣在水中具有一定的溶解度，因此在儲罐、鋼瓶等液化石油氣容器的底部往往會沉積一定的水，需要定期排放。
6. 液化石油氣是碳氫化合物的混合物，其濃度爆炸極限、最小點火能和燃燒熱值隨組分的變化而變化。但一般認為，空氣中液化石油氣體積濃度的爆炸極限約為1.5%~9.5%，最小點火能量小於0.3 mJ，燃燒熱值為92092~12139 kJ/m3。
7. 電阻率:LPG的電阻率約為1011~1014 Ω * cm。據測量，液化石油氣從集裝箱、設備和管道噴出時產生的靜電位可達9000V。
Ⅸ 天然氣在水和石油中的溶解度各為多大
天然氣可以溶於石油，與壓力有關。
在地表壓力條件下，由於壓力太低幾乎不溶，在地層生油條件下表現為溶於石油，溶解氣油比可以達到幾十，甚至上百。如果人為繼續加壓，天然氣還會繼續溶解。因為這個性質，石油從地下運往地表過程中因壓力降低，天然氣溶解度下降，會不斷有天然氣氣體釋放。因此，石油開采必須有脫氣過程。
此外，天然氣極難溶於水。因此，石油天然氣開采時有水驅的方法，天然氣先溶於石油，然後進行水驅油，最後脫氣等。
Ⅹ 石油的組成和性質
1.1.1 可燃性礦物
石油及其衍生產品含可燃氣體，都屬於可燃性礦物。最早引入「可燃性礦物」這個概念的是德國古植物學家波托涅（Г.Потонье）。這個詞的詞素包含「可燃的」「石頭」「生命」等意義，即有機來源的能夠燃燒的石頭。可燃性礦物是一種有機生物岩石，在岩石中佔有一定的位置（圖1.1）。有機岩石中也有不能夠燃燒的叫做非可燃性礦物，例如石灰岩。
圖1.1 可燃性礦物在岩石中所處的地位
可燃性礦物的分類介紹如下。
波托涅及古布金將可燃性礦物分為以下幾類：
1）瀝青質和石油系列的可燃性礦物——石油瀝青；
2）煤炭和腐殖質類可燃性礦物；
3）殘留有機岩。
屬於石油系列可燃性礦物的有各種性質的石油、可燃性碳氫化合物氣體、重質原油、瀝青、瀝青質、石蠟，以及分布於岩石中、溶化於中性有機液體中的物質（瀝青）。
可燃性煤炭系列是各種泥炭、褐色煤和石煤、硬煤等可燃性礦物。在其形成過程中，各種植物來源的物質起到了主要作用。
殘留有機質是植物來源的有機化合物——樹脂、固醇類、孢質、石蠟等。琥珀、磷瀝青屬於這一類礦物。
至今沒有形成適用於可燃性礦物的分類標准，多數是根據原始產品的成因、形成途徑、彼此間的相互轉化等制定的分類方法。
古布金把可燃性礦物分為兩個基本大類：瀝青和煤炭。其中瀝青這個類別沿用格菲爾（Г.Гефер）的觀點，包括了天然氣、石油以及硬瀝青。如地瀝青、地蠟等從成因上與石油有關的物質。
由於有古布金的研究成果，格菲爾的瀝青分類方法在俄羅斯得到了廣泛的應用。該方法以物質的物理特性為基礎。
（1）氣體
1）自然形成的，天然的；
2）石油的，伴生石油的。
（2）液態瀝青
1）石油；
2）煤焦油，樹脂，樹脂焦油等。
（3）硬瀝青
1）石蠟；
2）地瀝青；
3）瀝青。
（4）瀝青與其他物質的混合物
烏斯賓斯基（Успеинский）和拉德琴柯（Радченко）根據可燃性礦物形成條件編制的圖表是成因分類的實例（圖1.2）。
該圖由兩個分支構成：左側是煤炭類可燃性礦物（腐殖質），右側是石油類可燃性礦物（瀝青質）。每一個單類以板塊的形式表示，板塊端面是其形成期間的地球化學環境特徵。
該圖左側分支展示了形成煤炭類可燃性礦物原始物質的主要范疇，這些物質是高等植物和低等的動物有機體。
圖表的右側分支指的是石油類（瀝青類）可燃性礦物。煤炭板塊右側的箭頭指向的是海相和淡水相腐泥岩成因，展示的是石油類可燃性礦物和海水沉積物質的關系。該分支的右側板塊是石蠟類物質，是由含蠟石油風化形成的。
與這個分支相對的一側揭示的是石油芳香烴類重樹脂分支向瀝青類，繼而向瀝青、煤瀝青、碳瀝青等相應變質程度的轉變。
從圖中可以看出，可燃性礦物，不管是煤炭類還是石油類，其變質的終端產物相互靠近，這兩大類物質變質的最終產品是石墨，也就是物質總的炭化過程。
瓦索葉維奇（Вассоевич）和穆拉托夫（Муратов）根據碳在可燃性礦物組成中的作用，把兩個特徵作為把天然化合物合並為一組的分類基礎：① 化學組成中總的特性，必須含有碳，而且碳起主要作用；② 特殊的物質特性（有機化學研究的結果）。這些天然的物質見圖1.3。
圖1.2 可燃性礦物成因分類圖
對於天然的礦物煤和石油有相應的概念「天然焦」和「石油焦」。化石燃料由3大類礦物組成：煤、石油、可燃氣體。在這種圖表上把天然焦分為殼質煤、腐殖煤、腐泥岩。
卡林克（Калинко）把所有的可燃性燃料和天然有機物質（包括礦物煤）都稱作Naphtides，包括烴類氣體、凝析氣、石油、天然瀝青、天然氣水合物。萘基的概念是當代最通用的。
圖1.3 碳分類圖
1.1.2 石油化學組成特徵
石油是黏性油質液體，無色或者黑褐色，有時是黑色，是各種碳氫化合物的復合混合物。石油在黏稠度上有很大差異，有稀薄的，有黏稠的，也有樹脂狀的。
研究石油的化學成分與同位素組成對於研究石油的成因以及地殼中各種石油的轉化過程具有重要意義。石油是非常復雜的有機化合物，按化學成分來說，目前可以確定的有800種碳氫化合物。
對石油組成成分的研究最充分。石油主要是由碳（83%～87%）和氫（12%～14%）組成，比例關系是1.85個氫原子對1個碳原子。這個組分在碳氫化合物中是彼此相關的，化學成分和性質而各不相同。此外，氮和硫也是石油的組成成分，見表1.1。石油被相應地分為氧化原油、含氮原油和含硫原油。
表1.1 燃氣與石油的化學成分
1.1.2.1 石油中各元素的性質
（1）碳
碳是門捷列夫化學元素周期表中的第四類，原子序數是6，原子量是12.01。碳元素四價原子表示為：
俄羅斯東部地區及中國的油氣田
原子外層的4個空位決定了它以不同方式與其他不同原子結合形成復合分子的能力。碳原子這種形成復合分子的特性取決於它可以形成無數有機物的性質。
（2）氫
氫原子在碳氫化合物中的含量占第二位。氫元素是門捷列夫元素周期表中的第四類，原子序數是1。由於氫具有極強的還原性，除了稀有氣體元素和稀有金屬元素以外，它可以和幾乎所有的元素生成化合物。氫是宇宙中分布最廣的元素，它以等離子的形式構成太陽和星球質量的70%。
碳元素和氫元素在石油和天然氣中彼此相關構成碳氫化合物，因此經常利用碳、氫兩種元素的比值來確定它們的成分（表1.2）。
（3）氧
氧元素在石油中的含量很少能達到1%～2%，在可燃氣體中它基本是以CО2的形式存在，含量從幾乎為零到近乎純碳酸。
（4）硫
硫元素在石油中以自由狀態和化合狀態存在。化合狀態的硫或者以H2S的形式存在，或者進入高分子的有機化合物。硫元素在石油中的總含量有時可以達到7%～8%。硫元素在天然氣中通常是呈H2S的形式，其數量有時可達20%，甚至45%（據科茲洛夫對首爾-蘇氣田可燃氣的測定）。
（5）氮
氮在石油中的含量不超過1%，以自由狀態存在，含量波動很大：從濃度接近於零到幾乎是純凈的氮氣。在比較石油與其他可燃性礦物時通常利用的關系是C/（O+N+S）（表1.2）。
表1.2 可燃性礦物的元素組成
此外，還有維爾納茨基（В.И.Вернадский）確定了磷元素在石油中的存在。在天然氣中存在有很少量的氦元素（He含量為1%～2%，有時可達10%）、氬元素（Ar含量不超過1%，很少達到2%）、氖元素以及其他惰性氣體元素。
在石油中還可以發現很多濃度不高的元素（通常是沉積岩中的元素），例如Si，Al，Fe，Ca，Mg，往往還有 V，Ni，Cu，Sr，Ba，Mn，Cr，Co，B及一些其他元素。
1.1.2.2 同位素
除了研究各種元素在碳氫化合物中的分布以外，為了弄清石油的地球化學史，也非常重視對同位素成分的研究。
（1）碳元素同位素
碳元素有3個同位素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%。這兩個同位素非常穩定，在石油中12C與13C的數量比是91%～94%。同位素14C放射性很強，半衰期是5568±30 a，可以用來確定3萬年以下的各種木質出土文物的年齡。
不同種類的石油中，碳的同位素組成是不同的。低沸點餾分的特點是「輕型碳同位素組成」，沸騰溫度有時超過100 ℃，重度穩定碳同位素的含量隨著餾分干點的進一步升高而降低，但是高於450 ℃時13C/14C的值重新升高。
石油中碳元素總量的同位素組成決定著其他各組分碳同位素的組成以及相互之間的數量關系。對於確定石油的相關性來說，碳同位素組成比其他參數更加可靠。
穩定的重同位素13C的最高濃度出現在含碳的碳酸鹽和二氧化物中，最低濃度則出現在石油中。與碳酸鹽和內生岩中的碳相比，有機物及其衍生品（煤、石油、天然氣）實際上都富含輕同位素12C。
（2）氫元素同位素
氫元素有4個同位素：1H——氕（P），2H——氘（D）和人工合成的3H——氚（T），還有非常不穩定的4H。氚具有放射性，半衰期是12年。氫元素穩定同位素的分布是氕為99.9844，氘為0.0156。P/D的值在3895到4436間波動。
格林貝爾克（И.В.Гринберг）指出，伴生在石油和天然氣中的水含有很高的氘，是由於石油和水中的氫原子發生了同位素置換。
（3）硫元素同位素
硫元素有4個穩定的同位素：32S，33S，34S和36S，同位素豐度（%）（據 Ранкам的資料整理）32S為95.1，33S為0.74，34S為4.2，36S為0.016。32S/34S的值通常在22～22.5之間波動。只是可以根據年齡相同的沉積物質中硫的同位素組成大概地判斷石油品種的相近度及其不同年齡沉積物質的石油的差異性。此外，一些學者指出，相同層位的石油和瀝青通常有著相似的32S/34S值。
（4）氧元素同位素
氧元素有3個穩定同位素。在水中和空氣中的平均豐度（據 Ранкам資料整理）分別是（%）16О為99.760～99.759，17О為0.042～0.0374，18О為0.198～0.2039。通常研究 16О/18О的值用來確定古盆地的水溫。
氮元素有兩個穩定的同位素，平均豐度（據霍葉林克（Хоеринг）資料整理）是（%）14N為99.635，15N為0.365，14N/15N的值為273～277。霍葉林克和穆爾（Г.Мур）確定了含氮天然氣在經過砂岩富集的過程中氮同位素的分餾級別。
上述方法被廣泛地用於可燃性礦物的比較特性、對比與揭示其成因特徵方面。
1.1.2.3 石油及其衍生物中的碳氫化合物
碳元素和氫元素是碳氫化合物的基礎，碳氫化合物的分子結構和大小各異，因此其化學性質和物理性質也各不相同。在石油及其衍生物中有3個碳氫化合物的基本族類。
（1）鏈烷烴
鏈烷烴或者石蠟（甲烷烴）有著通用的分子式CnH2n+2，式中的n可以是從1到60的任意數，隨烴族分子量的增加而增加。這是完全飽和化合物。由戊烷C5H12、己烷 C6H14、庚烷C7H16、辛烷C8H18等組成，分為正辛烷（無支鏈）和異烷烴（有支鏈）。結構中無支鏈的鏈烷烴當n=1～4時呈現為氣體，化合物中n=5～16時是液體，當n＞16時是固體。無支鏈的鏈烷烴被稱作正鏈烷烴或者n鏈烷烴（例如CH3—CH2—CH2—CH3）。它們構成同類系列，在分子鏈上每一項都比前一項相差一個碳原子和兩個氫原子。在石油中n鏈烷烴數量被限制，通常低於60，多數情況是從C1到C40，構成石油的 15%～20%。
除了無支鏈的鏈烷烴還有有支鏈的鏈烷烴。例如，有兩個碳原子時（異構烷烴、異鏈烷烴），
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這些同分異構體的組合數量實際上是可以超過百萬的。
上述石油甲烷烴基本是標准形式，比異構化合物相對穩定，因此可以在石油中呈現。
每一種同分異構體都有自己的物理性質和化學性質。因為石油中鏈烷烴和其他種類碳氫化合物的同分異構體呈現出不同的比例關系，所以不同礦床的石油都有自己特有的性質和組成。
一般情況下，石油由二三十種標準的和同分異構體的碳氫化合物組成，其他的則是以微量的形式存在。
（2）環烷烴
環烷CnH2n是含有封閉環狀結構碳原子的碳氫化合物。環烷的環狀結構含有5個或6個碳原子，即環戊烷和環己烷。
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幾乎50%的石油是由環烷碳氫化合物構成的。環戊烷和環己烷結構中的氫原子可能被烴基甲基（CH3）、乙基（C2H5）等取代。這種情況下就得到衍生物（甲基環戊烷、甲基環己烷等），它們構成近2%的石油。
環烷和鏈烷烴一樣被稱作飽和碳氫化合物，因為它們烴鏈中的碳原子是飽和的。
（3）芳烴
芳烴（芳香烴）Cn H2n-6——環狀烴，有1個到4個或者5個芳香環，每個芳香環由6個碳原子和少量的短鏈組成。最普通的代表是苯C6H6，由6組CH組成：
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分離出單周期的芳香烴———本系列裡的單芳烴，二環的 Cn H2n-12 （兩個環），萘系列，以及烴系列，在分子Cn H2n-p中含有3個、4 個或更多的環，其中p隨著環的數量變化而改變。
每一組CH中的氧原子都可以由甲基和其他自由基代替。這樣就構成一系列的碳氫化合物，其中苯環與一個或者幾個直鏈或者支鏈的烴基結合。
石油中芳烴的含量很少超過15%，而且集中在石油的重餾分中。與易溶的烷烴和環烴相比，芳烴非常穩定，具有飽和的特點，主要特徵是置換反應，而不是化合反應。
石油中含有混合的環烴-芳香烴化合物，在石油組分的顯著性上與芳烴一起位居第二。含量占餾分物質（沸點高於210 ℃）的比重在20%～45%之間波動。
此外，在石油中還可以發現開鏈烯烴，通式為CnH2n-2。由於它們具有一個雙鍵，因此可以進行化合反應和聚合反應。屬於這一類型的有乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、丁烯（C4H8）等。與幾個雙鍵化合物化合叫做聚烯烴。
石油中不存在烯烴，它們存在於石油化工產品中。
1.1.2.4 石油中非碳組分
硫氧氮化合物是石油中的非碳組分，分子式含有氮、硫、氧。在石油中的含量差異巨大：硫佔0.01%～1%（在含硫石油和高含硫石油中達8%），氮佔0.04%～0.6%（在純石油中達1.7%），氧佔0.2%～7%。隨著烴類分子質量的增長，異質原子化合物的含量也在增長，因此異質化合物在輕質原油中很少，而在重質原油中則很多。
1.1.2.5 石油的相似組分
樹脂物質、瀝青烯是石油中一組異質有機高分子化合物，即樹脂-瀝青物質。它們由碳、氫、氧及幾乎一貫存在的硫、氮和金屬組成。樹脂中包括少量的自由酸和樹脂醚，而瀝青烯中含有大量的芳香化合物。含油岩石瀝青中的樹脂和瀝青烯接近石油的相應組分，但不相同。樹脂和瀝青烯在石油中的含量在0到40%之間擺動，取決於石油的成因類型和熱成熟度。
這樣，石油的組分是烷烴和環烴——飽和烴，而芳烴、樹脂和瀝青是不飽和烴。
1.1.2.6 石油分類
石油分為以下幾種類型：石蠟（烷烴）和環烴，如果飽和烴的總含量超過50%。石油含有超過40%的烷烴和環烷烴，這些界限就區分出石蠟石油和混合石蠟-環烴和環烴石油。如果飽和烴的總含量低於50%，而芳香化合物、樹脂和瀝青的總量高於50%，這一類石油就屬於芳香類。在實踐中這一級別分為兩個小類：環烴含量低於25%的芳香-瀝青石油和環烴含量高於25%的芳香-環烴石油。
彼得羅夫以重要殘留烴——標准類異戊二烯結構的烷烴分配時氣液相色譜數據的排列為基礎，制定石油化學標准將石油分為4種基本類型：А1，А2和Б1，Б2。
А1型石油屬於甲烷類石油，在自然界中分布最廣，俄羅斯各大油氣田都有。屬於高產工業石油，主要礦床有羅曼什金諾、薩摩特洛爾。
А2型石油按組分是環烴-石蠟型和石蠟-環烴類。烷烴含量在25%～40%之間。特點是含有1%～6%的異戊二烯型烷烴，而正常的異戊二烯型烷烴含量是0.5%～5%。這種類型石油產於裏海南部（蘇拉汗）、西西伯利亞（薩莫特洛爾、索列寧斯克）、近裏海（卡拉-丘貝）等地。含有這類石油的底部地層很少，基本是在新生代沉積層中；中生代1500～2000 m深處的沉積層中也有少量存在。
Б1型石油按照族的組成屬於環烴型或者環烴-芳香烴基類。特點是不含標准型烷烴和異戊二烯烷烴，含有少量的支鏈型烷烴（4%～10%）。這一類型的石油往往賦存在新生代沉積層500～1000 m的深處。裏海南部和西伯利亞的北部、南部蘊藏的石油屬於這一類型。
Б2型石油的成分是石蠟環烴和環烴，特點是環烷烴含量高，可達60%～75%。藏量比А2型的石油豐富，主要產在新生代1000～1500 m深處的沉積層中。產地主要在喬治亞、北高加索（斯塔羅格羅茲涅斯克、阿納斯塔西葉夫斯克-特羅伊茨克）。
表1.3 天然瀝青分類
卡靈科認為，屬於環烴的還有天然瀝青——天然有機化合物的一個大類，和石油構成一個連續系列，從中可以看出物質從稀薄、黏稠到固態的過渡。根據天然瀝青的油質含量及某些物理性質，將其進行分類（表1.3）。
烏斯賓斯基（Успенский）和穆拉托夫（Муратов）給天然瀝青分類增加了酸瀝青、彈性瀝青和高氮瀝青。酸瀝青是地瀝青風化的產物，彈性瀝青是脂族烴類物質的一個特殊變種，高氮瀝青是利用現代細菌加工技術對石蠟烴進行加工得到的產物，詳見表1.4。
表1.4 天然瀝青的分類
天然瀝青分布廣泛。在每一個產油區都有埋藏瀝青的地層，主要存在於含油層之間，而且在每一個凝析氣層都有。巴基羅夫（Бакиров，1993）指出，從全球范圍來看，天然瀝青與普通石油的儲藏總量大致相同，天然瀝青儲量有可能會超過石油儲量。
1.1.3 石油的物理性質和物化性質
研究石油的性質和組成可以運用各種物理方法、化學方法和物化方法。物理方法用來確定密度、黏稠度、凝固點及石油的含水量。化學方法用來研究催化過程、異構過程等。物化方法採用氣液色譜法、質譜分析法等。
1.1.3.1 密度
密度是描述石油和石油製品的一個重要性質。密度的絕對值取決於樹脂-瀝青組分的含量、石油的化學成分、溶解氣體的含量等。不同種類的石油密度不同，處於0.77～1 g/cm3之間。
1.1.3.2 黏度和流度
黏度和流度是液體受力影響彼此間的摩擦阻力。石油中芳烴和環烴含量越高，黏度就越高。石油的黏度隨著其中輕餾分和溶解氣體含量的增加而升高。在正常壓力下，溫度升高，石油的黏度會降低，而氣體的黏度會升高。
石油的絕對黏度單位是泊，泊值為
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在研究石油時，通常需要確定的不是其絕對值，而是運動黏度（ν），相當於石油的絕對黏度除以其密度（ρ），即ν=η/ρ。
流度是相對黏度的倒數。
1.1.3.3 張力面
張力面是液體對抗自身表面擴張的力。其單位是達因（dyn），引算的是表層密度單位、壓力表層單位。
因為壓力表層是在各種介質交界處測量所得出的數據，其大小與空氣和水有關。相對於空氣來說，各個礦床所產石油的數值也不盡相同，從25.8～31.0 dyn/cm2，相對於水來說，是17.3～27.8 dyn/cm2。
1.1.3.4 沸點
沸點取決於烴的成分：烴類分子組成中碳原子的數量越多，烴的沸點就越高。烴的沸點見表1.5。
表1.5 烴類的沸點（℃）
從表1.6可以看出，前5個烴族在一般的大氣條件下處於氣態。研究沸點溫度用於分餾石油。根據沸點分離出下列餾分：
1）原油～60 ℃；
2）汽油～200 ℃；
3）煤油～300 ℃；
4）氣體～300-400 ℃；
5）潤滑油>400 ℃；
6）地瀝青>500 ℃。
1.1.3.5 燃燒值
燃燒值指1 kg石油完全燃燒時釋放出的卡路里數量。其中，完全燃燒是指產生出二氧化碳和水。表1.6列出了一些礦床的石油燃燒值。
表1.6 石油的密度及燃燒值
1.1.3.6 顏色
石油的顏色非常豐富：有無色（產自蘇拉哈內油田上新世中期上部地層）、淺黃色（產自馬爾科夫斯基油田的寒武紀地層）、黃色（艾木貝的侏羅紀沉積層）、黑褐色（羅麻什金斯克油田的泥盆紀沉積層）及接近黑色（古謝夫斯基油田的奧陶紀沉積層），還有的在日光下呈現淺綠色（格羅茲寧斯克），也有的呈現淺藍色（巴京斯克）。
1.1.3.7 光澤
各種因素導致的冷發光，分為熒光和磷光。熒光是物質在受激發停止不超過10-7秒的時間內直接發出的光。如果發光持續時間較長就是通常所說的磷光。在紫外光照射下輕質原油發出強烈的藍色光，重質原油發黃褐色和褐色光。為了比較不同種類石油發光的顏色和亮度，往往採用質量發光分析法。
1.1.3.8 旋光性
指當偏光通過石油時能使偏光面的位置產生小角度偏轉的特性。石油一般多為右旋，少數為左旋。旋轉的角度從幾度到零度不等。光旋轉的大小隨著石油年齡的減小而減小。
1.1.3.9 導電性
石油及石油製品是電介質，不能導電。
1.1.3.10 分子量
表1.7 石油餾分分子量
石油的分子量是它的餾分分子量的算術平均數，從240到290不等。最重的石油餾分是樹脂和瀝青，分子量是700～2000。表1.7列舉了各種石油餾分的分子量。
1.1.3.11 熱擴散系數
石油具有在加熱條件下膨脹的性質，與其組成成分有關。在自然條件下，石油並不總是完全被天然氣充填。石油分解出所含天然氣時受到的壓力（常溫條件下）叫做飽和壓力。
1.1.3.12 逆行溶解
指石油融化在天然氣中。液態的碳氫化合物在壓力增加的條件下能夠溶解在天然氣中，轉化為氣態，形成天然氣凝析混合氣（礦床）。極少情況下石油溶解在甲烷中。極限碳氫化合物充盈進甲烷時，其溶解能力增強。隨著碳氫化合物分子量的增大石油的溶解力下降。最不易溶解的是樹脂和瀝青。
1.1.3.13 石油的氣體飽和度
它決定著石油礦床中天然氣的含量，用m3表示。溶解在石油中的天然氣數量取決於石油和天然氣的成分以及溫度與壓力。根據薩維那婭（Cавиная）和維利霍夫斯基（Велиховский）的資料，在同樣條件下，液態碳氫化合物的分子中如果含有相同數量的碳原子，最易溶解烴氣的是烷烴，其次是環烷烴，最難溶解的是芳香烴。
1.1.3.14 石油的地球化學演變
地下石油的組成和性質具有強烈的多變性，這取決於一系列的因素：① 組成石油的有機物退化的成分和程度；② 聚集過程的特點；③ 地下石油的賦存條件（溫度和壓力），也就是地質因素（埋藏層深度、石油年齡、水文地質條件、圍岩沉積岩石學）。
眾所周知，石油的組成和性質與其年齡無關，而是取決於圍岩礦層的深度（Бакиров，1993）。早在1934年，美國科學家巴爾托（Бартон）就指出，很多油田的輕質烷烴石油埋藏於比較深的古老儲油層中。隨著深度的增加，石油的密度和黏稠度在減小，成分中碳氫化合物的濃度在升高，熱動力條件更加穩定，烷烴和環烷烴的含量升高，芳香烴的含量明顯降低。正如多林諾（Долинко，1990）所指出的：同一岩層的油層，如果埋藏深度不同，那麼環烷總量中環戊烷的數量隨著岩層溫度的升高而減少，同時環烷的總量也在減少。同樣隨埋藏深度發生變化的還有相同年齡中n-乙烷的含量（參見表1.8）。
表1.8 相同年齡的石油中n-乙烷含量與埋藏深度的關系
卡爾采夫（Карцев，1978）以大量礦床為例，指出剖面底部石油的密度在減小，輕質餾分的逃逸在增加，樹脂和硫的數量在減少。總的來說，石油年齡越古老，其中的輕質餾分就越多。的確應該考慮礦床的構造狀況：地台的古老沉積層的石油埋藏越淺，年輕的地向斜區域越廣，因為沒有經歷高溫高壓的作用。
石油的熱動力轉化是在高溫高壓下進行的。由於溫度和壓力的影響，石油的深度變質在地球內部的深處進行，輕餾分的穩定化合物不斷聚集和豐富。烷基碳氫化合物中最穩定的是甲烷；液態和固態的碳氫化合物中是芳香烴（苯、萘）和混合稠環烴。因此，在大約200 ℃的條件下，大多積聚的是甲烷和稠環烴。
最後，石油的熱動力轉化導致碳氫化合物的石蠟化以及環烷烴的被破壞，這個過程一直持續到石油消失，只殘留著甲烷和固態的碳氫化合物。自然界中的所有石油都經歷過這個過程。
石油的氧化有兩條途徑：① 自由氧條件下的多氧氧化；② 有氧化合物條件下的乏氧氧化（Бакиров，1993）。
多氧氧化發生在近地表的礦層，石油與各種富氧水的接觸帶，也就是表生作用帶。表生作用帶的厚度和表生變質的程度不固定，取決於礦層的深度和石油積聚的范圍、地質及水文地質特性，以及一系列其他因素。
乏氧氧化是在含有氧及細菌的化合物作用下發生的。含有細菌的化合物是使碳氫化合物組分氧化的石油。在這種情況下，石油的氧化只發生在局部，因為細菌只能在80 ℃～90 ℃的溫度條件下存在，出現在礦化度不超過200 g/L的層間水中。實際上，甲烷在乏氧條件下沒有經歷氧化。
石油的微生物轉化發生在有來自於表層的滲透水穿透的礦層，這些滲透水可以攜帶氧和微生物機體，它們利用氧以及在物質交換中吸收某種碳氫化合物。
在無氧條件下，某些細菌為了保證自己的需要恢復為硫酸物，往往生成單體硫。有時在鹽洞存在著單體硫，這種鹽洞是生物退化形成的原油。
礦層中石油成分形成的一個因素是其在聚集過程中的物理分餾作用（Бакиров，1993）。
在橫向運移的過程中，石油變得更加緻密黏稠，其中的環烷含量增高，而在汽油餾分中的石蠟烴含量減少。
在石油的垂直運移過程中，尤其是處於射流狀的情況下，在沿著通向地球表面的裂隙里密度也可能加大。如果從最底部的油層往上運移過程中發生局部溢流，石油的密度就會降低，同時在運移過程中石油不僅可能失去碳氫化合物餾分，而且非碳氫化合物的組分也會散失，這取決於岩石的吸附作用。石油的芳香烴可能會失去其原始質量的48%～53%，石蠟烴被岩石吸附的數量不超過20%～30%。
石油分異時在礦層內部密度往往隨著深度增加而加大。
可以證實的是，石油的組成、特性及其演化程度取決於下列因素：① 有機物質原始組成的特性；② 油田的地質構造特點；③ 熱動力及表生變化；④ 運移過程。