入行之初,小强我研究的第一个品种就是原油,因此对于原油有种特别的感情。听到这个消息之后,我喜出望外。为了表达喜悦之情,我计划在之后每周六的期货日报微信公众号上,发布关于原油的系列文章,用十几篇文章(具体多少篇就要看状态了),系统的介绍原油的产业链及其他相关的内容。接下来,Here we go!
中国的原油资源并不丰富,利用原油的历史也较晚,和原油的关系更多的是原油消费持续上升,需要大量进口。但是,国人总是喜欢精神胜利法。既然原油生产不如别人,那一定要从别的地方把自信心找回来。于是寻寻觅觅之后发现,中国竟然是最早发现原油的国家,这简直可以和足球是中国人发明的并列为二十世纪最大的学术发现。
宋代著名学者沈括出知延州(今延安),在任上他发现和考察了鹿延境内石油矿藏与用途,并断言此物后必大行于世,这是对原油最早的文字描述。不过受所处时代的限制,沈括的看法也有一定的局限性。例如他当时认为“盖石油至多,生于地中无穷,不若松木有时而竭”。事实上,目前全球原油的储量只能再使用几十年,不可能无穷无尽。
一、原油的定义
原油又称石油,是古代海洋或湖泊生物遗骸经过漫长的演化而形成的液态或半固态的复杂有机混合物,主要包含各种烷烃、环烷烃、芳香烃。
二、原油的形成
原油的形成和煤一样,都是远古生物的遗骸经过复杂的物理、化学变化形成的。远古的海洋生物死亡之后,在盐分的作用之下,没有被降解。受深海高压以及泥土掩埋的外力作用,发生了复杂的化学变化。之后,这些动物残骸中的蛋白质逐渐被液化,形成了原油。最终,受地壳运动,深埋在海底的原油逐渐被抬升至地面,成为了可供开采的原油。
三、原油的性质
1.原油的颜色
大部分原油的颜色是黑色,加上价值较高,因此原油有时候也被成为“黑金”。不过,原油的颜色远不止黑色一种。由于成分不同,原油也会呈现暗褐色和暗绿色的颜色,甚至还有少数橘红色、无色的原油。
2.原油的成分
图表1:原油中元素含量
资料来源:互联网,金石期货研究所
原油中的主要的成为是有机物,因此碳、氢的含量最高。此外,还有少量的硫、氮、氧、磷、砷等非金属元素和少量钾、钠、钙、镁、镍、铁、钒等金属元素。
3.原油的凝点、沸点
原油的凝固点在30-60℃之间,沸点在30-600℃之间,可溶于多种有机溶剂,不溶于水,但是可以与水形成乳状液。
4.原油的相对密度
原油的相对密度是指原油的密度与水的密度的比值。原油的相对密度一般在0.75-0.95之间,少数大于0.95或小于0.75%。原油相对密度小于1,说明原油的密度比水低,这也是为什么原油能漂浮在水面的原因。
5.原油的粘度
原油的粘度可定义为,原油再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。温度增高粘度降低,压力增高粘度上升,溶解气量增加粘度降低,轻质油组分增加粘度降低。原油粘度的单位是:mPa.s,一般在1-100 mPa.s间变动。粘度大的原油称为稠油,由于较为粘稠,在开采时的难度较大,而且在冶炼的时候也需要掺入轻质原油。原油粘度是一个很重要的参数,对于油气运移、聚集和油气田的开发具有重要意义。
6.含硫量
含硫量是指原油中所含硫(硫化物或单质硫)的重量占原油总重量的百分比,用%来表示。原油中含硫量较小,一般低于1%,但是对于原油的性质影响较大。由于硫对于管线有腐蚀作用,对人体也有害,这不利于生产,因此炼油厂通常习惯使用含硫量较低的原油。
7.含蜡量
含蜡量是指原油中所含石蜡和地蜡的重量占原油总重量的比重,用%来表示。石蜡是一种白色或淡黄色的固体,由高级烷烃组成。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,而析蜡温度越高,避免油井结蜡的难度越大,生产的难度也就越大。
8.含胶量
含胶量是指原油中所含胶质的重量占原油总重量的百分比,用%来表示。胶质是指原油原油中分子量较大的(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、汽油等有机溶剂。原油的含胶量一般在5%-20%之间。
四、原油的分类
原油的分类方法有很多种,大致分为三大类:生产方式分类、物理分类和化学分类。
1.根据生产方式分类
原油按照生产方式的不同可以分为常规原油和非常规原油。常规原油是指可以直接通过钻井开采的天然原油。非常规原油是指不能直接开发,需要经过其他加工手段才能获得原油,例如致密油(Tight oil)、页岩油(Shale oil)、油砂(Oil sand)等。
2.根据物理性质分类
原油的物理分类主要依据原油的物理特性和元素含量,也是分类原油最主要的方法。理论上原油的任何一个物理特性都能成为划分原油种类的依据,但是由于原油的性质较多,因此国际原油市场上主要采用API重度和含硫量两个指标作为计价原油的依据。
2.1相对密度分类
根据相对密度的不同,原油分为轻质原油(light oil)、中质原油(medium oil)和重质原油(heavy oil)。
目前衡量原油相对密度的指标各地有所不同。美国常用API度表示原油的相对密度。西欧则常用波美度来表示石油的相对密度。API度、波美度与国际通用密度成相反的关系,即API度和波美度越大,其密度越低。
API重度=(141.5/原油在华氏60度时的相对密度)-131.5。这里面的相对密度是指在压强为101325Pa,标准温度为15.6℃(华氏60度)时,原油与4℃纯水单位体积的质量比。目前,国际上把API度作为决定原油价格的重要指标,它的数值越大,表示原油越轻,相应的价格也会越高。
通常情况下,将API35的原油称为轻质原油;将API在26-35之间的原油称为中质原油;将API在10-26之间的原油称为重质原油。
2.2含硫量分类
根据含硫量的不同,原油可以分为低硫原油、含硫原油和高硫原油。习惯上将含硫量低于0.5%的原油称为低硫原油;将含硫量介于0.5-2%之间的原油称为含硫原油;将含硫量大于2%的原油称为高硫原油。欧美将低硫原油称为Sweet oil;把含硫原油称为Sour oil,因此国内有时会将低硫原油称成甜油,将含硫原油称为酸油。
3.根据化学分类
原油的化学分类法是以原油的化学组成部分的不同进行分类的。
根据原油中烃基成本的不同,原油可以分为:石蜡基原油、环烷基原油和中间基原油。含烷烃较多的原油为石蜡基原油;含环烷烃、芳香烃较多的原油为环烷基原油;介于两者之间的原油为中间基原油。
石蜡基原油:含蜡量高,密度小,熔点高,含硫、氮、胶质量较低。
环烷基原油:密度较大,凝点较低,环烷基中的重质原油含大量的胶质和沥青质,又称为沥青基原油。
中间基原油:性质介于两者之间。
五、原油的计量单位
全球各地计量原油的单位有所不同。欧美及中东国家习惯上用桶来计量原油,但是中国和俄罗斯则用吨来计量原油。1加仑为3.7854118升,1桶为42加仑,即1桶的容积为158.9872956升,因此1桶原油可以近似认为是159升原油。
小贴士:
相信很多人会好奇,欧美原油的单位为什么是桶?不是箱、或者罐。这就说来话长了,要从19世纪说起。原油的工业化开采始于美国,1859年有一个叫伊云.狄拉克的哥们在宾夕法尼亚的达梯索维尔镇钻出了世界的第一口油井,之后这种黑色粘稠的液体在内燃机的带动下,和电能催生了第二次工业革命,并彻底改变了世界的进程。受当时生产力的限制,金属容器并不普及、塑料容器更是没有出现,因此只能用木质材料的容器存放原油。因此早期存放原油主要采用木桶。
1870年,大名鼎鼎的洛克菲勒成立了标准石油公司,他发现自己家里有很多盛放葡萄酒的木桶,于是本着废物利用的精神,这些酒桶被用来存放原油。这种桶的容积是42美制加仑。之后,国际上为了统一原油的的数量,急需制定原油的标准桶,最后经过磋商沿用了洛克菲勒的42加仑一桶的标准。
由于全球各主要经济体计量原油的单位不同,在日常的贸易中就出现了结算问题,因此在这种情况下不同统计单位的原油就需要换算。国际贸易上,习惯将一吨原油折算成多少桶原油,而这一比例被称为桶吨比。不过,吨是一个质量单位,桶是一个体积单位,而全球各地的原油密度又不尽相同,因此不同品质的原油一吨折算成桶的比例也是不同的。目前全球原油的桶吨比在6.5-8之间,平均值大致在7.35附近,即一吨原油大致为7.35桶原油。
图表4:全球主要原油品质参数
资料来源:金银岛,金石期货研究所
最后,大家来看一下全球主要油品的质量参数。平常我们关注的WIT原油和Brent原油都是低硫轻质原油,而即将在上海国际能源交易中心上市的原油则是中质含硫原油。
对于原油基础概念的介绍就到这里,希望能加深大家对于原油的认识,下周六小强将会向大家介绍原油产业链的架构,到时候不见不散。(作者:金石期货黄李强)