ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структурно-групповое распределение нафтеновых углеводородов в нефтях (нафтеновый паспорт) из "Углеводороды нефти" Нафтеновые углеводороды, составляющие значительную часть вы-сококипящих фракций любой нефти, изучены явно недостаточно, что объясняется сложностью их состава. Большое число структурных и пространственных изомеров невозможно полностью идентифицировать на индивидуальном уровне, хотя в этом направлении уже достигнуты заметные успехи (см. главу 3). Наиболее важным структурно-групповым методом исследования нафтенов является масс-спектрометрическое определение концентраций цикланов, содержащих от 1 до 5 циклов в молекуле. Относительное концентрационное распределение нафтенов в зависимости от числа циклов в молекуле будет называться нами далее нафтеновым паспортом. Данные о нафтеновом паспорте приводились уже в табл. 1, однако из-за большого числа цифр их трудно интерпретировать. Поэтому дополнительно нафтеновые паспорта нефтей различных нефтяных регионов представлены нами на рис. а и 10 виде диаграмм. Заштрихованные на диаграммах участки соответствуют областям изменения нафтеновых паспортов для нефтей указанных регионов. [c.28] При изучении изменения содержания нафтеновых углеводородов с глубиной залегания основные изменения в концентрации нафтенов, как и алканов, наблюдались на глубинах, не превышающих 2000 м. На больших глубинах состав нефтей меняется значительно меньше. Весьма любопытно изменение нафтенового паспорта с глубиной залегания. Оказалось, что для отдельных регионов с разными этажами нефтеносности практически во всех многопластовых месторождениях у нефтей разного химического состава, залегающих на разных глубинах, но генетически (по соотношению пристан/фитан) между собой связанных, нефтеновые паспорта идентичны. [c.30] Данные табл. 3 иллюстрируют идентичность нафтеновых паспортов генетически связанных нефтей различных химических составов на примере нефтей некоторых месторождений Советского Союза. [c.30] Следовательно, можно сделать вывод о том, что нафтеновый паспорт унаследован нефтью от исходного органического вещества и определяется также литолого-фациальными условиями его преобразования. Как соотношение пристан/фитан, так и нафтеновый паспорт можно использовать в качестве дополнительных критериев для установления генетических связей нефтей. [c.30] Таким образом, следует отметить единый характер изменения углеводородного состава нефтей многоиластовых месторождений для различных регионов. При этом необходимо обратить внимание на то, что содержание нормальных и изопреноидных алканов в отличие от содержания нафтеновых углеводородов более чутко реагирует на изА енение геохимических условий залегания нефтей. [c.32] Обобщая итоги рассмотренного, следует еще раз отметить существование двух зон, где изменение нефтей протекает с разной интенсивностью. Первая, верхняя зона охватывает интервал глубин от дневной поверхности до 1800—2000 м. В этой зоне встречаются наиболее разнообразные по составу нефти, часто залегающие на одинаковых глубинах. Вторая, нижняя зона располагается на глубинах около или свыше 2000 м и характеризуется более однородными по составу нефтями изменение состава нефтей с изменением глубины здесь менее значительно. [c.32] Вассоевича, В. А. Успенского, А. Ф. Добрянского, А. И. Богомолова, А, А. Карцева, А. Г. Габриэляна, Б. Тиссо, Д. Вельте и других геохимиков. [c.32] Подробные экспериментальные данные о характере и причинах изменения углеводородного состава нефтей в этих зонах будут рассмотрены нами далее в главе 6. [c.32] Добавим также, что большой материал по региональной характеристике химического и индивидуального состава нефтей различных месторождений Советского Союза содержится в книге [19]. [c.32] В предыдущей главе были рассмотрены некоторые групповые характеристики нефтей. Настоящая глава, как и две следующие, посвящена индивидуальным углеводородам нефтей, т. е. содержит результаты работ, выполненных на молекулярном уровне. Все полученные ниже данные были достигнуты с применением наиболее современных методов исследования, таких, как ГЖХ с использованием капиллярных колонок и программирования температуры и хромато-масс-спектрометрия с компьютерной обработкой и реконструкцией хроматограмм по отдельным характеристическим фрагментным ионам (масс-фрагмептография или масс-хроматография). Широко использовались также спектры ЯМР на ядрах Большинство рассматриваемых далее нефтяных углеводородов было получено также путем встречного синтеза в лаборатории. При этом применялись как обычные методы синтеза, так и каталитический синтез, приводящий к получению хорошо разделяемых смссеп близких по структуре углеводородов, строение которых устанавливалось спектрами ЯМР на ядрах Идентификация любого углеводорода в нефтях считалась доказанной, если пики на хроматограммах (чаще всего использовались две фазы) совпадали, а масс-спектры этого пика и модельного (эталонного) углеводорода были при этом идентичны. [c.34] В настоящей главе основное внимание будет уделено алкапам с реликтовой структурой, особенно углеводородам -изопреноидного типа строения. Напомним, что вопросы стереохимии алканов, синтеза и термодинамической устойчивости этих соединений, а также вопросы анализа алканов в нефтях были подробно изложены нами в монографии [4]. [c.34] Вначале, однако, рассмотрим некоторые методические вопросы анализа углеводородов ряда метана в нефтях. Поскольку алканы присутствуют во всех без исключения нефтяных фракциях, то методы их исследования являются одновременно и методами исследования углеводородов нефти вообще. Наиболее мощным и наиболее информативным методом исследования алканов является ГЖХ. [c.34] Современные схемы анализа нефтяных углеводородов (на молекулярном уровне) предусматривают предварительное разделение нефтей на две или три фракции с различными температурами кипения.. [c.34] Обозначения пиков приведены в тексте. [c.35] Затем в каждой из фракций проводится разделение (жидкостная хроматография на силикагеле) на парафино-нафтеновые (насыщенные) и ароматические углеводороды. Последние, особенно в высоко-кипящих фракциях, в зависимости от поставленной задачи рекомендуется разделять (также путем жидкостной хроматографии с использованием оксида алюминия) на моно-, би- и полиароматические углеводороды. [c.35] На рис. 11 приведена типичная хроматограмма бензина (насыщенные углеводороды) парафинистой нефти (тип А ). Аналогичный анализ бензинов нафтеновых нефтей более сложен и возможен лишь для фракций, выкипающих не выше 150° С (С5—Сд). На рис. 12 в качестве примера приведена хроматограмма насыщенных углеводородов С5—Сд, выделенных из нефти типа Б . Следует обратить внимание на необычное распределение алканов по типу строения и главным образом на высокие концентрации геминальных и вици-нально замещенных структур. [c.36] Надежная качественная расшифровка хроматограмм была выполнена при помощи добавки эталонных углеводородов и хромато-масс-спектрометрии. При воспроизведении этих работ можно воспользоваться индексами удерживания разветвленных алканов, приведенных в конце этой главы в табл. 20. Использование значений индексов удерживания для анализа алканов нефтей всегда удобно, так как нормальные алканы обычно имеются в большинстве нефтей и доступны как эталоны. Опыт работы показал, что значения индексов удерживания разветвленных алканов достаточно хорошо воспроизводимы и мало зависят от условий хроматографирования, чего, к сожалению, нельзя сказать об индексах удерживания цикланов и ароматических углеводородов. [c.37] Фракция II (200—430° С). Углеводороды состава jj—Сг- Анализ проводится на капиллярной колонке с апиезопом эффективностью 40—60 тыс. т. т. Газ-носитель водород (применение водорода всегда предпочтительнее при высокотемпературной ГЖХ, так как предохраняет неподвижную фазу от окисления). Начальная температура программы 100° С, конец 300—310° С. Скорость подъема 2°/мин. В этом интервале, кроме, конечно, нормальных алканов, определяются монометилзамещенные алканы, а также алканы изопреноидного типа строения. [c.39] Вернуться к основной статье