1.Метановые Углеводороды.

Углеводороды в молекулах, которых атомы углерода соединены простыми связями называются метановыми углеводородами (алканы, алифатические, парафиновые, насыщенные или предельные углеводороды). Все они имеют общую формулу С_nH_2n+2. Они образуют гомологический ряд, в котором каждый следующий углеводород имеет на 1 атом углерода и 2 атома водорода больше, чем предыдущий. Ув,обладающие линейными цепями – алканы, с разветвленными цепями - изоалканы. При обычных условиях метановые углеводороды нормального строения находятся в разных фазовых состояниях, от метана до бутана – газы, начиная с нормального пентана (n С₅Н₁₂) и до нормального пентадекана (n С₁₅Н₃₂) - жидкости и начиная с нормального гексадекана (n С₁₅Н₃₄) - твердые. Алканы находятся практически во всех нефтях и если их концентрация превышает 50%, то такие нефти называются метановыми. Особое место в геохимических исследованиях занимают так называемые коэффициенты нечетности, которые используются не только как коррелятивный признак нефтей, но и как показатель «зрелости нефтей», показатель состава исходного орг. вещ-ва. Высокие концентрации алканов норм строения С15-С23 с преобладание нечетных членов характерно для нефтей, генерированных органич веществом, в составе которого большая часть принадлежит низшим организмам (бактерии, водоросли). Высокое содерж-е алканов нормального строения С23-С31 и преобладание в них нечетных членов наблюдается в нефтях, в составе которых участвуют липиды высших наземных растений.

2.Физические свойства нефти.

1) Плотность – количество массы, заключенной в единице объема. В поверхностных условиях плотность нефти во многом зависит от того сколько содержится в ней относительно легких бензиновых, керосиновых фракций и тяжелых асфальтовых, смолистых. А в пластовых условиях плотность нефти зависит не только от ее состава, но и от температуры, давления, содержании газа в нефти и ряда других условий. У нас в России нефти подразделяются по плотности на следующие типы:

- очень легкие нефти (до 0,8 г/см³)

-легкие нефти (от 0,8 до 0,84 г/см³)

- средние нефти (от 0,840 до 0,880 г/см³)

- тяжелые нефти (от 0,880 до 0,920 г/см³)

- очень тяжелые (более 0,920 г/см³)

2) Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее частиц относительно друг друга. Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость. На практике часто используют динамическую вязкость. Динамическая вязкость (единица измерения в системе СИ – паскаль-секунда) – это сопротивление, оказываемое жидкостью при перемещении относительно друг друга двух ее слоев, площадью 1 м2 каждый, находящихся на расстоянии 1 м, со скоростью 1 м/с под действием приложенной силы в 1 Ньютон (динамическая вязкость воды = 1 мПа·с). Величина, обратная динамической вязкости, называется текучестью. Вязкость нефти зависит от ее состава и температуры. Среди углеводородов наименьшей вязкостью обладают алканы, наибольшей – циклоалканы. Кинематическая вязкость равна отношению динамической вязкости к плотности жидкости при температуре определения; единица ее измерения – кв. м на секунду (м2/с). Вязкость нефти колеблется в широких пределах, что видно из табл. 2.1. Таблица 2.1

№ п/п	Нефть	Вязкость, мПа · с
1	С низкой вязкостью	< 1
2	Маловязкая	1-5
3	С повышенной вязкостью	5-25
4	Высоковязкая	> 25

В пластовых условиях при температуре десятки градусов и давлении десятки мегапаскалей, когда в нефти растворен газ, вязкость ее значительно снижается, иногда в десятки раз по сравнению с поверхностными условиями после сепарации растворенного газа.

3) Поверхностное натяжение – это сила, с которой нефть сопротивляется изменению своей поверхности. Обусловлено тем, какие молекулярно-поверхностные свойства нефти на различных границах фаз: нефти и газа нефти и пластовых вод, нефти и поверхности твердого тела. Физико-химические свойства поверхностей раздела твердой (породы) и жидких фаз (нефть, пластовая вода) и их взаимодействие характеризуется рядом показателей, в том числе гидрофильность (способность вещества смачиваться водой) и гидрофобность (неспособность вещества смачиваться водой).

Капля воды или нефти, например на поверхности стекла стремится приобрести форму шара, капля нефти на поверхности воды растекается в виде пленки.

4) Сжимаемость нефти зависит от давления, температуры, самого состава нефти и содержания в нефти газа. Чем больше содержание растворенного газа в нефти, тем выше коэффициент сжимаемости. Температура кипения нефти зависит от содержания в ней тех или иных компонентов и их строение. Чем выше % легких углеводородов, тем меньше температура кипения.

5) Температура застывания нефти. За температуру застывания принимают температуру, при которой уровень нефти, помещенной в пробирку, при наклоне этой пробирки на 45⁰ не изменяется. Встречаются нефти с положительной температурой застывания. Как правило, это нефти, содержащие в своем составе парафинистые соединения, а безпарафинистые имеют отрицательную температуру застывания. Например, большинство нефтей Волго-Уральской области имеют температуру застывания 0 ⁰С, а нефти Аха на Сахалине не застывают даже при температуре ниже 30 ⁰С.

6) В среднем температура сгорания нефти составляет 10400-11000 кКал/кг [Дж/кг]; природный газ 46 Дж/кг; нефть – 45 Дж/кг; антрацит – 35 Дж/кг; каменный уголь – 34 Дж/кг; бурый угль – 28 Дж/кг; торф – 14 Дж/кг; горючий сланец – 9 Дж/кг.

7) Растворимость и растворяющая способность нефти. Если пластовое давление <, то в ней меньше растворенного газа. Если пластовое давление >, то и растворенного газа больше. Нефть обладает способностью растворять углеводородные газы.

Теоретически в 1м³ нефти может раствориться до 400 м³ газа. На практике до 100 м³ газа. Это соотношение объема газа растворенного в единице S нефти называется газовым фактором. Газ находится в растворенном состоянии в нефти до достижения давления насыщения газом – это давление при котором из нефти начинают выделяться пузырьки газа. Существуют специальные установки, которые это определяют.

Если объем газа в залежи намного превышает объем нефти, то при температуре пласта 90-100 ⁰С и давлении 200-250 атмосфер часть жидких углеводородов нефти переходит а парообразное состояние и растворяется в газе. Этот процесс называется ретроградным (обратным) испарением. При снижении пластового давления эта часть жидких углеводородов растворившихся в газе начинает выпадать снова в жидкую фазу, и этот процесс называется обратной или ретроградной конденсацией. В природе существует обратное испарение и прямая конденсация.

8) Электрические свойства нефти – способность проводить или не проводить электрический ток. Например, удельное электрическое сопротивление пластовых вод составляет в среднем от 0,05 до 1 Ом/м, в дистиллированной воде 10^-3 Ом/м, а нефть обладает высоким удельным сопротивлением от 10¹⁰ до 10¹⁴ Ом/м и следовательно нефть является диэлектриком, нефть не проводит электрический ток. На этих свойствах нефти пластовых вод и вмещающих пород базируется такой важный метод исследования скважин, который называют каротаж. Базируются некоторые другие пылевые геофизические исследования, в частности электроразведка.

9) Оптические свойства нефти. Нефть оптически активна, обладает свойством вращать плоскость поляризации света, люминесцировать, преломлять проходящие световые лучи. Нефть и ее компоненты обычно вращают плоскость поляризации вправо, хотя встречаются и левовращающие нефти. Считается, что эта способность вращать плоскость поляризации – неоспоримое доказательство происхождения нефти из органических веществ.

10) Люминесценция. Под люминесценцией понимают свечение, вызванное различными причинами и испускаемое холодным веществом. Нефть и большая часть нефтепродуктов флюоресцируют в ультрафиолетовом свете как сами по себе, так и в большинстве органических растворителей при облучении их даже дневным светом.