- •Л.В. Шишмина
- •Часть I
- •Томск 2010 Оглавление
- •Введение
- •1. Происхождение нефти
- •1.1.Гипотезы минерального происхождения нефти [3]
- •1.2. Представления об органическом происхождении нефти
- •1.3. Современные представления об образовании нефти и газа
- •1.4. Стадии процесса преобразования сапропелевого рассеянного органического вещества осадков[5]
- •1.5. Образование основных классов углеводородов нефти[3]
- •2. Химический состав нефти
- •2.1. Элементный состав
- •2.2. Фракционный состав
- •2.3. Групповой химический состав нефти
- •2.3.1. Групповой углеводородный состав нефти
- •2.3.2. Групповой состав гетероатомных компонентов нефти
- •2.3.3. Смолисто-асфальтеновые вещества
- •2.3.4. Минеральные компоненты нефти
- •3. Классификации нефти
- •3.1. Химические классификации
- •3.2. Генетические классификации
- •3.3. Технологические классификации
- •4. Нефть как дисперсная система. Ассоциаты нефти и структурообразование
- •Классификация нефтяных дисперсных систем по агрегатному состоянию
- •Основные понятия физико-химической механики нефтяных дисперсных систем
- •Межмолекулярное взаимодействие. Парафиновые углеводороды
- •Нафтеновые углеводороды (циклоалканы)
- •Ароматические углеводороды
- •Смолисто-асфальтеновые вещества
- •5. Реологические свойства нефти
- •6. Основные направления переработки нефтей[Шишлов]
- •Классификация процессов переработки нефтяного сырья
- •Поточные схемы нпз
- •7. Классификация и товарная характеристика нефтепродуктов
- •7.1. Классификация товарных нефтепродуктов
- •7.2. Химмотологические требования и марки моторных топлив
- •7.2.1. Автомобильные и авиационные бензины
- •7.2.2. Дизельные топлива
- •7.2.3. Реактивные топлива
- •8. Ресурсы и месторождения природного газа
- •8.1. Классификация газов по происхождению
- •8.2. Особенности химического состава газов различного происхождения
- •9. Каменноугольные газы
- •9.1. Состав каменноугольных газов
- •9.2. Газоносность каменных углей
- •Список использованных источников
3.2. Генетические классификации
На основе представлений о составе нефти как функции ее превращения Добрянский А.Ф. [9] предложил классификацию нефтей, в которой содержание отдельных классов углеводородов и некоторые физические и химические свойства нефтей связаны в один последовательный ряд изменений. Характеристика отдельных классов нефтей в этой классификации понимается, как и в других попытках такого рода, как некоторый идеальный случай, отклонения от которого возможны и вероятны.
С переходом от низших классов нефтей к высшим плотность (0,95→0,80), вязкость, содержание смолистых веществ (35–60→1–5), кислот, азотистых оснований (3 %→0,2 %) падает. Точно так же изменяется отношение углерода (86–87 %→85,4) к водороду (11,8→13,8), так что в нефтях первого класса на одну весовую часть углерода приходится 1,65 ч. водорода, в нефтях последнего класса уже 1,92, что близко подходит к формуле (СН2)n. Общее содержание нафтеновых углеводородов во всех нефтях примерно одно и то же, именно от 50 до 60%. Наиболее резкие колебания показывает содержание метановых углеводородов и ароматических: для первых мы имеем диапазон от 0 до 55%, для вторых от 55 до 5%.
В начале 60-х годов разработаны новые аналитические методы, изменившие представление о составе и строении нефтяных углеводородов, и позволившие уточнить принципы и методы классификации нефтей. В нефтях было обнаружено большое число (свыше 500) реликтовых углеводородов (хемофоссилий).
Было предложено все углеводороды нефти условно разделить на две основные группы: преобразованные углеводороды; реликтовые углеводороды. К реликтовымуглеводородам относятсянормальныеиизопреноидные алканы,циклические изопреноиды– стераны, тритерпаны и пр.
Петров Ал.А.исследовал методами газожидкостнойхроматографииимасс-спектрометрииоколо400нефтей практически всех крупных нефтегазоносных бассейнов бывшего Советского Союза. Все исследованные нефти были отнесены к категориямА иБ (табл.10) [3].
К категории Аотносят нефть в том случае, если на хроматограммах фракции 200–430°С проявляются в аналитических количествах пики н-алканов. На хроматограммах этой фракции нефтей категорииБпики н-алканов отсутствуют. В свою очередь, в зависимости от относительного содержания нормальных и изопреноидных углеводородов в нефтях категорииАи от наличия или отсутствия изопреноидных углеводородов в нефтях категорииБ, нефти каждой категории разделяют на два подтипа:А1, А2, Б1, Б2.
Таблица 10. Групповой состав нефтей различных химических типов (фракц. 200–430 °С)
Тип |
Алканы |
Цикло- алканы |
Арены | ||
Сумма |
Н-строения |
Разветвлённые | |||
А1 |
15–60 (25–50) |
5–25 (8–12) |
0,05–6,0 (0,5–3) |
15–45 (20–40) |
10–70 (20–40) |
А2 |
10–30 (15–25) |
0,5–5 (1–3) |
1,0–6,0 (1,5–3) |
20–60 (35–55) |
15–70 (20–40) |
Б1 |
4–10 (6–10) |
– |
– |
20–70 (50–65) |
25–80 (25–50) |
Б2 |
5–30 (10–25) |
0,5 |
0,5–6,0 (0,2–3) |
20–70 (35–55) |
20–80 (20–45) |
Цифры в скобках означают преимущественно встречающееся содержание углеводородов
Нефти типа А1соответствуют нефтям парафинового и нафтено-парафинового основания. Содержание суммы алканов во фракции 200–430°С 15–60 %. Для этого типа характерно высокое содержание н-алканов (5–25 % на исследуемую фракцию). Общее содержание циклоалканов в нефтях типаА1несколько меньше, чем алканов. Циклоалканы в основном представлены моно- и бициклическими соединениями, причем содержание моноциклоалканов часто равно или больше содержания бицикланов. Нефти этого типа наиболее распространены в природе и встречаются во всех нефтегазоносных бассейнах бывшего Советского Союза в отложениях любого геологического возраста, чаще всего на глубине более 1500 м (Ромашкино, Самотлор).
Нефти типа А2по групповому составу соответствуют нафтено-парафиновым и парафино-нафтеновым. Содержание алканов по сравнению с нефтями типаА1несколько ниже и достигает значений 25—40 %. Содержание алканов колеблется в пределах 0,5–5 %, а изопреноидов – 1–6 %.
Отличительная черта большинства нефтей типа А2– преобладание разветвленных алканов над нормальными. Общее содержание циклоалканов достигает 60 %.
Среди циклоалканов преобладают моно- и бициклические углеводороды, хотя содержание трицикланов несколько выше, чем в нефтях А1. К типуА2относятся нефти Южного Каспия (Сураханы, Нефтяные Камни, Дуванный-море), Западной Сибири (Соленинское), Прикаспия (Кошкар, Каламкас, Кара-Тюбе).
Нефти типа Б2соответствуют нефтям парафино-нафтенового и особенно нафтенового оснований. Среди насыщенных углеводородов преобладают циклоалканы (60–75 %), а среди них – моно-, би- и трициклические углеводороды. Алкановые углеводороды (5–30 %) представлены в основном разветвленными структурами. Отличительная черта нефтей типаБ2– отсутствие на хроматограммах пиков монометилзамещенных алканов.
Нефти типа Б2встречаются чаще, чем типаА2, и распространены в основном в кайнозойских отложениях на глубинах 1000–1500 м. ТипБ2представлен нефтями Северного Кавказа (Старо-Грозненское, Троицко-Анастасиевское), Грузии (Норио, Мирзаани) и др.
Нефти типа Б1по групповому составу относятся к нефтям нафтенового или нафтено-ароматического основания. Они содержат мало легких фракций. Характерная черта нефтей этого типа – полное отсутствие нормальных и изопреноидных алканов и малое содержание других разветвленных алканов (4–10 %). Среди циклоалканов наблюдается преобладание бицик-лических углеводородов над моноциклическими. Нефти типаБ1 чаще распространены в кайнозойских отложениях многих нефтегазоносных бассейнов на глубинах 500–1000 м – нефти Южного Каспия и Севера Западной Сибири – Грязевая Сопка, Сураханы, Балаханы, Русское и др.