Элементный и изотопный состав нефтей и природных газов
Несмотря на то, что нефть залегает в различных геологических условиях, элементный состав её колеблется в узких пределах. Он характеризуется обязательным наличием пяти химических элементов - углерода, водорода, серы, кислорода и азота при резком количественном преобладании первых двух. Содержание углерода в нефтях колеблется в пределах 83-87%, в природных газах 42-78%. Водорода в нефтях 11-14%, в газах 14-24%. Из других элементов в нефтях чаще всего встречается сера. Её содержание в отдельных нефтях достигает 6-8%. В природных газах сера обычно содержится в виде сероводорода, количество которого иногда достигает 23% (Астраханское месторождение) и даже более 40% (Техас).
Содержание кислорода в нефтях иногда достигает 1-2%. В природных газах кислород присутствует преимущественно в виде СО2, количество которого изменяется от концентраций, близких к нулю, до почти чистых углекислых газов (80% СО2 - Семидовское месторождение в Западной Сибири, 99% СО2 - Нью-Мехико).
Содержание азота в нефтях не превышает 1%, а в природных газах может достигать десятков процентов. Некоторые природные газы почти полностью состоят из азота (85-95 % N2, месторождение Вест-Брук в Техасе).
В природных газах присутствуют гелий, аргон и другие инертные газы. Содержание гелия в газах обычно менее 1-2%, хотя в некоторых случаях оно достигает 10%. Концентрация аргона в газах, как правило, не превышает 1 %, и лишь в некоторых случаях достигает 2 %.
В составе нефти в очень малых количествах присутствуют и другие элементы, главным образом металлы: алюминий, железо, кальций, магний, ванадий, никель, хром, кобальт, германий, титан, натрий, калий и др. Обнаружены также фосфор и кремний. Содержание этих элементов не превышает нескольких долей процента, определяется геологическими условиями залегания нефти. Так, основным элементами мезозойских и третичных нефтей является железо. В палеозойских нефтях Волго-Уральской области повышенное содержание ванадия и никеля. Считается, что часть микроэлементов находится в нефти с момента её образования в осадочных породах, а другая часть накапливается в последующий период существования нефтей.
Элементный состав некоторых нефтей приведен в табл. 8.
Таблица 8
Элементный состав некоторых нефтей (% масс.)
Месторождение | C | H | O | S | N |
Охинское (Сахалин) | 87,15 | 11, 85 | 0,27 | 0,30 | 0,43 |
Грозненское | 85,90 | 13,10 | 0,80 | 0,13 | 0,07 |
Тюменское (Западная Сибирь) | 85,92 | 12,88 | 0,36 | 0,66 | 0,18 |
Сураханское (Азербайджан) | 85,30 | 14,10 | 0,54 | 0,03 | 0,03 |
Ромашкинское (Татарстан) | 83,34 | 12,65 | 0,21 | 1,62 | 0,18 |
Коробковскае (Волгоградская обл.) | 85,10 | 13,72 | 0,02 | 1,07 | 0,09 |
Могутовское (Оренбургская обл.) | 83,85 | 12,02 | 0,85 | 3,00 | 0,28 |
Радаевское (Куйбышевская обл.) | 82,78 | 11,72 | 2,14 | 3,05 | 0,31 |
Полуостров Мангышлак | 85,73 | 13,00 | 0,4 | 0,69 | 0,18 |
Арланское (Башкортостан) | 84,42 | 12,15 | 0,06 | 3,04 | 0,33 |
Ухтинское (Коми) | 85,47 | 12,19 | 1,93 | 0,09 | 0,20 |
Самотлорское (Западная Сибирь) | 86,23 | 12,70 | 0,25 | 0,63 | 0,10 |
Большой интерес для выяснения геохимической истории нефтей представляет изотопный состав нефтей, т.е. соотношение в них изотопов углерода, водорода, серы и азота. По имеющимся данным, отношение масс различных изотопов в нефтях составляет: 12С/13С 91-94, Н/Д (1Н/2Н) 3895-4436, 32S/34S - 22-22,5, 14N/15N - 273-277.
Различные компоненты одной и той же нефти имеют неодинаковый изотопный состав элементов. Низкокипящие фракции характеризуются облегчённым составом углерода. Различие в протонном составе наблюдается и для отдельных классов соединений (например, ароматические углеводороды богаче изотопом 13С, чем парафиновые углеводороды).
Дата добавления: 2016-12-09; просмотров: 4201;