Neft va gazning kimyoviy tarkibi

1.3 Neft va gazning shakllanishi haqidagi zamonaviy g'oyalar
Ma'lumki, sapropel shistlari 150-170 ° S ga qadar qizdirilganda, organik moddalarning zaif termal parchalanishi boshlanadi, bu ekstraktiv moddalarning hosildorligini oshirishga olib keladi; 200 ° S da sezilarli darajada ko'proq hosil bo'ladi va 370-400 ° S da 1 soat qizdirilgandan so'ng, slanetsning organik moddalarining 60-80% gacha allaqachon eruvchan holatga o'tadi. Neft uglevodorodlarining barcha asosiy sinflarini, shuningdek, gazlar (CO2, CH4, H 2 S ) va pirogenetik suvni o'z ichiga olgan ko'plab asfalt-qatronli moddalar hosil bo'ladi.
Asosan, xuddi shunday termal (yoki termokatalitik) parchalanish jarayoni tabiiy sharoitlarda ham, sapropel organik moddalarni o'z ichiga olgan cho'kindilar ularning ustida to'plangan yosh cho'kindilar ostida cho'kganda sodir bo'ladi. Faqat tabiiy sharoitlarda u juda sekin o'tadi, cho'kindining cho'kish tezligi odatda 50-100 dan 300 m / m gacha. yillar.
2–3 km chuqurlikka choʻkish, hosil boʻlgan neft konlarining koʻpchiligining tarqalishi va 150–160°S gacha boʻlgan harorat bilan tavsiflanadi, 10—60 million yil davomida sodir boʻladi. 60-400 ming yil ichida haroratning 1 ° C ga ko'tarilishi bilan sapropel organik moddalarning termal o'zgarishining bunday juda sekin tabiiy "texnologik" jarayonini tasavvur qilish qiyin, ammo tadqiqotlar tabiiy sharoitlarda haqiqatan ham juda keng tarqalganligini tasdiqlaydi. to'plangan cho'kindilarning qalin qatlamlari bilan to'ldirilgan ko'plab depressiyalarda.
Batafsil geologik va geokimyoviy tadqiqotlar bu jarayonning keyingi bosqichlarini kuzatish imkonini beradi (1.1-rasm). Cho'kishning dastlabki bosqichida (haroratning 50-70 ° C gacha ko'tarilishi bilan 1,5-2 km gacha) kerogen tarkibidagi uglerod va vodorod miqdori asosan periferik kislorodni yo'q qilish natijasida kislorodni yo'qotish tufayli ortadi. organik moddalarning molekulyar tuzilishining funktsional guruhlarini o'z ichiga olgan.



Guruch. 1.1. Cho'kindi jinslarning organik moddalarining (a-c) va neft va gaz avlodlarining (d) cho'kish chuqurligi (H) va harorat (T) ortishi bilan o'zgarishi: C - organik moddalardagi uglerod tarkibi; H - vodorod, B - bitum; ∑N—neft hosil qilish; ∑ CH 4 - metan hosil bo'lishi; V n - neft hosil qilish tezligi; VM - metan ishlab chiqarish tezligi

Bitumli moddalar va yuqori molekulyar neft uglevodorodlarining kontsentratsiyasi deyarli oshmaydi. Organik moddalarda hali ham past qaynaydigan uglevodorodlar mavjud emas. Organik moddalarning gaz fazasining tarkibida metan va uning gomologlarining ahamiyatsiz tarkibi bilan ushbu bosqichda hosil bo'lgan karbonat angidrid ustunlik qiladi.

Ushbu bosqichda organik moddalarning molekulyar tuzilishi hali sezilarli darajada buzilmaydi va 400-600 million yilgacha bo'lgan jarayonning har qanday davomiyligida faol neft hosil bo'lishi sodir bo'lmaydi. 50-70 ° S gacha bo'lgan haroratlarda (ehtimol, hatto 90 ° C gacha) organik moddalarning molekulyar tuzilishi degradatsiya reaktsiyalarining faollashuv chegarasiga hali erishilmagan va har qanday eng uzoq geologik vaqt harorat etishmasligini qoplay olmaydi. . Chuqurroq zonada (90-100-150 ° S gacha bo'lgan haroratda 2,5-3 km gacha) sapropel organik moddalarning termal o'zgarishi jarayonining yo'nalishi tubdan o'zgaradi. Kerogen tarkibidagi uglerod miqdorining ozgina o'zgarishi bilan vodorod miqdori sezilarli darajada kamayadi; butun xloroform bitumoidining kontsentratsiyasi, shu jumladan yuqori molekulyar og'irlikdagi neft uglevodorodlari ( C 15 - C 45), tez va sezilarli darajada oshadi va maksimal darajaga etadi; benzin fraktsiyalarining past qaynaydigan uglevodorodlari (C6-C14) hosil bo'ladi va maksimal konsentratsiyaga etadi. Organik moddalarning gaz fazasi tarkibida metan gomologlarining konsentratsiyasi maksimal darajaga etadi (C2-C5); CH4 tarkibi hali ham ahamiyatsiz.
Bitumoidning asosiy qismi va neft uglevodorodlarining tez shakllanishi geologik ma'noda ushbu bosqichni N. B. Vassoevich neft hosil bo'lishining asosiy bosqichi (MAP) deb atagan. 150-160 ° S gacha bo'lgan harorat zonasida neft hosil bo'lishining asosiy bosqichi hatto yoshi 10-20 million yil bo'lgan "yosh" cho'kindilarda va undan ham ko'proq eski cho'kindilarda to'liq amalga oshirilishiga muvaffaq bo'ldi. Ko'rinib turibdiki, geologik vaqt miqyosida tabiiy sharoitda bitum va neft uglevodorodlarini hosil qilish bilan kerogenning molekulyar tuzilishini yo'q qilishning ancha faol jarayoni laboratoriya sharoitlariga qaraganda 2-2,5 marta pastroq haroratda amalga oshiriladi. aftidan, bir necha million yildan ortiq bo'lmagan vaqt davri.
Infraqizil spektrometriya ma'lumotlariga ko'ra, parchalanishdan keyin kerogenning molekulyar tuzilishi birinchi navbatda karboksilik kislotalar, ketonlar va aldegidlarning funktsiyalari bilan, so'ngra CH2 bilan uzun zanjirli tuzilmalar bilan lipid tarkibiy qismlarining sezilarli miqdorini yo'qotishi bilan tavsiflanadi. guruhlar. Kerogenning qoldiq qismi aromatizatsiyasi va polikondensatsiyasining kuchayishi kuzatiladi, u elementar tarkibi va molekulyar tuzilishi jihatidan o'zining "sapropel" ko'rinishini yo'qotadi va vodorodga kam bo'lgan gumusli organik moddalardan deyarli farq qilmaydi.
Ko'p miqdorda HFPni ishlab chiqish jarayonida hosil bo'lgan eruvchan bitumli komponentlar (kerogenning dastlabki massasining 30% dan ortig'i) uglerod (C) miqdori 80-82%, vodorod (H) 9,5-11%, ya'ni. , ular tarkibida sapropel slanetslarining termal parchalanishi paytida hosil bo'lgan bitumga yaqin (C 81-82,5%, H 9,1-9,5%). Hosil bo'lgan bitumning yarmidan ko'pi (60-80% gacha) qatronlar va asfaltenlar, 20-40% gacha uglevodorodlar bo'lib, ularda n-alkanlarning ulushi 10-30% gacha, ulushi esa. izoalkanlar va siklanlar 20-60% gacha, arenlar esa 20-50% gacha. Past qaynaydigan uglevodorodlar tarkibida siklanlarning muhim qismi (siklopentanlar ustunlik qiladi); n-alkanlar va arenlarning ulushi kichik. Chuqurlik va harorat bilan n-alkanlar, arenlar va siklogeksanlarning ulushi sezilarli darajada oshadi, siklopentanlarning ulushi esa kamayadi. Bu zonada yoshdan tortib to keksa konlargacha alkanlar ulushining ortishi, siklan va arenlarning kamayishi kuzatilishi mumkin. Alkanlar orasida ba'zan sezilarli ulush (50% gacha) izoalkanlardir.
Neft nasos stansiyasida hosil boʻlgan asfalt-qatronli moddalar va neft uglevodorodlari aralashmasi elementar va guruhli tarkibi boʻyicha asfaltlarga oʻxshash boʻlib, ularni A.F.Dobryanskiy sapropel moddalarni neftga aylantirishning oraliq bosqichi deb hisoblagan. Tabiiy ma'lumotlarga ko'ra aniqlangan neft hosil bo'lishining surati bu qarashlarga to'liq mos keladigan ko'rinadi. Biroq, neft hosil bo'lish jarayonining keyingi jarayoni A.F.Dobryanskiy taxmin qilganidan boshqacha rivojlanadi.
Qattiq kerogendan ko'p miqdorda asfalt-qatronli moddalar va neft uglevodorodlari, shu jumladan past qaynaydiganlar, shuningdek gazlar (C1, C2-C5, CO2, H 2 S , N 2) hosil bo'lishi bir necha marta ko'payishi bilan birga keladi. hajmda. Buning natijasida yuk ostida siqilgan gilli jinslarda g'ayritabiiy yuqori bosim paydo bo'lib, qo'shni g'ovakli suv bilan to'yingan qumtoshlarda normal gidrostatik bosimdan 20-30 MPa ga oshadi. Kritik bosimga erishilganda, gilli jinslarning suyuqlik yorilishi vaqti-vaqti bilan mikro yoriqlar paydo bo'lishi va siqilgan neft va gaz uglevodorodlarining suvga to'yingan qumtoshlarga chiqishi bilan sodir bo'ladi, bu erda ularning to'planishi paytida neft to'planishi hosil bo'ladi.
Kerogen tarkibidagi bitumli moddalar va uglevodorodlar kontsentratsiyasining tez o'sishi chuqur zonada 2,5-3 km gacha bo'lgan chuqurlik va harorat bilan eksponent ravishda ortib borayotgan ularning hosil bo'lish tezligi uglevodorodlar emigratsiyasi tezligidan oshib ketishi sababli qayd etiladi. gilli jinslardan. Dastlabki lipid moddasining kontsentratsiyasining pasayishi bilan uglevodorodlarning hosil bo'lish tezligi sezilarli darajada kamayadi va ularning emigratsiya tezligi uglevodorodlarning hosil bo'lish tezligidan allaqachon oshib ketadi, bu birinchi navbatda o'sishni to'xtatishga, keyin esa tez sur'atlarga olib keladi. organik moddalarda bitum va neft uglevodorodlari kontsentratsiyasining 2,5 -3 km dan chuqurroq tushishi (1.1-rasmga qarang).