К оглавлению

УДК 553.98:550.4(262.81-14)

Распределение н-алканов и УВ изопреноидного строения в нефтях морских месторождений Азербайджана

Ф.М. БАГИР-ЗАДЕ, Ф.Р. БАБАЕВ (Аз. гос. ун-т)

Неотъемлемой частью геохимических исследований нефтей является изучение распределения их реликтовых компонентов, так как они в отличие от других компонентов не претерпевают изменения под воздействием вторичных факторов.

Нами обобщен материал по содержанию н-ал-канов (С10-С30) и распределению УВ изопреноидного строения С11-С23), поскольку именно они считаются маркирующими компонентами как на стадии происхождения нефти, так и при ее дальнейшем превращении в природе, а наличие изопреноидов в составе нефтей указывает на биогенную природу нефтяных УВ. Следовательно, правильное понимание путей образования и распределения указанных УВ в нефтях может способствовать разрешению проблемы происхождения нефти и осветить вопросы скопления жидких и газообразных УВ.

Месторождения б. Апшеронская, б. Даpвинa, o-вa Аpтeмa. Результаты исследования нефтей месторождений б. Апшеронская, б. Дарвина, северной и южной складки о-ва Артема показывают, что концентрация индивидуальных УВ (С4-С9) для нефтей кирмакинской и подкирмакинской свит (КС и ПК) изменяется в пределах 0,275-1,428 % (таблица). Нефти обеих свит рассматриваемой антиклинальной зоны почти одинаковы и относятся к нафтеновому типу. Содержание нафтеновых УВ во фракции н. к. 160 от 60,28 до 80,8 %. Эти нефти характеризуются отсутствием в них алканов нормальной (С10-С30) и изопреноидной (С11-С23) структуры.

Месторождения о-ва Жилой, Грязевая Сопка, Нефтяные Камни и им. 28 Апреля. На месторождении о-ва Жилой изучены нефти ПК и калинской (КаС) свит. Содержания метановых, нафтеновых УВ и аренов, характеризующие групповой углеводородный состав нефтей, незначительно отличаются друг от друга. В составе нефти не были обнаружены n-(С10-С30). Алканы же изопреноидной структуры включают УВ от С11 до С23 для нефтей свиты ПК, а для нефтей КаС - от С11 до C16.

Нефти месторождения Грязевая Сопка, отобранные из КаС, по результатам определений различных УВ почти схожи с нефтями той же свиты о-ва Жилой. В них также отсутствуют n-(С10-С30), отличаются они лишь наличием в составе нефти КаС i-(С11-С23), а также следов н-алканов (С10-С30).

При сравнении нефтей ПК свиты месторождения Нефтяные Камни и о-ва Жилой отмечаются большие различия. Так, концентрация УВ С4-С9 в нефтях ПК свиты месторождения Нефтяные Камни 1,81 %, что примерно в 2 раза больше, чем в нефтях одноименной свиты месторождения о-ва Жилой. Различна также величина отношения суммы ксилолов к этилбензолу. Основные же различия между нефтями этих месторождений заключаются в обнаружении в первых высокомолекулярных н-алканов - n-(С10-С30), а также изоалканов -i-(С11- С23). Их концентрация соответственно 1,11 и 3,11. Вычисленное соотношение Sn-(С10-С15)/Sn-(С16-С30), которое многими исследователями используется для определения степени трансформации нефтей и конденсатов, равно 0,32, что свидетельствует о малой превращенности нефтей свиты ПК месторождения Нефтяные Камни. На указанных месторождениях наблюдается разница и в содержаниях УВ, характеризующих групповой углеводородный состав. Отношение С19/С20 в нефтях месторождения Нефтяные Камни равно 1,33, а о-ва Жилой - 1,63. Н-алканы и изоалканы обнаружены и в нефтях свиты перерыва месторождения им. 28 Апреля.

В региональном плане на месторождениях б. Апшеронская, б. Дарвина, северная и южная складки о-ва Артема, о-ва Жилой, Грязевая Сопка, Нефтяные Камни в указанном направлении происходит уменьшение плотности нефти и увеличение концентрации УВ С4-С9. В этом же направлении наблюдается тенденция к увеличению содержания метановых и уменьшению нафтеновых УВ.

Месторождения Песчаный-море и Бахар. На этих месторождениях разрабатывают как нефтяные, так и газоконденсатные залежи. На месторождении Бахар в горизонтах Хв, Хн и свите перерыва помимо газоконденсатных имеются и нефтяные залежи в виде оторочек. Содержание алканов (С4- С9) в конденсатах Бахара почти в 3 раза больше, чем в конденсатах месторождения Песчаный-море. Если концентрация n-(С10-С30) выше в конденсатах месторождения Песчаный-море, то содержание изоалканов заметно больше в конденсатах горизонта VII Бахара.

Для конденсатов обоих месторождений были вычислены отношения Sn-(С10-С15)/Sn-(С16- С30) и C19/C20. Первое соответственно для месторождения Песчаный-море и Бахар равно 1,53 и 5,28, а второе - 1,17 и 2,83. Высокие значения отношения С19/С20 связываются с содержанием ОВ и значительной степенью трансформации конденсатов месторождения Бахар на стадии глубокого катагенеза [2, 4]. Необходимо отметить, что содержание УВ (C4- С9) в конденсатах горизонта IX Бахара выше, чем на Песчаный-море. В конденсатах горизонта IX количество как н-алканов, так и изоалканов почти одинаково.

Величина Sn-(С10-C15)/Sn-(C16-C30) для конденсатов горизонта IX Песчаный-море равна 1,06, Бахара - 10,79, а отношение С19/С20-соответственно 1,26 и 3,17. Для нефтей месторождения Песчаный-море был изучен и характер распределения концентрации n-(С10-С30)и Sn-(С4- С9) по глубинам залегания продуктивной толщи (ПТ). Содержание алканов (С4- С9) в нефтях ПТ от горизонта V до надкирмакинской песчаной свиты уменьшается. Отклонение от этой закономерности наблюдается лишь в нефтях свиты ПКВ, в составе которых индивидуальные алканы превалируют. В нефтях рассматриваемых горизонтов содержание n-(С10-С30) с глубиной закономерно падает от 23,07 (горизонт V) до 9,51 (ПКВ), а глинистость имеет тенденцию к уменьшению. Следовательно, обнаруживается тесная взаимосвязь между количеством глин и концентрацией n-(С10-С30) в составе исследуемых нефтей. Самое высокое содержание н-алканов установлено в нефтях горизонта V верхнего отдела ПТ(23,07), а самое низкое в ПКВ (9,51).

В нефтях горизонтов V и VII выявлены повышенные концентрации н-алканов для n-(С10-C15), что, по-видимому, связано с разукрупнением высокомолекулярных н-алканов состава (С16-С30) в низкомолекулярные и может служить подтверждением генетической схемы образования УВ - от тяжелых нафтеноароматических к более легким - метановым. Для нефтей Песчаный-море наблюдается и уменьшение отношения Sn-(С10-С15)/Sn-(С16-С30) с глубиной от 2,08 (горизонт V) до 0,51 (ПКВ) [3]. В конденсатах и нефтях ПТ этого месторождения были определены и УВ изопреноидного строения. Содержание их с глубиной закономерно уменьшается от 5,07 % в конденсатах горизонта V до 1,36 % в нефтях горизонта ПВВ. В этом же направлении снижается Sn-(С10-С30). При переходе от горизонта VIIB к горизонтам IX, X, свите НКП и к горизонту ПКB их значения соответственно составят 17,29, 12,69, 11,30, 9,39 и 8,95 %. Необходимо отметить и то, что изопреноидные УВ в конденсатах обнаруживаются в большем количестве, чем в нефтях, что, по-видимому, связано с более глубоким катагенным воздействием на конденсаты [2],

Месторождения Сангачалы-море - Дуванный-море - о-в Булла. При сопоставлении группового углеводородного состава нефтей этих месторождений наблюдается их сходство на Сангачалы-море и Дуванный-море и различие с нефтями в основном по содержанию ароматических УВ о-ва Булла [4], Для нефтей характерно значение отношений S циклопентаны / S циклогексаны<1.

Для нефтей Сангачалы-море и Дуванный-море отношение Sn нафтеновые/Sn метановые>1, а для нефтей о-ва Булла менее единицы. Концентрация n= (С10-С30) на площади Сангачалы-море колеблется от 0,01 до 0,78, Дуванный-море - от следов до 1,81 и о-ва Булла - от 0,01 до 1,08 %. Установлено, что распределение н-парафинов в нефтях горизонта VII от Сангачалы-море к площади о-ва Булла закономерно связано с глубиной [3]. На основании данных по н-алканам можно предполагать, что нефти трех месторождений относятся к катагории превращенных. Для нефтей Дуванный-море характерно меньшее содержание высокомолекулярных н-алканов - n=(С15-С30) по сравнению с низкомолекулярными. По-видимому, это следует связать с первичностью образования крупных молекул и их дальнейшим расщеплением на низкомолекулярные н-алканы в результате термокаталитического превращения.

В нефтях изучаемых месторождений определены и УВ изопреноидного строения. Сумма изопреноидных УВ С11-С23 в нефтях Дуванный-море варьирует в пределах 0,69-5,69 %, Сангачалы-море - 0,82-2,12 % и о-ва Булла - 0,94-2,07 %. Глубина не играет решающей роли в распределении концентрации изопреноидных УВ в рассматриваемых нефтях. По этим месторождениям отсутствует взаимосвязь между содержанием в нефтях н-алканов (С10-С30) и УВ изопреноидной структуры (С11-С23), а также между литологическим составом вмещающих отложений и распределением концентрации изопреноидных УВ. Отношение С19/С20 во всех пробах исследуемых нефтей больше единицы, причем для нефтей Сангачалы-море оно более двух. Вероятно, это связано с катагенетическими процессами, происходящими в слабовосстановительной среде [1].

Подводя итог вышесказанному, можно отметить, что такие показатели как C19/C20, Sn-(С10-C15)/Sn-(C16-С30, S нафтеновые/S метановые, Sn-(С10-С30) могут быть использованы как надежные геохимические индикаторы, характеризующие степень превращенности нефти. При этом нами предлагаются следующие группы по степени превращенности нефтей [3]. При Sn-(С10-C15)/Sn-(C16-C30) <1 нефти малопревращенные, в интервале 1-1,5 превращенные, при 1,5 и выше сильнопревращенные. Выявлено, что характер распределения изопреноидных УВ в основном одинаков и подчиняется одним и тем же закономерностям. Это позволяет предположить общий генезис нефтей и единый источник формирования их залежей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Багир-заде Ф.М., Кулиев А.Д., Ахмедов Э.И. Закономерности распределения углеводородов изопреноидного строения в нефтях VII горизонта месторождения Сангачалы-море - Дуванный-море - о. Булла.- Изв. вузов, Сер. Нефть и газ, 1983, № 6, с. 3-12.

2.      Багир-заде Ф.M, Кулиев А.Д., Ахмедов Э.И. Закономерности распределения углеводородов изопреноидного строения в конденсатах и нефтях продуктивной толщи месторождения Песчаный-море.- Изв. вузов, Сер. Нефть и газ, 1985, № 4, с. 9-19.

3.      Мехтиев Ш.Ф., Мамедов Г.А. О распределении н-алканов в нефтях VII горизонта месторождений северной части Бакинского архипелага.- АНХ, 1977, № 12, с. 4-8.

4.      Некоторые закономерности распределения алканов состава С6-С8 в нефтях VII горизонта месторождения Сангачалы-море - Дуванный-море - о. Булла / Ф.М. Багир-заде, А.Д. Кулиев, Э.И. Ахмедов.- В кн.: Вопросы палеобиогеохимии. Баку, 1981, с. 7-12.

 

Таблица

Распределение н-алканов и УВ изопреноидного строения в нефтях морских месторождений Азербайджана (среднее значение)

Месторождение

Плотность, кг/м3

Групповой состав УВ

М

Н

А

Б. Апшеронская

908,5

0,275

0,2

2,2

0,7

14,0

0,7

 

 

_

 

16,66

80,80

2,54

Б. Дарвина

924,0

0,555

0,1

0,4

0,6

10,3

0,1

-

-

-

-

27,51

70,10

2,39

О-ва Артема (северная складка)

920,0

0,767

0,1

0,4

0,6

9,3

0,1

-

-

-

-

30,24

67,41

2,35

О-ва Артема (южная складка)

918,8

0,976

0,1

0,4

0,7

5,1

0,1

-

-

-

-

31,94

65,44

2,61

О-ва Жилой

904,1

0,780

0,2

1,2

1.0

3,4

0,1

-

-

0,579

1,00

30,44

66,98

2,58

Грязевая Сопка

916,6

0,948

0,1

0,8

1,0

9,7

0,1

-

-

1,317

1,50

31,41

66,66

1,93

Нефтяные Камни

885,4

1,81 1

0,3

1.0

1,2

5,4

0,2

1,111

0,32

3,108

1,33

40,95

53,08

5,97

Им. 28 Апреля

867,4

4,970

-

-

-

-

-

4,009

-

4,121

-

52,62

36,58

10.80

Песчаный-море

846,4

3,564

1,1

1,1

2.1

4,3

0,5

12,72

0,99

2,272

1,40

47,20

35,22

17.58

Бахар (конденсат)

786.3

18,942

0,9

0,8

1,8

3,6

0,3

8,732

7,71

6,117

2,20

52,88

33,59

13,53

Бахар (нефть)

859,7

9,456

1.0

1,0

1,6

3,4

0,3

6,284

2,59

1,537

1,59

48,75

35,02

16,23

Сангачалы-море

875,2

3,788

0,8

1,2

1,4

3,5

0,3

5,924

1,02

1,653

1,88

46,23

45,19

8,58

Дуванный-море

882,2

2,998

0,8

1,5

0,8

5,0

0,3

5,392

0,62

1,958

1,59

44,10

46,80

9,10

О-ва Булла

878,2

4,479

0,9

1,3

1,9

3,9

0,5

5,895

0,93

1,680

1,59

44,60

40,30

15,10

Булла-море (конденсат)

779,7

18,438

1,0

1,0

1,7

4,4

0,3

11,947

3,56

2,700

0,86

51,35

36,40

12,25

Булла-море (нефть)

861,0

5,060

1,1

1,1

1,6

5.5

0,3

8,580

2,13

2,875

1,83

44,83

43,84

11,33

Примечание. УВ: М - метановые, Н - нафтеновые, А - ароматические.