научная статья по теме ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ НЕФТЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ ПО ХИМИЧЕСКОМУ СОСТАВУ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ Химическая технология. Химическая промышленность

Текст научной статьи на тему «ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ НЕФТЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ ПО ХИМИЧЕСКОМУ СОСТАВУ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ»

УДК 665.613.2

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ НЕФТЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ ПО ХИМИЧЕСКОМУ СОСТАВУ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ

© 2015 г. Г. В. Романов, Т. Н. Юсупова, Ю. М. Ганеева, Е. Е. Барская, А. Г. Романов1

Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского НЦ РАН

1ЗАО "Самара-Нафта" E-mail: yusupova@iopc.ru Поступила в редакцию 28.10.2014 г.

С целью определения основных характеристик состава и свойств проведено комплексное аналитическое исследование 30 проб нефтей месторождений северной, центральной и южной зон Самарской обл. из отложений девона (Д111, Д1, Д3бр, Дл, Д31у) и карбона (А4, Б2, В1, В3). Результаты комплексного исследования состава и свойств нефтей позволяют заключить, что нефти месторождений северной зоны Самарской обл. значительно отличаются от нефтей месторождений южной и центральной зон. Определено, что основным фактором, определяющим формирование физико-химических свойств нефтей северной зоны, является содержание в них высокомолекулярных парафинов и асфальтенов, тогда как для нефтей южной зоны таким фактором является содержание в них высокомолекулярных парафинов. Методом кластерного анализа нефти южных месторождений Самарской области разделены на 3 группы.

Ключевые слова: нефти Самарской обл., химический состав нефтей, свойства нефтей. DOI: 10.7868/S0028242115030119

В настоящее время в Самарской области добывается ок. 3% всей российской нефти, открыто более 380 месторождений, из которых свыше 150 эксплуатируются. Дальнейшие перспективы развития нефтяного комплекса региона связаны с продолжением эксплуатации уже известных месторождений, а также с поиском и введением в эксплуатацию более мелких залежей, особенно на относительно слабоизученном юге области. Исследование состава и свойств нефтей недавно открытых залежей актуально с точки зрения рациональной эксплуатации месторождений.

Многообразие нефтей по химическому составу и физико-химическим свойствам обусловлено не только составом исходного органического вещества (ОВ), но и влиянием на уже сформировавшуюся залежь изменений температуры, давления, гидродинамических процессов, миграции, окисления и др. Изучению факторов, влияющих на состав и свойства нефтяных флюидов, посвящены работы многих зарубежных и отечественных исследователей [1—5]. Динамика изменения состава и свойств нефтей в ходе разработки определяется также физико-химическими процессами в пласте, инициированными условиями эксплуатации. В работе [5] предложен методологический подход типизации нефтей, добываемых на поздней стадии разработки Ромашкинского ме-

сторождения, по химическому составу и физико-химическим свойствам.

В данной работе выработанная методика применена для типизации нефтей месторождений на начальном этапе разработки. С этой целью проведено комплексное аналитическое исследование 30 проб нефтей месторождений южной, центральной и северной зон Самарской обл. из отложений девона (Д111, Д1, Д3бр, Дл, Д31у) и карбона (А4, Б2, В1, В3). По содержанию твердых парафинов (от 6 до 33 мас. %) все исследованные нефти относятся к классу парафинистых и высокопара-финистых. Определены физико-химические свойства нефтей (плотность, вязкость) и компонентный состав (содержание бензиновых фракций, масел, смол, асфальтенов) (табл. 1). Методом ГЖХ изучено молекулярно-массовое распределение н-алканов в нефтях (рисунок); с использованием ЭПР-спектроскопии [6] определено содержание парамагнитных центров стабильных радикалов углерода (ССР) и ванадилпорфириновых комплексов (ВК) (табл. 2). Методом термического анализа охарактеризован фракционный состав нефтей и определено содержание воды (табл. 2) — определены показатель фракционного состава Р, характеризующий долю легких и средних фракций относительно тяжелых, и показатель Р, отражающий массовую долю периферийных заместителей в

Таблица 1. Физико-химические свойства и компонентный состав нефтей месторождений Самарской области

Месторождение Пласт № скв. Вязкость, 20°С, мм2/с Плотность, г/см3 Бензиновая фракция, мас. % Масла, мас. % Смолы, мас. % Асфаль-тены, мас. %

бензольные спирто-бензольные

Верхне-Гайское Д3бр 43 11.6 0.8535 21.2 63.7 9.7 2.8 2.6

Верхне-Гайское В1 89 23.6 0.8550 16.8 65.6 10.6 2.8 4.2

Западно-Пинен-ковское Б2 10 4.2 0.8111 32.6 61.3 4.9 0.7 0.5

Западно-Пинен-ковское В3 30 7.0 0.8305 24.4 65.8 7.0 1.9 0.9

Западно-Пинен-ковское В1 80 3.9 0.8040 34.8 61.1 3.2 0.8 0.1

Западно-Пинен-ковское Дл 81 3.8 0.7954 35.3 60.4 3.5 0.8 следы

Крюковское А4 50 2.9 0.7918 38.8 56.9 3.5 0.7 0.1

Крюковское ДШ 51 3.8 0.8024 36.7 58.9 3.7 0.7 следы

Крюковское ДШ 55 3.7 0.8090 32.2 63.6 3.3 0.8 0.1

Крюковское Д3бр 56 185.3 0.8871 17.5 68.2 10.5 3.5 0.3

Мамуринское Д3бр 21 18.5 (50°С) 0.8744 12.4 80.8 2.2 3.6 1.0

Мамуринское Б2 29 7.6 0.8388 21.3 68.7 6.3 1.9 1.8

Мамуринское В1 40 6.1 0.8272 23.7 68.1 4.6 1.8 1.8

Малочерниговское А4 2 6.7 0.8193 21.3 74.9 2.8 0.9 0.1

Шаболовское ДI 12 5.9 0.8117 33.2 61.1 4.4 1.1 0.2

Шапкинское Б2 1 3.4 0.8067 37.8 57.6 3.8 0.7 0.1

Зареченское Д! 111 4.9 0.8066 32.5 60.1 5.3 2.0 0.1

Зареченское ДШ 112 6.6 0.8264 23.1 68.6 6.0 1.5 0.8

Зареченское ДШ 115 6.2 0.8312 22.6 69.7 5.2 2.2 0.3

Жихаревское Д1 200 17.0 0.8626 18.4 66.4 11.9 2.6 0.7

Булатовское Д3бр (риф) 226 531.5 0.9424 8.8 49.5 25.8 6.5 9.4

Булатовское Дл(риф) 301 674.4 0.9417 8.2 49.1 27.7 6.8 8.2

Булатовское Д31у (риф) 340 445.9 0.9390 7.9 54.2 23.9 5.9 8.1

Булатовское Д3бр (риф) 352 754.9 0.9474 8.4 51.0 24.6 7.3 8.7

Булатовское Б2 411 366.1 0.9274 6.2 58.2 25.2 7.3 3.1

Казаковское Б2 400Г 453.1 0.9352 7.5 54.6 24.7 7.3 5.9

Лапинское В1 5 103.6 0.8932 11.5 60.4 22.3 4.6 1.2

Погрузное Б0' 1 774.4 0.8744 9.7 42.5 27.1 7.3 13.4

Казаковское 400 833.5 0.9338 8.5 46.7 31.1 9.6 4.1

Гатарское В1 1 433.4 0.9790 3.6 54.9 20.5 6.2 14.8

Зона

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ НЕФТЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

193

^14Г

О 12 •8 10

К

к

й N а

ч о О

П.П.п.п.п.п

и

|||1|1 !■!■!■ 1.1.1.1.1-1-1-1

2

2

Й £

к

к

«

н

а

ч о О

Число атомов углерода Крюковское м-е (Д111) (южная зона, I группа)

Число атомов углерода Мамуринское м-е (Б2) (южная зона, II группа)

и

к

а

N

р

е д

о

о

|||||||Ц|||

0 2

2

оо

2

0

00

2

2 2

Число атомов углерода Крюковское м-е (Д3бр) (южная зона, III группа)

8

^ 7

8 6 3 5

8 4

I 3 3 2

ер1

д

о 0

О

ашш

7 2

2

4

7 4

2 5

7 5

Число атомов углерода

Зареченское м-е (ДI) (центральная зона)

Число атомов углерода Булатовское м-е (Д3бр) (северная зона)

Молекулярно-массовое распределение н-алканов характерных нефтей месторождений Самарской области.

конденсированных ароматических структурах средней молекулы нефти [7] или наличие высокомолекулярных парафиновых углеводородов [8].

В геохимии для определения закономерностей изменения состава и свойств нефтей широко применяются различные методы статистического анализа, в частности факторный и кластерный анализы [9]. Статистически значимо исследованные образцы разделяются на три основные выборки, совпадающие также и с географическим расположением исследованных залежей, — нефти, отобранные на севере, в центре и нефти на юге Самарской обл.

Анализ характеристик состава и свойств нефтей месторождений южной зоны Самарской области. С

целью выявления основных параметров состава нефтей месторождений южной части Самарской области, определяющих их физико-химические свойства, проведен факторный анализ взаимосвязей определенных характеристик. Установле-

но, что плотность (и вязкость незначимо) увеличивается при уменьшении содержания в нефти бензинов, легких и средних фракций, низкомолекулярных алканов относительно тяжелых гомологов, в большей степени нормальных, а также при увеличении содержания смол, особенно спирто-бензольных. Содержание асфальтенов значимого влияния на формирование физико-химических свойств нефтей не оказывает. Увеличение показателя термического анализа Р связано с увеличением содержания в нефтях высокомолекулярных парафиновых углеводородов.

Свойства и характеристики состава нефтей юга области довольно разнообразны. Методом кластерного анализа нефти южной зоны Самарской области разделены на 3 основные группы.

В первую группу входят самые легкие нефти, отобранные с месторождений: Западно-Пинен-ковское (В1, Дл), Крюковское (А4, ДШ), Шапкин-ское (Б2), характеризующиеся самыми низкими

Таблица 2. Данные термического анализа и ЭПР спектроскопии проб нефтей месторождений Самарской области

Месторождение Пласт № скв. Данные термического анализа Данные ЭПР спектроскопии

F Р Н2О, % содержание (п х 1016), сп/см3

ВК ССР

Верхне-Гайское Д3бр 43 2.7 1.0 - 3-4 5101

Верхне-Гайское В1 89 2.8 1.1 - 107 4111

Западно-Пиненковское Б2 10 5.6 0.6 - 10 2070

Западно-Пиненковское В3 30 4.4 0.8 - 20 3201

Западно-Пиненковское В1 80 8.1 0.7 - 5-6 1142

Западно-Пиненковское Дл 81 9.0 0.6 - 5-6 245

Крюковское А4 50 7.8 1.2 - 10 326

Крюковское ДШ 51 7.2 0.8 - 3-4 242

Крюковское ДШ 55 7.5 0.5 - 1 206

Крюковское Д3бр 56 1.3 2.3 22.0 - -

Мамуринское Д3бр 21 1.7 1.9 16.9 - -

Мамуринское Б2 29 4.0 0.7 - 20 2888

Мамуринское В1 40 4.9 0.9 - - -

Малочерниговское А4 2 5.5 0.9 - 10 367

Шаболовское Д1 12 5.9 0.7 - 5-6 1054

Шапкинское Б2 1 7.9 0.6 - 3-4 624

Зареченское Д1 111 6.5 0.5 - 27 1023

Зареченское ДШ 112 5.6 0.6 - 20 1555

Зареченское ДШ 115 6.0 0.3 - 20 1642

Жихаревское Д1 200 2.8 1.0 - 346 3271

Булатовское Д3бр (риф) 226 0.9 1.5 - - -

Булатовское Дл (риф) 301 0.9 1.5 - 4209 1802

Булатовское Д31у( риф) 340 0.9 1.4 - - -

Булатовское Д3бр (риф) 352 0.9 1.4 - 4506 1953

Булатовское Б2 411 1.0 1.5 - 3974 1450

Казаковское Б2 400Г 0.9 1.5 - 4145 1485

Лапинское В1 5 1.4 1.4 - 1885 965

Погрузное Б0' 1 0.7 1.2 20.6 - -

Казаковское 400 0.8 1.6 3.0 3893 1742

Гатарское В1 1 0.9 1.2 7.4 - -

Зона

значениями плотности (0.7918—0.8090 г/см3) и вязкости (2.9—3.8 сСт), содержания смол (4.0—4.5%), особенно асфальтенов (0.1—0.3%), и самыми высокими значениями содержания бензинов (34.8— 38.8%), низкомолекулярных нормальных парафиновых углеводородов относительно тяжелых гомологов (табл. 1, рисунок). Для нефтей

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Химическая технология. Химическая промышленность»