научная статья по теме СТЕРАНЫ В НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ НЕФТЯХ НЕПСКО-БОТУОБИНСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ И ЮЖНО-ОМАНСКОГО СОЛЕНОСНОГО БАССЕЙНА АРАВИЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ Химическая технология. Химическая промышленность

Текст научной статьи на тему «СТЕРАНЫ В НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ НЕФТЯХ НЕПСКО-БОТУОБИНСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ И ЮЖНО-ОМАНСКОГО СОЛЕНОСНОГО БАССЕЙНА АРАВИЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ»

НЕФТЕХИМИЯ, 2015, том 55, № 3, с. 197-205

УДК 552.578.2(53+571.5+551.72)

СТЕРАНЫ В НЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ НЕФТЯХ НЕПСКО-БОТУОБИНСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ И ЮЖНООМАНСКОГО СОЛЕНОСНОГО БАССЕЙНА АРАВИЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

© 2015 г. В. А. Каширцев, А. Э. Конторович, Н. С. Ким, О. Н. Чалая1, И. Н. Зуева1

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН Институт проблем нефти и газа СО РАН E-mail: KashircevVA@ipgg.sbras.ru Поступила в редакцию 21.07.2014 г.

Методом хромато-масс-спектрометрии в нефтях Непско-Ботуобинской антеклизы (НБА) Сибирской платформы и Южно-Оманского соленосного бассейна (ЮОСБ) Аравийской платформы (нефти семейства Hugf) установлен ряд редко встречающихся стерановых углеводородов, не типичных для более молодых фанерозойских нефтяных систем. Среди регулярных стеранов идентифицирован непрерывный ряд углеводородов от С21 до С30, включая ранее неизвестные изомеры углеводородов С23—С25. Отмечено, что короткоцепочечные стераны С21 и С22 представлены наиболее термостабильными разностями прегнанов — дигинаном и метилдигинаном. Другой ряд стероидов представлен деметилированныи у С-10 структурами — А-норстеранами (основнй фрагментный ион в масс-спектрах m/z 203). Идентифицированные по m/z 219 трициклические углеводороды С26—С29 отнесены к гомологическому ряду 8-14-секостеранов. Эти хемофоссилии имеют широкий стратиграфический диапазон распространения и, возможно, как и современные минорные секостерины, связаны с липидами мембран губок и их бактериальными синбиотами.

Ключевые слова: Сибирская платформа, Аравийская платформа, нефть, стераны. DOI: 10.7868/S0028242115020136

Осадочные бассейны с доказанной нефтегазо-носностью в отложениях позднего докембрия известны на всех древних платформах. Однако промышленная нефтеносность резервуаров этого возраста связана главным образом с Сибирской и Аравийской платформами, в значительно меньшей мере древние нефти и нефтепроявления известны на Восточно-Европейской, Индостанской и Австралийской платформах [1].

Исследования химии и геохимии докембрий-ских нефтей представляют собой серьезный научный и практический интерес, позволяя ответить на вопрос, какой механизм синтеза вторичных метаболитов (по терминологии Семенова и Карцева [2]) и преобразование их в углеводороды (УВ) играл существенную роль, а также наметить возможные направления эволюции хемофосси-лий (молекул-биомаркеров) и связь их с определенными типами организмов на ранних этапах существования Земли. Геологическому строению, нефтегазоносности и геохимии органического вещества (ОВ) и нефтей рассматриваемых регионов посвящены многочисленные публикации. Приведенный в конце статьи список литературы не претендует на исчерпывающий перечень работ, тем более, что в последние годы опубликова-

на целая серия статей, посвященных генезису нефтей, реконструкции типов исходного ОВ и экологических условиях его захоронения для Сибирской, Аравийской и Индостанской и других древних платформ [3—8].

Настоящая работа является продолжением обширного комплекса исследований, проводимых в ИНГГ СО РАН по проблеме нефтегазоносности докембрия под руководством А.Э. Конторовича. В статье рассматривается сравнительная геохимия стерановых биомаркеров нефтей Непско-Боту-обинской антеклизы (НБА) Сибирской платформы и Южно-Оманского соленосного бассейна (ЮОСБ) Аравийской платформы.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

Основные залежи нефтей, газа и конденсатов для НБА и ЮОСБ сосредоточены в терригенно-карбонатных отложениях рифея-венда и галоген-но-карбонатных комплексах нижнего кембрия. Большинство неопротерозойских нефтей рассматриваемых регионов объединяется в самостоятельные семейства, которые обладают сравнительно легким изотопным составом углерода, значения 813С в них обычно лежат в интервале от -33%о до —

Физико-химические свойства, групповой и углеводородный состав нефтей НБА и ЮОСБ

ГО а, д о

„ 1-е Л W й р е

т о U О о ы я п о ^

Я О в ,

Н <"Ч о т о з Из Su 82 О СО

Л

я

о

а н и

*

а в к С

й ли ан ва рт Й 3 тп

S ö

Ии

и р

е Се

Групповой состав, % на нефть

Углеводороды

на- арома- сумма смолы асфаль-

сыщен- тиче- тены

ные ские

Южный Соленосный Бассейн Аравийской платформы (ЮОСБ)

Рима 18 954- -1000 Хакф 861.0 -34.86 53.84 29.33 83.11 16.65 0.18

Дхулайма 1 1248- -1268 Хакф 803.6 -32.58 84.89 10.50 95.39 4.51 0.04

Эль-Бурдж 1 1599- -1631 Хакф 906.1 -35.04 39.11 29.39 69.16 29.01 1.83

Непско-Ботуобинская антеклиза Сибирской платформы (НБА)

Среднеботу-обинское 10 1964- 1961 Ботуобинский 819.4 -35.82 44.09 25.26 69.35 23.52 1.13

Иреляхское 15519 2140- 2148 Улаханский 860.5 -34.26 62.15 24.68 86.83 8.93 4.24

Талаканское 11986 1238- 1319 Осинский 829.2 -35.22 52.25 24.95 11.2 19.12 3.11

31%е, содержат метилалканы с разветвлением в середине цепи (12 и 13—метилалканы или Х-мети-лалканы) и демонстрируют существенное преобладание этилхолестанов (С29) над всеми другими сте-ранами [9—11].

Для детальных исследований распределения стероидных углеводородов были отобраны нефти из НБА (второе семейство) [12—16] и нефти семейства Хакф (Huqf) из ЮОСБ [11—19]. Наименование месторождений, групповой и углеводородный состав изученных нефтей приведены в таблице От-бензиненые нефти после осаждения асфальтенов избытком петролейного эфира разделяли методом колоночной хроматографии (на силикагеле АСК и оксиде алюминия) на смолы, метано-нафтеновые и нафтено-ароматические углеводороды (УВ).

Хромато-масс-спектрометрические исследования насыщенных и ароматических УВ проводили на системе, включающей газовый хроматограф 6890, имеющий интерфейс с высокоэффективным масс-селективным детектором Agilent 5913N. Хроматограф снабжен кварцевой капиллярной колонкой длиной 25 м, диаметром 0.25 мм, импрегниро-ванной фазой HP-5MS. 1аз-носитель — гелий, скоростью потока 1 мл/мин. Температура испарителя 320°С; программирование подъема температуры — от 100 до 300°С со скоростью 4°С/мин с последующей изотермой в течение 30 мин. Ионизирующее напряжение источника 10 эВ, температура источника 220°С. Масс-хроматограммы УВ получены по общему ионному току (TIC) и характеристическим фрагментным ионам (SIM). Идентификацию индивидуальных УВ проводили компьютерным поиском в библиотеке Национального Института Стандартов NIST-05, по литературным данным и реконструкцией структур по характеру ионной фрагментации при электронном ударе [20, 21].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДНИЕ.

Среди алифатических УВ во фракциях, выкипающих выше 200°С, алканы нормального строения составляют до 85%. В НБА преобладают относительно низкомолекулярные гомологи. Для ряда нефтей ЮОСБ максимумы распределения смещаются на н-С23, н-С25 (рис. 1). Коэффициенты нечетности распределения нормальных алканов (СР1) близки к единице. На долю изопреноидных УВ приходится до 15% от суммы идентифицированных алканов. Фитан, как правило, преобладает над пристаном. Среди алканов изостроения в отбензи-ненных нефтях присутствуют УВ ряда 2- и 3-мети-лалканов С14—С22. Особое место занимает гомологический ряд алканов с разветвлением в середине цепи (12- и 13-метилалканы). Высокие концентрации, а также гомологичность этих соединений, не оставляют сомнений в их реликтовой природе [18, 20, 22].

Подобные УВ характерны не только для нефтей НБА и ЮОСБ. На Сибирской платформе они отмечены в нефтях Байкитской антеклизы и Катанг-ской седловины [3, 13,16]. На Аравийской платформе, наряду с нефтями ИщТ, метилалканы с разветвлением в середине цепи идентифицированы в нефтях генезис которых связывают с ранне-кембрийскими отложениями. Основным отличием последних является более тяжелый изотопный состав углерода и преобладание холестанов С27 [7, 17-19].

Современные предшественники алканов с разветвлением в середине цепи не известны. С определенной долей условности в этом плане можно рассматривать липиды некоторых бактерий, в которых обнаружены 9,10-метиленгексадекановая и 9,10-метиленоктадекановая кислоты, а также 11,12-ме-тиленоктадекановая (лактобациловая) кислота [23].

S29

TIC

Pli9

Сибирская платформа (НБА) Талаканское месторождение скважина 17986,

интервал испытаний 1238—1319 м, осинский горизонт (н. кембрий)

m/z 217

рг 25 27 29 31

--

Dg21 (S21)

П-1-1-1-Г

10 15 19 20 25 30 35 40 45

«JI.umi.L

Mdg22 (S22)

S28

S26

■w»»J

~1—I—Г

~1-1-1-1-1-Г

S29

Сибирская платформа (НБА) Среднеботуобинское месторождение, скважина 70

интервал испытаний 1964—1967 м, ботуобинский горизонт (венд)

29 31

^^ I-1-1-1-1-1-1--"_

""' 1Г-1-1-1-:-1-1-1-1-г

16

-Г^Т

10 17 15 20 25 30 35 40 45

19 TIC.0IREL200D

1-1-1-1-1-1-1-1-Г

S29

Сибирская платформа (НБА) Иреляхское месторождение, скважина 15519,

интервал испытаний 2140—2148 м, улаханский горизонт (венд)

S28

Т-1-1-1-1-1-1-1-1-1-г

23 25

27

Dg21

<S»M22?

Л --..V-

S26

П-1-г

19

1

21

* • jJjJJi

Аравийская платформа (ЮОСБ) месторождение Эль-Бурдж скважина 1 30 интервал испытаний 1599—1631 м, группа Хакф (Hugf)

~1-1-1-1-1-1-

S29

1-1-1-г

Dg21 (S21)

Mdg22 (S22)

19 21

' 1*1 —I-1-1-г

—I-1-1-

Аравийская платформа (ЮОСБ) 27 месторождение Ддулама

скважина 7

интервал испытаний 1248—1268 м, группа Хакф (Нщ!

30

Г—Г—f

S28 S27

■■ ,

Dg21 (S21)

Mdg22 (S22)

Т-1-1-г

S29

S28

ж

Jw]i№

п—I—I-

Аравийская платформа (ЮОСБ) месторождение Рима скважина 18

интервал испытаний 954—1000 м, группа Хакф (Ни!

i""- г "Г ""Г

Dg21

(S21) Mdg22 (S22)

22) S27

. ....

Т-1-1-1-г

S29

I I I I I I I I I I I I

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Время удерживания, мин

Т*—I—I—f-у- |—|—|—|—г 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 Время удерживания, мин

21

21

23

l

25

27

17

17

25

23

21

19

23

25

27

30

Рис. 1. Масс-хроматограммы фракций (>200°C) насыщенных углеводородов нефтей НБА и ЮОСБ по общему ионному току (TIC) и по фрагментному иону m/z 217. Точками обозначены пики 12 и 13-монометилалканов. Dg — дигинан, Mdg —метилдигинан, S26-S29 — стераны.

Особенностью состава ароматических УВ древних нефтей является присутствие монозамещен-ных алкилбензолов с преобладанием молекул с нечетными числами атомов углерода в ряду С17—С23, а также относительно

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