CC BY
25Актуальные проблемы нефти и газа ■ Вып. 4(19) 2017 ■ http://oilgasjournal.ru
МИКРОЭЛЕМЕНТЫ НЕФТЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АЗЕРБАЙДЖАНА
Ф.Р. Бабаев1, Г.С. Мартынова2, Р.Г. Нанаджанова2, А.Э Ализаде2 1 - Азербайджанский Технический Университет, г. Баку;
2 - Институт нефти и газа НАНА, г. Баку e-mail: raxile_skorpion@inbox.ru
Углеводородный состав нефтей изучается давно [1], тогда как толчок к изучению их микроэлементного состава (МЭ) дало обнаружение в золе нефтей ванадия и никеля.
Изучение МЭ в нефти позволяет решать ряд важных теоретических и прикладных проблем, определяющих стратегию поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений, и представляет особый интерес для освещения вопроса о ее генезисе и решении спорных гипотез (биогенных и абиогенных) происхождения нефти.
Известно, что преобладающая часть всех микроэлементов, обнаруживаемых в нефти, связана с ее смолисто-асфальтеновыми компонентами. Поэтому, определяя концентрации микроэлементов в нефтяных асфальтенах и смолах, можно получать почти полную картину распределения микроэлементов в сырой нефти.
Обширные сведения о содержании и распределении микроэлементов в нефтях, углях, осадочных породах, организмах и пластовых водах отражены в работе Д.И. Зульфугарлы [2].
Наличие микроэлементов в нефтях Д.И. Зульфугарлы объясняет тем, что при гибели растительных и животных организмов их останки обогащают морской ил ванадием, никелем, марганцем, кобальтом и другими элементами. Из морского ила указанные элементы попадают в нефть в начальный момент ее зарождения, т.е. организмы являются основным источником первичных микроэлементов в нефти [3].
Такого же мнения придерживается и С.А. Пунанова (1974 г.)., считающая, что главным определяющим фактором является микроэлементный состав исходных для нефти органических веществ, которые поступают в осадок вместе с продуктами распада и преобразования организмов [4, 5].
По литературным данным известно, что высокосернистые и высокосмолистые нефти являются металлоносными. В них, как правило, преобладают ванадий и никель. К ним относятся нефти Казахстана, Татарии, Башкирии, республик Средней Азии. Азербайджанские нефти - малосернистые, и ванадия в них содержится мало. В их составе
наряду с другими металлами присутствуют щелочные и щелочно-земельные металлы: натрий, калий, рубидий, барий, кальций и стронций [3].
В настоящей работе представлены результаты исследования нефтей месторождений Умбакы, Бибиэйбат, Локбатан, Кергез, Галмаз, Гарадаг (табл. 1, см. Приложение).
Было исследовано содержание элементов группы цветных и благородных металлов в нефтях.
Исследования микроэлементного состава образцов нефти проводились методом масс-спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой на приборе ГСР/МБ «Регкт Е1тег». Метод основан на использовании индуктивно-связанной плазмы в качестве источника ионов и масс-спектрометра для их разделения и детектирования. Пределы обнаружения для большинства элементов составляют <0,001 г/т, линейный динамический диапазон достигает 8 порядков измеряемой величины и позволяет одновременно определять концентрации примесных элементов и основных компонентов пробы [6].
Подготовка к пробе анализируемого образца выполняется следующим образом: в течение нескольких минут исследуемая нефть тщательно перемешивается, отбирается навеска весом ~ 0,2-0,25 г, растворяется в 10 мл концентрированной НЫОз и помещается в контейнер микроволновой печи «Berqhoff». Озоление происходит при Т=210 °С и давлении 50 бар пошагово в течении 1,5 часа. По истечении указанного времени содержимое остужается и при соответствующем разбавлении бидистиллированной водой подается в прибор.
Измерения проводились при следующих операционных параметрах: поток распыляющего газа - 0.7 л/мин, плазмообразующий поток - 0,9 л/мин, охлаждающий поток - 17 л/мин, высокочастотная мощность генератора плазмы - 1050 Вт. Была проведена ежедневная проверка чувствительности прибора (согласно методике измерений) и установлена градуировочная зависимость для всей шкалы масс с применением пяти растворов, аттестованных по содержанию элементов (эталонов):
1. Ве, В^ Ge, Со, 1п, №, РЬ, и;
2. Ge, Dy, Ег, Еи^, НоМ, Lu,Nd, Рг, Sc, Sm, ТЬ,Т^ Тт^, Yb;
3. А& А1, Л^ Ва, Ве, Bi, Ca,Cd, Со, Сг, Cs, Си, Fe, Ga, 1п, К, Li, Мп, Ni, РЬ, Rb, Se, Sr, Т1, и, V, Zn;
4. Ли, Hf, ir, Pd, Р, Rh, Ru, Sb, Sn, Те;
5. В, Ge, Мо, №Ь, Р, Re, S, Si, Та, Т1, и, Zr.
С помощью программного обеспечения масс-спектрометра по результатам измеренных интенсивностей стандартных растворов строилась зависимость интенсивности сигнала от концентрации и рассчитывалась концентрация элементов в реальных образцах. После измерения 10 анализируемых проб проводились измерения калибровочного раствора и в случае ощутимых отклонений выполнялась повторная калибровка.
Были получены данные по концентрациям как благородных, так и цветных металлов: Sn, Мп, As, Ва, Со, Сг, Си, Li, Мо, Ni, РЬ,, Т^ V, Fe, Zn (табл. 2, 3, см. Приложение), Ли, 1г, Pd, Pt, Rh, Те, Ag (табл. 2).
В табл. 4 представлено содержание благородных металлов:Аи, 1г, Pd, Pt, Rh и Ag. Установлены некоторые закономерности распределения элементов в исследованных объектах. Для идентифицированных элементов семейства железа были построены концентрационные ряды:
Умбакы: №>Ш>Т^е>Сг>Си>У>Со Бибиэйбат: Fe > Ni > Со > Т> V > Сг > Си > Мп Локбатан-1: Fe >Ni >Со > Сг > У> Mn>Ti>Cu Локбатан-2: Fe > V > № > Сг > Со > Мп > Т > Си Кергез: Fe > № > Сг > Си > Мп > Т > Со > V Галмаз: Fe > № > Сг > Мп > Т > V > Со > Си Гарадаг: Си > Fe > № > Сг > Мп > Т > Со > V
Показана возможность использования данных по микроэлементному составу для стратиграфической корреляции нефтенасыщенных пластов.
Как видно, концентрация перечисленных выше МЭ характеризуется весьма незначительными вариациями, а соотношение для всех проб нефтей в основном <1, за исключением пробы Локбатан-2. Нефти этих месторождений являются железистыми за исключением двух месторождений Умбакы и Гарадаг, которые более обогащены № и Си.
По массовой доле № уступает лишь Fe . Содержание Сг в исследуемых пробах нефтей варьируется от 1,8-4,126 мг/кг, минимальное содержание Си и Со составляет 0,197 и 0,267 мг/кг соответственно.
Построены концентрационные ряды и для благородных металлов: Умбакы: Ir>Ag>Pd>Rh>Pt
Бибиэйбат: Ag>Ir>Pd>Rh>Pt
Локбатан-1: Ir>Pd>Ag>Rh>Pt
Локбатан-2: Ir>Pd>Ag>Rh>Pt
Кергез: Ag>Pd>Ir>Rh>Pt
Галмаз: Pd >Ir >Ag >Rh >Pt
Гарадаг: Ir > Pd > Rh, Ag> Pt
Концентрации указанных в таблице и гистограмме микроэлементов характеризуются очень маленькими значениями. Как видно из табличных данных, в этих месторождениях нет золота, но присутствует серебро, максимальное количество которого достигается в нефти месторождения Кергез. Вторым элементом по массовой доле является иридий (Умбакы), третьим - палладий (Кергез). Минимальное значение имеет платина.
На основании полученных данных построены гистограммы (рис. 1, 2, см. Приложение).
Подводя итог, можно полагать, что результаты исследований МЭ состава позволят создать геохимические паспорта указанных месторождений, сформированных в различных геохимических обстановках (месторождения Бибиэйбат, Локбатан относятся к Абшеронскому НГР; Умбакы, Кергез, Галмаз, Гарадаг относятся к Нижне-Куринской НГР).
ЛИТЕРАТУРА
1. Ашумов Г.Г., Эйвазова С.А., Степанян Т.С. и др. Картотека Азербайджанских нефтей. Баку: Изд- во Акад. Наук Азерб. ССР. 1966. 68 с.
2. Зульфугарлы Д.И. Распределение микроэлементов в каустобиолитах, организмах, осадочных породах и пластовых водах. Баку. 1960. 230 с.
3. Самедова Ф.И. Нефти Азербайджана. Баку: Изд-во «Элм». 2011. 412 с.
4. Бабаев Ф.Р., Пунанова С.А. Геохимические аспекты микроэлементного состава нефтей. М.: Недра, 2014. 181 с.
5. Пунанова С.А. Микроэлементы нефтей, их использование при геохимических исследованиях и изучении процессов миграции. М.: Недра. 1974. 216 с.
6. Мартынова Г.С., Максакова О.П., Нанаджанова Р.Г., Ализаде А.Э., МухтароваХ.З. East European Scientific Journal // Геология. 2016. № 9. С. 124-126.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1
Физико-химическая характеристика нефтей
р1° Кинемат Тем Се Смол Смол Асф кокс Пара Темпе Кислотно
ическая пера Ра ы ы альт уемо фин, ратура е число в
вязкость, тура % серно силик ены, сть % плавл мг КОН
сст,при заст кисло агелев % ения на 1 гр
20° 500 ыван тные, ые, параф нефти
С С ия, %(бъе % ина,
0С мн.) 0С
Бибиэйбат 0,8775 18 7 - 0,2 20 6,5 0,12 1,95 0,76 52 1,48
18дв 0
Локбатан 0,9055 62 19 -20 0,2 30 10 след 2,96 0,91 54,5 1,99
дв. 0 ы
Карадаг 0,8483 35, 1,2 +17 0,1 9,0 5,0 0,13 0,92 13,8 16,81 -
4 9
Таблица 2
Таблицы содержания микроэлементов нефтей (мг/кг)
Месторождение Горизонт Фильтр Скв. № Mn As Ba Li Mo
Умбакы I фокгяк 660-609 311 21,365 0,26 12,635 2,104 4,126 3,777 1,268 0,399
Бибиэйбат - - 2888 0,769 0,402 6,981 1,984 1,18 1,156 0,422 0,209
Локбатан-1 VIIя 967-900 1339 0,312 0,365 4,317 1,692 1,394 0 0,430 0,073
Локбатан-2 VII 804-800 1528 0,648 0,214 4,544 1,651 2,576 0,194 0,271 0,073
Кергез V 550-479 313 1,169 0,157 4,808 0,709 2,46 1,955 0,299 0,082
Галмаз VMQ 1944-1900 431 3,828 0,405 5,854 0,262 3,896 0,100 0,635 0,259
Гарадаг V 1938-1908 501 2,578 0,482 2,5 0,527 3,23 21,11 0,517 0,299
Таблица 3
Таблицы содержания микроэлементов нефтей (мг/кг)
Месторождение Горизонт Фильтр Скв № N1 Pb V Fe Zn Sn Te
Умбакы I фокгяк 660-609 311 32,449 0,639 18,403 3,694 7,304 1,740 0,406 0 0,11
Бибиэйбат - - 2888 16,630 0,153 1,948 1,343 122,404 2,349 0,228 0 0,08
Локбатан-1 VIIя 967-900 1339 14,906 0,071 0.245 1,323 23,424 1,288 0,099 0 0,08
Локбатан-2 VII 804-800 1528 10,930 0,244 0,405 14,962 31,200 0,781 0,180 0 1,36
Кергез V 550-479 313 4,688 0,163 0,902 0,635 25,481 1,581 0,171 0,005 0,13
Галмаз VMQ 1944-1900 431 0,134 0,757 0,435 125,122 1,949 0,193 0 0,11
Гарадаг V 1938-1908 501 0,655 0,662 0,369 10,983 8,718 0,152 0 0,08
Содержание благородных металлов в нефтях (мг/кг)
Таблица 4
№ Месторождение Горизонт Фильтр Скв. № Au ь- Pd Pt Rh Ag
1 Умбакы I фокгяк 660-609 311 0 0,300 0,036 0,008 0,013 0,053
2 Бибиэйбат - - 2888 0 0,026 0,013 0,001 0,004 0,101
3 Локбатан-1 VIIя 967-900 1339 0 0,017 0,010 0,002 0,003 0,005
4 Локбатан-2 VII 804-800 1528 0 0,098 0,040 0,003 0,007 0,015
5 Кергез V 550-479 313 0 0,033 0,110 0,004 0,005 1,458
6 Галмаз VMQ 1944-1900 431 0 0,031 0,043 0,002 0,005 0,011
7 Гарадаг V 1938-1908 501 0 0,015 0,010 0,002 0,004 0,004
Mn As Ba Co Cr См Li Mo Ni Pb Ti V Fe* Zn Sn Te
■ Умбакы ИБибпэйбат Ш/1окбатан-1 Локбатан-2 ■ Кергез ■ Галмаз ■ Гарадаг
*Fe (Бибиэйбат)- 122,404, *Fe (Галмаз)-125,122,
Рис. 1. Гистограмма сравнения МЭ в нефтях
Рис. 2. Гистогpaммa содеpжaния блaгоpодных метaллов в нефтях
