Научная статья на тему 'Низкомолекулярные азотистые соединения в нефтях и органическом веществе пород верхней юры Западной Сибири'

Низкомолекулярные азотистые соединения в нефтях и органическом веществе пород верхней юры Западной Сибири Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
257
46
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
верхняя юра / нефть / органическое вещество пород / азотистые соединения / распределение / состав / upper jurassic / oil / organic matter of rocks / nitrogen compounds / distribution / composition

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Яновская Светлана Сергеевна, Сагаченко Татьяна Анатольевна

Изучено распределение и состав низкомолекулярных азотсодержащих компонентов в нефтях и рассеянном органическом веществе верхнеюрского комплекса Западной Сибири. Установлено, что их количество в органическом веществе пород выше, чем в соответствующих нефтях. Во всех исследованных образцах низкомолекулярные азотистые соединения представлены смесью сильных и слабых оснований. В их составе присутствуют алкили нафтенопроизводные хинолина, бензои дибензохинолина, азапирена, бензотиазола, тиофено-, бензотиофенохинолина, циклические амиды типа пиридона, их гидрированные аналоги лактамы, хинолин-, бензои дибензохинолинкарбоновые кислоты. Азотистые основания рассеянного органического вещества отличаются от нефтяных повышенным содержанием слабоосновных компонентов и структур с малоэкранированным атомом азота

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Яновская Светлана Сергеевна, Сагаченко Татьяна Анатольевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The distribution of low-molecular nitrogen-containing components in oils and dispersed organic matter of rocks from the Upper Jurassic system of West Siberia has been studied. It has been found that their amount in the organic matter of rocks is higher than that in corresponding oils. The low-molecular nitrogen compounds of all samples under study are represented by a mixture of strong and weak bases. They are composited of alkyland naphtenoderivatives of quinoline, benzoand dibenzoquinoline, azapyrene, benzothiazole, thiophenoand benzothiophenoquinoline, cyclic amides of pyridone type and their hydrated analogues: lactams, quinoline-, benzo-, and dibenzoquinoline carboxylic acids. The nitrogen bases of the dispersed organic matter differ from petroleum bases by an increased amount of weakly basic components and structures with unhindered nitrogen atoms.

Текст научной работы на тему «Низкомолекулярные азотистые соединения в нефтях и органическом веществе пород верхней юры Западной Сибири»

УДК 550.4:665.61

НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ АЗОТИСТЫЕ СОЕДИНЕНИЯ В НЕФТЯХ И ОРГАНИЧЕСКОМ ВЕЩЕСТВЕ ПОРОД ВЕРХНЕЙ ЮРЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

С.С. Яновская, Т.А. Сагаченко

Институт химии нефти Сибирского отделения РАН, г. Томск E-mail: azot@ipc.tsc.ru

Изучено распределение и состав низкомолекулярных азотсодержащих компонентов в нефтях и рассеянном органическом веществе верхнеюрского комплекса Западной Сибири. Установлено, что их количество в органическом веществе пород выше, чем в соответствующих нефтях. Во всех исследованных образцах низкомолекулярные азотистые соединения представлены смесью сильных и слабых оснований. В их составе присутствуют алкил- и нафтенопроизводные хинолина, бензо- и дибензохинолина, азапи-рена, бензотиазола, тиофено-, бензотиофенохинолина, циклические амиды типа пиридона, их гидрированные аналоги - лакта-мы, хинолин-, бензо- и дибензохинолинкарбоновые кислоты. Азотистые основания рассеянного органического вещества отличаются от нефтяных повышенным содержанием слабоосновных компонентов и структур с малоэкранированным атомом азота.

Ключевые слова:

Верхняя юра, нефть, органическое вещество пород, азотистые соединения, распределение, состав.

Key words:

Upper Jurassic, oil, organic matter of rocks, nitrogen compounds, distribution, composition.

Введение

Результаты сравнительного изучения количественного содержания и состава гетероатомных соединений в нефтях и битумоидах соответствующих пород могут быть использованы для решения фундаментальных и прикладных вопросов, связанных с происхождением и трансформацией этих соединений в геосфере, характеристикой миграционных процессов, прогнозом качества и добычей жидких флюидов. В настоящее время накоплен огромный материал по характеристике углеводородов различных типов органических веществ. Гетероатомные соединения, в частности азотсодержащие, изучены недостаточно.

В работе обсуждаются результаты исследования закономерностей распределения и особенностей структурно-группового состава низкомолекулярных азотистых соединений рассеянного органического вещества (РОВ) и нефтей из верхнеюрских отложений Западной Сибири, которые являются одним из основных нефтегазоносных комплексов в данном регионе.

Интерес к исследованию низкомолекулярных азотистых соединений объясняется, главным образом, их отрицательным влиянием на процессы каталитической переработки углеводородного сырья и технические характеристики горюче-смазочных материалов [1]. С другой стороны, являясь химически и термически стабильными, низкомолекулярные соединения азота могут использоваться, наряду с другими нефтяными компонентами, при изучении процессов формирования залежи [2-4].

Экспериментальная часть

В работе изучено РОВ пород баженовской свиты и нефти соответствующих площадей из коллекторов васюганской свиты. Образцы пород и нефтей отобраны в интервале глубин 2414,6...2833,5 и

2452...2849 м, соответственно, с площадей, расположенных на территории юго-восточной части Западной Сибири в пределах Томской области (табл. 1).

Битумоиды выделяли метанол-хлороформной смесью по стандартной методике [5].

Низкомолекулярные азотистые соединения экстрагировали из битумоидов и нефтей раствором серной кислоты в уксусной кислоте при соотношении минеральной, органической кислот и воды 25:60:15 [6].

Полученные концентраты подвергали хроматографическому разделению на кремниевой кислоте при соотношении образец : адсорбент, равном 1:100. Для десорбции применяли последовательно толуол, толуол : диэтиловый эфир (1:1 по объему) и толуол : этиловый спирт (5:1 по объему) с получением фракций Фь Ф2 и Ф3 соответственно. Контроль за процессом разделения вели по величине оптической плотности на спектрофотометре «8РЕ-СОЬ-21» на длине волны 325 нм. Во всех случаях десорбцию осуществляли исчерпывающе.

Содержание общего азота Кобщ. определяли методом сожжения в реакторе Покровского [7], содержание основного Косн. и слабоосновного Ксл.осн. азота - методом неводного потенциометрического титрования диоксановым раствором хлорной кислоты в среде уксусного ангидрида [8].

ИК-спектры регистрировали на ИК-Фурье спектрометре «МСОЬЕТ 5700» в области 4000...400 см-1. Образцы из их растворов в СС14 наносили в виде пленки на пластинки из КВг.

Масс-спектры снимали на приборе МХ-1321 с прямым вводом образца в ионный источник при энергии электронов 70 эВ. Масса пробы примерно

3...4 мкг. Масс-спектры регистрировали при температуре кварцевой ампулы с образцом 250 °С, соответствующей максимальному значению величины полного ионного тока. Для регистрации использо-

вался шлейфовый осциллограф Н-117. Интервал сканирования - 65...750 Да, скорость сканирования - 2 мин/декада. Расчет содержания различных классов соединений осуществляли на основе пиков молекулярных ионов в моноизотопных масс-спектрах [4, 9, 10], принимая коэффициенты чувствительности равными единице. Качественная идентификация проведена с привлечением информации, извлекаемой из осколочных масс-спектров и масс-спектров высокого разрешения тех участков спектра, где молекулярно-массовые распределения различных классов соединений перекрываются.

Результаты и их обсуждение

Как следует из данных табл. 1, суммарное содержание азотистых соединений в изученных нефтях варьирует в весьма широких пределах, составляя в среднем 0,10 мас. %. Количество оснований колеблется от 0,004 до 0,029 мас. % (в среднем

0,022 мас. %). В органическом веществе пород концентрация азотсодержащих соединений существенно выше (в среднем 0,89 мас. %), чем в нефтях, однако в их составе понижена доля оснований (в среднем 14,2 против 21,6 отн. %).

Таблица 1. Характеристика нефтей и РОВ пород верхней юры Западной Сибири

№ п/п* Площадь, № скважины Глубина залегания, м Содержание, мас. % Мосн/МобщХ х100, %

Мобщ. Мосн.

Нефти

1 Болтная,1 2452...2460 0,02 0,004 20,0

2 Федюшкинская, 2 2844.2849 0,13 0,028 21,5

3 Ясная, 21 2641.2653 0,13 0,029 22,3

4 Квартовая, Р-3 2595.2602 0,10 0,021 21,0

5 Первомайская, 270 2536.2539 0,11 0,025 22,7

6 Крапивинская, 191 2644.2648 0,08 0,019 23,7

7 Столбовая, 75 2595.2598 0,13 0,026 20,0

РОВ

8 Болтная,1 2414,6 1,20 0,188 15,7

9 Болтная,1 2419,6 0,76 0,130 17,1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10 Федюшкинская, 4 2833,5 0,63 0,100 15,9

11 Ясная, 20 2642,1 1,16 0,130 11,2

12 Квартовая, 10 2613,7 0,95 0,130 13,7

13 Первомайская, 2278 2548,0 0,76 0,126 16,6

14 Крапивинская, 211 2695,1 0,94 0,120 12,8

15 Крапивинская, 191 2637,4 0,99 0,124 12,5

16 Столбовая, 89 2601,1 0,62 0,079 12,7

*Номер образца, сохранен далее во всех таблицах

Особенностью азотистых соединений органического вещества пород является также более высокое содержание низкомолекулярных компонентов. Из РОВ их экстрагируется в среднем 2,71 мас. %, из нефтей - только 0,15 мас. % (табл. 2). Факт повышенного содержания низкомолекулярных соединений азота в РОВ, по сравнению с нефтями, отмечен и в работах [2, 3, 11].

По данным элементного и функционального анализов все полученные концентраты представляют собой смесь сильных и слабых азотистых оснований (^бщ.=Косн.+Ксл.осн.). Степень извлечения низкомолекулярных сильных оснований из РОВ составляет 21,2...31,9 (среднее значение - 26,0 отн. %). Для нефтей эта величина ниже (12,7...16,6, в среднем - 14,5 отн. %).

Таблица 2. Характеристика концентратов низкомолекулярных азотистых соединений, выделенных из нефтей и РОВ пород

Номер образца Выход, мас. % Содержание, % Мосн./Мобщ.х х100, % Мсл.осн./Мобщ.х х100, %

Мобщ. абс. NW Мсл.осн. абс.

абс. отн.*

Нефти

1 0,04 2,45 1,48 14,8 0,97 60,4 39,6

2 0,14 3,18 2,54 12,7 0,64 79,9 20,1

3 0,20 3,24 2,40 16,6 0,84 74,1 25,9

4 0,14 2,98 2,18 14,5 0,80 73,2 26,8

5 0,18 2,78 2,03 14,6 0,75 73,0 27,0

6 0,14 3,08 2,08 15,3 1,00 67,5 32,5

7 0,20 2,65 1,70 13,1 0,95 64,2 35,8

РОВ

8 5,45 2,30 0,95 27,5 1,35 41,3 58,7

9 2,90 3,03 1,43 31,9 1,60 47,2 52,8

10 2,00 2,69 1,28 25,6 1,41 47,6 52,4

11 2,00 2,88 1,38 21,2 1,50 47,9 52,1

12 3,47 2,60 0,97 25,9 1,63 37,3 62,7

13 2,53 2,59 1,21 24,3 1,38 46,7 53,3

14 2,20 2,87 1,27 23,3 1,60 44,3 55,7

15 2,00 3,54 1,64 26,4 1,90 46,3 53,7

16 1,80 2,65 1,23 28,0 1,42 46,4 53,6

*Расчет произведен по формуле: отн. % = (Выход кон-

центрата, мас. %.^н, абс. % в концентрате)^ош, абс. % в нефти или в РОВ.

Степень извлечения слабых оснований в концентрат не оценивали из-за возможных погрешностей в определении абсолютного содержания слабоосновного азота в исходных образцах методом неводного потенциометрического титрования [12].

По соотношению сильных и слабых азотистых оснований концентраты, выделенные из нефтей и РОВ, различаются. В составе азотистых соединений нефтей преобладают сильные основания (60,4...79,9, в среднем 70,3 отн. %). Относительное содержание сильных и слабых оснований в составе азотистых соединений, экстрагируемых из РОВ, практически одинаково (37,3...47,9 и 52,1...62,7, в среднем 45,0 и 55,0 отн. % соответственно).

Результаты ИК-спектроскопии указывают на сходство качественного состава низкомолекулярных азотистых соединений нефтей и РОВ. В колебательных спектрах всех исследованных концентратов проявляются полосы поглощения сильных оснований ряда пиридина (перегибы в области

1580...1520 см-1), циклических амидов, которые относятся к слабым основаниям (3450...3300 и 1660 см-1) и карбоксилсодержащих соединений (3200, 1715 см-1) [13]. Последние, в зависимости от

положения карбоксильной группы, могут проявлять как сильно- (в отдаленном положении этой группы от атома азота), так и слабоосновные (в ближайшем положении к атому азота) свойства [14].

О сходстве состава низкомолекулярных азотистых соединений нефтей и РОВ свидетельствуют и результаты их фракционирования на кремниевой кислоте (табл. 3). В обоих случаях исследуемые компоненты распределяются по трем фракциям. При этом нефти характеризуются более высоким (в среднем 59,7 отн. %), чем РОВ (в среднем 30,0 отн. %) содержанием хроматографически подвижных соединений, которые элюируются во фракции Ф1. В органическом веществе пород выше, чем в нефтях содержание прочно сорбируемых компонентов, элюирующихся во фракции Ф2 и Ф3 (в среднем 40,1 против 30,6 и 29,9 против 9,7 отн. % соответственно).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 3. Распределение низкомолекулярных азотистых оснований нефтей и РОВ пород по хроматографическим фракциям

Образец Ф1 Ф2 Ф3

Выход, мас. %

Нефть 54.1...63.9* 59,7 (7) 26,6...34,2 30,6 (7) 7,6...12,6 9,7 (7)

РОВ 18,2...36,0 30,0 (9) 36,5...52,4 40,1 (9) 27,2...34,2 29,9 (9)

Содержание 1\1ос„., отн. %

Нефть 79.3...81.8 80,3 (7) 12,1...14,6 13,4 (7) 6,0...6,7 6,3 (7)

РОВ 34,6...41,9 37,9 (9) 22,8...31,6 27,0 (9) 32,1...39,9 35,1 (9)

Содержание Чл.^., отн. %

Нефть - 812...883 84,8 (7) 11,7...18,8 15,2 (7)

РОВ - 71А..8Ю 76,4 (9) 19,0...28,6 23,6 (9)

*В числителе указан интервал изменения параметра; в знаменателе - его среднее значение; в скобках - количество образцов, по которым проведено усреднение.

По данным функционального анализа хроматографически подвижные соединения фракций Ф1 как нефтяных образцов, так и РОВ представлены только сильными основаниями, а менее хроматографически подвижные соединения фракций Ф2 и Ф3 - смесью сильно- и слабоосновных компонентов (табл. 3). Согласно [15] хроматографическая подвижность азотистых соединений зависит от степени экранирования атома азота в молекуле. Характер распределения низкомолекулярных азотистых оснований по продуктам разделения свидетельствует о том, что в составе сильных и слабых оснований нефтей преобладают экранированные, а в составе низкомолекулярных оснований органического вещества пород - малоэкранированные структуры. Так большая часть сильных оснований нефтей переходит во фракции Ф1 (в среднем 80,3 отн. %), а большая часть сильных оснований РОВ распределяется по фракциям Ф2 (в среднем 27,0 отн. %) и Ф3 (в среднем 35,1 отн. %). Основная

масса слабоосновных азотсодержащих соединений и нефтей, и РОВ представлена экранированными структурами, которые концентрируются во фракциях Ф2. Однако в РОВ их доля ниже, чем в нефтях (в среднем 76,4 против 84,8 отн. %). В то же время относительное содержание неэкранированных по азоту слабых оснований, элюирующихся во фракции Ф3, в РОВ выше, чем в нефтях (в среднем 23,6 против 15,2 отн. %). Преобладание неэкрани-рованных структур в составе сильных и слабых оснований органического вещества пород может быть связано со слабой адсорбцией экранированных изомеров на глинистых минералах и/или их низкой растворимостью в пластовой воде [3].

Сведения о структурно-групповом составе низкомолекулярных азотистых оснований нефтей и РОВ получены на основе данных масс-спектрометрического анализа хроматографических фракций. В соответствии с результатами, приведенными в табл. 4, низкомолекулярные азотсодержащие компоненты всех изученных образцов представлены одинаковым набором соединений, состав которых выражается эмпирической формулой СпИ2п-гХ, где X = К, N8, N0 и К02, а г - степень водородной не-насыщенности.

Соединения типа СпИ2п-гК и СпИ2п-гШ отражают состав сильных оснований, соединения типа СпИ2п-гК0 - слабых оснований. Азотсодержащие компоненты с общей формулой СпИ2п-гК02, могут проявлять как сильно-, так и слабоосновные свойства [14]. В нефтях доминируют основания типа СпИ2п-гК (34,8...37,0 отн. %), в РОВ - основания типа СпН2п-гШ (38,7...40,3 отн. %).

Сильные основания всех изученных образцов представлены алкил- и нафтенопроизводными хинолина, бензо-, дибензохинолина, азапирена, бен-зотиазола, тиофено- и бензотиофенохинолина. Преобладающими типами соединений в нефтях являются бензохинолины (11,1...11,9 отн. %) и бен-зотиофенохинолины (8,5...9,5 отн. %), в РОВ -бензохинолины (9,0...10,6 отн. %) и бензотиазолы (9,9...11,8 отн. %). Максимум в распределении аза-аренов приходится на мононафтенопроизводные (г= 19), максимум в распределении гибридных структур - на алкилпроизводные (г=21 и 9).

Среди слабоосновных компонентов идентифицированы производные циклических амидов типа пиридонов и их гидрированных аналогов - лактам-ов. Их содержание в нефтях составляет 13,2...14,8 и

7.0...7.5, в РОВ 25,0...28,0 и 12,3...13,9 отн. %, соответственно. Во всех образцах преобладают гетероциклические ароматические амиды с максимальным содержанием бензохинолонов (в нефтях

6.0...7.0, в РОВ 12,0...13,9 отн. %). В изобарных сериях этого ряда и в нефтях, и в РОВ превалируют алкилпроизводные (г=17). Большую часть лактам-ов составляют соединения с протонодефицитно-стью, равной 15 (в нефтях 2,6...3,0, в РОВ

4.6...6.9,отн. %).

Таблица 4. Структурно-групповой состав низкомолекулярных азотистых соединений нефтей и РОВ пород верхней юры Западной Сибири

Соединения 2 Молеку- лярная масса Содержание относительно суммы идентифицированных соединений в образце, отн. %

Нес эти РОВ

1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13 14 15

с„н2п-гм 34,8 36,0 36,4 37,0 35,9 35,5 22,0 21,4 22,3 22,6 22,7 22,3 23,9 22,0

Хинолины 11-17 129-249 8,8 9,0 9,4 9,6 9,4 9,7 7,9 7,4 6,9 7,2 7,8 7,0 7,3 6,6

Бензохинолины 17 179 3,1 3,5 3,5 3,5 3,4 3,4 2,3 2,5 2,4 2,4 2,3 2,3 2,6 2,7

19 219 5,8 6,1 5,9 5,6 5,7 5,3 6,2 6,0 6,2 6,0 6,6 6,0 6,5 6,2

21 259 2,2 2,3 2,4 2,8 2,5 2,4 0,8 0,7 0,9 1,0 0,8 0,7 1,5 0,9

11,1 11,9 11,8 11,9 11,6 11,1 9,3 9,2 9,5 9,4 9,7 9,0 10,6 9,8

Дибензохинолины 23, 25 229, 269 7,6 7,9 7,9 8,0 7,7 7,6 3,3 3,2 3,9 3,8 3,4 3,9 3,8 3,4

Азапирены 21, 23 203,243 7,3 7,2 7,3 7,5 7,2 7,1 1,5 1,6 2,0 2,2 1,8 2,4 2,2 2,2

СпН2п-г^ 20,9 20,7 20,1 20,4 20,5 21,2 21,1 22,4 20,4 20,6 20,6 21,4 21,1 21,4

Бензотиазолы 9 135 1,7 1,8 1,5 1,5 1,4 1,6 4,6 5,0 4,1 4,0 4,1 4,8 4,2 4,8

11 175 1,2 1,1 1,4 1,3 1,3 1,2 3,2 4,2 3,2 3,5 4,0 3,5 4,1 3,6

13 215 1,1 1,0 0,9 1,2 1,0 1,2 2,4 2,6 2,8 2,4 2,6 2,7 2,6 3,2

4,0 3,9 3,8 4,0 3,7 4,0 10,2 11,8 10,1 9,9 10,7 11,0 10,9 11,6

Тиофенохинолины 15-19 185-265 8,0 7,4 7,7 7,9 7,5 7,7 3,6 3,2 3,2 3,6 3,5 3,7 3,9 3,5

Бензотиофенохинолины 21 235 5,2 5,5 5,1 4,9 5,8 5,8 5,0 4,8 4,0 4,0 3,7 4,1 3,8 3,5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

23 275 3,7 3,9 3,5 3,6 3,5 3,7 2,3 2,6 3,1 3,1 2,7 2,6 2,5 2,8

8,9 9,4 8,6 8,5 9,3 9,5 7,3 7,4 7,1 7,1 6,4 6,7 6,3 6,3

СпН2п-гМО 21,8 20,7 21,6 20,5 21,2 21,3 40,3 39,5 39,4 39,7 39,5 38,7 38,8 38,8

Лактамы 11 187 1,5 1,4 1,4 1,3 1,1 1,4 3,3 3,9 3,0 3,3 3,6 4,9 4,1 3,6

13 227 1,8 1,8 1,8 2,0 1,7 1,9 2,7 2,8 3,0 3,0 2,5 2,3 1,8 2,0

15 197 2,7 3,0 2,9 2,7 2,8 2,6 4,9 5,9 4,6 4,6 5,5 5,0 6,9 6,2

17 237 1,0 1,3 1,2 1,3 1,5 1,2 1,4 1,3 1,8 1,9 1,4 1,3 1,0 1,3

7,0 7,5 7,3 7,3 7,1 7,1 12,3 13,9 12,4 12,8 13,0 13,5 13,8 13,1

Хинолоны 13, 15 185,225 3,4 3,5 3,9 3,8 3,8 3,8 7,6 7,7 7,7 7,0 7,2 7,4 7,4 7,2

Бензохинолоны 17 195 2,4 2,4 2,5 2,3 2,4 2,3 5,9 5,0 5,7 6,1 5,8 5,1 5,0 4,7

19 235 2,2 1,5 2,2 1,6 1,9 2,0 3,6 3,5 3,9 4,0 3,6 3,3 3,3 3,9

21 275 1,5 1,4 1,5 1,3 1,2 1,5 2,8 2,3 2,7 2,3 2,3 2,6 2,7 2,8

23 315 0,9 0,8 0,5 0,8 0,9 0,7 1,6 1,4 1,0 1,2 1,3 1,5 1,0 1,1

7,0 6,1 6,7 6,0 6,4 6,5 13,9 12,2 13,3 13,6 13,0 12,5 12,0 12,5

Ди- + трибензохинолоны 23-29 245-295 4,4 3,6 3,7 3,4 3,9 3,9 6,5 5,7 6,0 6,3 6,3 5,3 5,6 6,0

СпН2п-гМО2 (кислоты) 22,5 22,6 21,9 22,1 22,4 22,0 16,6 16,7 17,9 17,1 17,2 17,6 16,2 17,8

Хинолинкарбоновые 13 173 4,0 4,3 4,4 4,2 4,2 4,0 2,6 2,5 2,6 2,8 2,8 2,6 2,1 2,3

15 213 3,2 3,4 3,2 3,1 3,4 3,2 2,4 2,0 2,1 1,7 1,7 2,4 2,0 1,8

17 253 2,5 2,2 2,4 2,3 2,4 2,3 0,8 1,3 1,7 1,5 1,3 1,3 1,3 1,3

19 293 0,8 0,9 0,5 0,9 0,8 0,7 0,7 0,8 0,7 0,7 0,8 0,5 0,8 1,0

10,5 10,8 10,5 10,5 10,8 10,2 6,5 6,6 7,1 6,7 6,6 6,8 6,2 6,4

Бензохинолинкарбоновые 19 223 4,5 4,3 4,4 4,4 4,1 4,7 4,4 4,0 4,7 4,2 4,8 4,9 4,1 3,8

21 263 3,2 3,3 3,2 3,3 3,1 3,4 2,3 2,9 2,0 2,4 2,3 2,7 2,5 3,7

23 303 0,8 0,9 0,6 0,8 1,1 0,6 0,8 0,4 1,0 0,7 0,8 0,8 0,9 1,1

8,5 8,5 8,2 8,5 8,3 8,7 7,5 7,3 7,7 7,3 7,9 8,4 7,5 8,6

Дибензохинолинкарбоновые 25, 27 273,313 3,5 3,3 3,2 3,1 3,3 3,1 2,6 2,8 3,1 3,1 2,7 2,4 2,5 2,8

В составе соединений с общей формулой СпИ2п-гК02 установлено присутствие только гетероциклических ароматических кислот, количество которых изменяется в пределах 21,9...22,6 и

16,2...17,9 отн. % для нефтей и РОВ соответственно. Азотсодержащие кислоты исследованных образцов содержат в своей структуре хинолиновое, бензохи-нолиновое и дибензохинолиновое ядро. В нефтях преобладают хинолинкарбоновые кислоты (10,2...10,8 отн. %), для образцов РОВ характерно повышенное содержание бензохинолинкарбоновых кислот (7,3...8,6 отн. %). В обоих случаях максимум в распределении азотсодержащих кислот приходится на алкилированные структуры (г=13 и 19).

Выводы

1. Выполнен сравнительный анализ данных по распределению и составу низкомолекулярных азотсодержащих компонентов в нефтях и пород верхней юры Западной Сибири.

2. Установлено, что количество низкомолекулярных азотистых соединений в органическом ве-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Большаков Г.Ф. Азоторганические соединения нефти. - Новосибирск: Наука, 1988. - 215 с.

2. Yamamoto M., Taguchi K., Sasaki K. Basic nitrogen compounds in bitumen and crude oils // Chem. Geol. - 1991. - V. 93. -P. 193-206.

3. Yamomoto M. Fractionation of azaarenes during oil migration // Org. Geochem. - 1992. - V. 19. - № 4-6. - P. 389-402.

4. Bakel A.J., Philp R.P. The distribution andquantitation of organoni-trogen compounds in crude oils and rock pyrolysates // Org. Geochem. - 1990. - V. 16 - № 1-3. - P. 353-367.

5. Li M., Yao H., Stasiuk L.D., Fowler M.G., Larter S.R. Effect of maturity and petroleum expulsion on pyrrolic nitrogen compound yields and distributions in Duvernay Formation petroleum source rocks in central Alberta, Canada // Org. Geochem. - 1997. - V. 26.

- № 11-12. - P. 731-744.

6. Герасимова Н.Н., Сагаченко ТА., Бейко О.А., Огородников В.Д. Выделение и фракционирование азотистых оснований из нефти // Нефтехимия. - 1987. - Т. 27. - № 1. -С. 32-38.

7. Чумаченко М.Н., Хандик Т.А., Соснина Н.П., Воротникова В.А. Определение азота в нефтях и нефтепродуктах // Химия и технология топлив и масел. - 1983. - № 5. - С. 39-40.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8. Безингер Н.Н., Гальперн ГД. Функциональный анализ азотистых оснований и амидов и групповой анализ азотистых соединений нефти // В сб.: Методы анализа органических соединений нефти, их смесей и производных / Отв. ред. Г.Д. Гальперн.

- М.: Изд-во АН СССР, 1960. - С. 141-169.

ществе пород существенно выше, чем в нефтях соответствующих площадей.

3. Показано, что низкомолекулярные азотистые соединения представлены смесью сильных и слабых оснований, в составе которых присутствуют алкил- и нафтенопроизводные хинолина, бензо- и дибензохинолина, азапирена, бен-зотиазола, тиофено-, бензотиофенохинолина, циклические амиды типа пиридона, их гидрированные аналоги - лактамы, хинолин-, бензо-и дибензохинолинкарбоновые кислоты.

4. Особенностью азотистых оснований рассеянного органического вещества является повышенное содержание малоэкранированных структур. В нефтях преобладают сильные основания типа СпИ2п-гК, в рассеянном органическом веществе -слабые основания с общей формулой СпИ2п-гК0.

5. Выявленные различия в распределении и составе низкомолекулярных азотистых оснований нефтей и рассеянного органического вещества могут быть связаны с фракционированием этих компонентов во время первичной миграции нефти.

9. Бродский Е.С. Масс-спектрометрический анализ углеводородов и гетероатомных соединений нефти // В сб.: Методы исследования состава органических соединений нефти и битумо-идов / Отв. ред. Г.Д. Гальперн. - М.: Наука, 1985. - С. 57-119.

10. Полякова А.А. Молекулярный масс-спектральный анализ органических соединений. - М.: Химия, 1983. - 248 с.

11. Clegg H., Wilkes Н., Oldenburg Т., Santamaría D., Horsfield B. Influence of maturity on carbazole and benzocarbazole distributions in crude oils and source rocks from the Sonda de Campeche, Gulf of Mexico // Org. Geochem. - 1998. - V. 29. - № 1-3. - P. 183-194.

12. Сагаченко ТА., Герасимова Н.Н., Цой Л.А. и.др. Определение соединений азота различной основности в нефтях и органическом веществе пород // Органическое вещество в современных и ископаемых осадках: Матер. VII Всес. семинара. - Ташкент, 1982. - С. 59-60.

13. McKay J.F., Weber J.H., Latham D.R. Characterization of nitrogen bases in high-boiling petroleum distillates // Anal. Chem. - 1976. -V. 48 - № 6. - P. 891-898.

14. Jewell D.M. The role of nonhydrocarbons in the analysis of virgin and biodegraded petroleum // Petroleum in the marine environment. Adv. in chem. - N.J., 1980. - Ser. 185. - P. 219-232.

15. Лукьянов В.И., Бейко О.А. Анализ нефтяных азотистых соединений по типам методом жидкостной адсорбционной хроматографии с линейным элюированием // В сб. науч. тр.: Проблемы химии нефти / Отв. ред. ГФ. Большаков. - Новосибирск: Наука, 1992. - С. 56-64.

Поступила 25.06.2009 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.