- •Тема 2. Геохимия нефти Лекция 3. Элементный и компонентный состав нефтей
- •1 Общие сведения о составе и свойствах нефти
- •2 Элементный состав
- •3 Углеводороды нефти
- •Алканов, или изо-алканов
- •Нафтенов (цикланов)
- •Ароматических ув
- •4 Гетероатомные соединения
- •Ванадилпорфирина
- •5 Хемофоссилии
- •Лекция 4. Фракционный состав и свойства нефтей
- •1 Фракционный состав
- •2 Физические свойства
- •Лекция 5. Геохимическая эволюция и классификации нефтей
- •1 Гипергенез, катагенез, физическая дифференциация нефтей и образование природных битумов
- •2 Классификации нефтей
2 Элементный состав
В нефтях обнаружено более 70 элементов таблицы Д.И. Менделеева, которые разделяются на главные, основные элементы и на микроэлементы (табл. 3).
Главными химическими элементами нефти являются углерод и водород. Содержание углерода составляет 82-87 %, а водорода 12-14 %. В сумме их содержание составляет 96-99 %.
Основные элементы представлены кислородом, серой и азотом. Их общее содержание составляет от 0,5 до 2 %, но может достигать 8 % и более, главным образом, за счет серы.
Микроэлементы содержатся в количестве от одной десятой до одной десятимиллионной доли процента. В сумме они составляют менее 1 %. Главное место среди микроэлементов занимают металлы – это: ванадий (V), никель (Ni), железо (Fe), цинк (Zn) и другие металлы. Содержатся также и неметаллы – галогены: хлор (Cl) бром (Br) йод (I) и другие элементы-неметаллы: фосфор (P) кремний (Si), мышьяк (Аs). Наибольшим содержанием выделяется: фосфор, до 0,1 %, ванадий (V) – 0,03-0,004 %, никель (Ni) – 0,03-0,05 %, железо (Fe) – 0,012-0,0003 % и цинк (Zn) – 0,0036-0,0004 %. При этом ванадий и никель концентрируются в золе некоторых нефтей в количествах, соизмеримых с их содержанием в промышленных рудах.
В изотопном составе соединений нефтей преобладают легкие изотопы элементов.
Таблица 3. Химический состав нефтей
Элементный состав |
|||
Главные элементы: |
Основные гетероэлементы: |
Микроэлементы: |
|
Углерод С – 82-87 %, Водород Н – 12-14 % |
Сера S – до 6-8 % Кислород О – до 3,6 % Азот N – до 1,7 % S+О+N – от 0,5-2 до 8 и более % |
Металлы: V, Ni, Fe, Zn, Mо, Co, W, Hg, U, и др. Галогены: Cl, Br, I Неметаллы: Р, Si, Аs Всего более 70 элементов, с содержанием от 10-1 до 10-7 % |
|
Компонентный (групповой) состав (более 1100 химических соединений) |
|||
Углеводородные компоненты (порядка 900 химических соединений): |
Неуглеводородные компоненты (около 370 химических соединений): |
||
Алканы – от 10 до 70 %, Цикланы – от 25 до 80 %, Арены – от 10 до 25 %, иногда до 50 %, Гибридные УВ – от 20 до 50 %, Алкены – иногда до 8-20 % |
Сернистые соединения (более 250), Кислородные соединения (более 70), Азотистые соединения (более 50), Смолы, Асфальтены |
||
Хемофоссилии (реликтовые соединения, биомаркеры) |
|||
Углеводородные структуры |
Неуглеводородные (гетороатомные) структуры |
||
Высокомолекулярные нормальные и изопреноидные алканы Полициклические изопреноидные УВ: стераны, тритерпаны, или гопаны Моноароматические стераны и гопаны |
Металлопорфирины Кислородсодержащие соединения: кислоты с разветвлёнными и неразветвлёнными цепями, стероидные кислоты, кетоны Азотсодержащие соединения: пиридины, хинолины, карбазолы Серосодержащие соединения: бензотиофены и дибензотиофены |
||