Генерация углеводородов
Сергей Владимирович Шиманский К.г.-м.н.
Доцент кафедры геофизики института наук о Земле СПбГУ
Санкт-Петербург
2014
Происхождение УВ
Углеводороды — органические соединения, состоящие исключительно из атомов углерода и водорода. Углеводороды считаются базовыми соединениями органической химии, все остальные органические соединения рассматривают как их производные.
Поскольку углерод имеет четыре валентных электрона, а водород — один, простейший углеводород — метан (CH4).
Углеводородный состав нефти и газа
Циклоалкановые (нафтены)
Алкановые |
Ароматические |
|
(предельно насыщенные) |
||
(арены) |
||
CnH2n+2 |
||
CnH2n+p |
||
|
Углеводородный состав нефти и газа
Алкановые (предельно насыщенные)
CnH2n+2
Метановые |
Алифатические |
Парафиновые |
С1-С4 |
С5-С15 |
С16-С40 |
(газообразные) |
(жидкие) |
(твердые) |
Углеродный скелет – линейные или разветвленные цепи углеродных атомов, соединенных простыми связями:
линейная – н-алканы (нормальные) |
нелинейная – и-алканы (изопреновые) |
Углеводородный состав нефти и газа
Циклоалкановые (нафтены)
|
Насыщенные циклические УВ |
|
С3-С4 |
С5-С7 |
С8-С… |
(газообразные) |
(жидкие) |
(твердые) |
Количество циклов в молекуле (от 1 до 5), определенное по массспектрометрическому методу
Циклопептан
Циклогексан
Углеводородный состав нефти и газа
Ароматические
p = 6, 12, 14, 16, 18, 20, 24, 28, 30, 36
(арены)
CnH2n-p
•Имеют шестичленные циклы с сопряженными связями.
•Более высокие показатели плотности, чем у УВ других типов с тем же числом атомов углерода
•Избирательно растворяются в некоторых веществах - отсюда возможность селективного извлечения аренов из сложных растворов и их легкая идентификация
НЕуглеводородный состав нефти и газа
Соединения, содержащие гетероэлементы – O, N, S и микроэелементы (V, Ni, Fe, Cu и др).
Кислородосодержащие |
Серосодержащие соединения нефти |
соединения нефти |
|
Азотосодержащие соединения нефти
НЕуглеводородный состав нефти и газа
Соединения, содержащие гетероэлементы – O, N, S и микроэелементы (V, Ni, Fe, Cu и др).
Происхождение УВ
Углерод — четвертый по распространению во всей вселенной (после гелия, водорода и кислорода). Занимает 11 место в Земной коре.
CH4 – восстановленная форма, CO2 -наиболее окисленная форма
Уникальная черта С – способность атомов связываться друг с другом , образуя длинные углеродные цепочки, кольца и более сложные комплексные образования .
0.0028% |
0.0133% |
океан |
атмосфера |
0.03-0.10% |
11-21% |
|
литосфера |
Живые организмы |
|
Усредненные массы C, % |
||
|
Происхождение УВ
Циклы органического |
Захоронение |
|
|
углерода |
ОВ удерживаемое |
|
|
в осадочных породах |
Фотосинтез |
CO2 |
(кероген) |
|
Дыхание |
|
Растения и |
ОВ в почве |
бактерии |
|
|
породах) |
Разложение |
|
Нефть и газ
Миграция
флюидов
Захоронение
|
Поднятие и |
||
Животные |
эрозия |
ОВ в метаморфизованных |
|
Разложение |
|
|
породах |
|
|
(преимущественно метаантрацит |
|
|
|
|
|
|
Поднятие и |
|
и графит) |
Цикл 1 |
эрозия |
Цикл 2 |
|
Биохимический |
|
Геологический |
|
(короткий, сотни лет) |
(длинный, млн лет) |
||