ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Газо-жидкостная хроматография в анализе алканов из "Углеводороды нефти" Как уже неоднократно указывалось, основным источником изопреноидных углеводородов нефтей считается непредельный спирт фитол. Предполагаемая схема каталитических превращений фитола была приведена в работах [34—36]. [c.207] Возможен также процесс деструкции алифатических цепей насыщенного димера фитадиена X (см. главу 3) с образованием изопреноидных углеводородов состава С , С15, ia, ig. [c.208] Значение высокомолекулярных изопреноидов нерегулярного строения в образовании изопреноидных алканов нефтей уже рассматривалось в главе 2. [c.209] В работе [44] были подробно изучены реакции превращения стеролов (XI) и станолов (XII) на алюмосиликатах в температурном интервале 180—250° С. Наибольшее внимание уделялось изучению структуры и стереохимии образующихся углеводородных молекул. В качестве исходных соединений были использованы холестерин, холестанол, эргостерин и ситостерин. Результаты опытов, проведенных с холестерином в различных условиях, помещены в табл. 55. [c.209] Как видно из приведенной схемы, стеролы претерпевают ряд превращений по параллельным направлениям, каждое из которых имеет несколько последовательных этапов. [c.211] Для понимания механизма формирования углеводородного состава нефтей важным является факт первичного (протекающего на ранних этапах катагенеза) образования углеводородов с перегруппированной структурой. Поскольку скелетная перегруппировка сте-ренов характерна лишь для ненасыщенных систем, последняя должна прекратиться после насьпцения углеводородов посредством перераспределения водорода. Образование изостеранов, напротив, является уже вторичным процессом, протекающим и в насыщенных системах. Таким образом, соотношение изо/а-стераны рассмотренное в главе 3, действительно является фактором, характеризующим глубину катагенного созревания нефтей. [c.211] Кроме подробно рассмотренных опытов с холестерином в работе [44], были проведены также опыты по превращению в тех же условиях эрго- и ситостеринов. В опытах с ситостерином были получены результаты, весьма схожие с результатами превращения холестерина. Эргостерин же превращался главным образом в соответствующий моноароматический стеран. Это не явилось полной неожиданностью, так как исходный продукт содержит, как известно, на две кратные связи больше, чем холестерин. Таким образом, присутствие в нефтях стеранов ag связано, вероятно, с наличием кампестерина — стероида, являющегося метильным гомологом холестерина. [c.211] В этой главе основное внимание было уделено реакциям образования углеводородов нефтей, протекающим по карбоний-ионному механизму. Однако имеются предположения о том, что превращения биоорганических молекул в нефтяные углеводороды протекают также и с участием свободных радикалов, в образовании которых определенную роль играет перестройка кристаллической решетки вмещающих пород. Свободнорадикальный механизм преобразования рассеянного органического вещества позволяет снизить вероятную температуру нефтеобразования до значений 20—50° С, что имеет немаловажное значение для построения различных генетических корреляций. Более подробно эти вопросы рассмотрены в монографии Галимова [47]. [c.212] В настоящей главе будут рассмотрены те превращения, которые претерпевают нефтяные углеводороды, находящиеся непосредственно в залежах, т. е. превращения, свойственные самим нефтям. Как будет показано далее, превращения эти в некоторых случаях весьма существенны и могут значительно изменить первоначальный углеводородный состав исходных нефтей. На протяжении уже многих лет обсуждались конкретные пути и механизм этих реакций, протекающих вследствие термического воздействия (термолиз), каталитического воздействия (термокатализ), а также под влиянием окислительного воздействия микроорганизмов (биодеградация). [c.215] Первые два типа реакций объединяют иногда под общим термином катагенез , в то время как окислительное воздействие микроорганизмов называют гипергенезом. В последние годы существенно расширились представления о действительных возможностях биодеградации, которая особенно значительно изменяет химический тип нефтей в залежах. Однако вначале рассмотрим превращения нефтей, протекающие нод воздействием температурного фактора,— термолиз, или термическая эволюция (старение) нефти. [c.215] Процессы термического превращения, особенно высокомолекулярных углеводородов, издавна привлекали внимание исследователей. Обширный материал, посвященный этому вопросу, а также термодинамический анализ возможностей таких превращений приведены в монографии [1], изданной в конце 50-х годов. Однако уровень аналитической техники в эти годы не позволил провести работы, посвященные непосредственно экспериментальным исследованиям термических превращений нефтей различных химических типов. В то же время любые, пусть даже самые точные, термодинамические расчеты свидетельствуют лишь о возможных, но не о реальных превращениях тех или иных углеводородов и тех или иных нефтей. Поэтому особый интерес представляют экспериментальные работы в этой области. [c.215] Воспроизведение естественных геологических процессов в лабораторных условиях всегда сопровождается трудностями, среди которых в первую очередь необходимо отметить невозможность моделирования такого важного параметра, как геологическое время. Это вынуждает исследователей проводить эксперименты по термическим превращениям при более высоких температурах, при этом считается, что повышение температуры (естественно, в разувших пределах) является единственным способом компенсации длительности воздействия более низкой температуры в геологических масштабах. [c.216] Конечно, справедливость такого предположения может вызвать серьезную и справедливую критику. По имеющимся данным, температуры залегания нефтей в пластах могут достигать максимальных значений 150—170° С. К сожалению, при этих температурах никаких видимых изменений в углеводородном составе нефтей в лабораторных условиях обнаружить невозможно. [c.216] Для выбора оптимальной температуры термолиза нефтей предварительно была проведена серия опытов при различных температурах 300—350—400° С. Было найдено, что после 20-суточного нагрева нефти при 300° С не наблюдалось заметного изменения в ее составе. При повышении температуры до 400° С было замечено резкое увеличение скорости распада углеводородов нефти, ведущее к интенсивному газообразованию. При этом в смеси продуктов реакции было обнаружено также значительное количество непредельных углеводородов, что не характерно для природных нефтей. Учитывая это, в дальнейшем для изучения термолиза мы выбрали температуру 350—360° С, при которой скорость распада нефтей возрастает в 30—60 раз по сравнению с 300° С, а заметное образование еще непредельных углеводородов не происходит. [c.216] Вернуться к основной статье