Кероген и его превращения

Не было недостатка в попытках искусственно состарить кероген. Однако искусственное старение (созревание) керогена и осуществление главной фазы нефтеобразования в лабораторных условиях по своим результатам заметно отличны от процессов, проходящих в земной коре. Дело в том, что деструкция керогеновой матрицы и образование углеводородов требуют (в условиях лаборатории) значительно более высоких температур, поэтому при искусственном пиролизе керогена приходится прибегать к нагреву до 400° С и выше, в то время как процессы нефтеобразования в земной коре происходят при 130—150° С, но длятся, вероятно, многие миллионы лет. Отсюда ясно, что состав продуктов пиролиза керогена отличен от состава углеводородов нефти хотя бы потому, что в продуктах пиролиза обычно в значительных количествах присутствуют олефины, в частности алкены-1, чего никогда не наблюдается в нефтях . В общем состав высокотемпературного пиролиза керогена несколько напоминает состав продуктов пиролиза некоторых сланцев. В то же время при длительном низкотемпературном нагреве керогена углеводороды образуются постепенно. Здесь успевают происходить процессы перераспределения водорода (об этом подробнее см. дальше), характерные для превращений органических соединений, адсорбированных на алюмосиликатах (глинах), и, как результат, образуются насыщенные и ароматические углеводороды, т. е. образуются углеводородные смеси, по составу более близкие к нефтяным. [c.186]

Выход, % на превращенный кероген [c.14]

Термокаталитическое превращение керогена проводили в стальном автоклаве. В качестве катализатора применяли синтетический алюмосиликат. Кероген представлял собой обогащенный тонкоизмельченный сланец с содержанием минеральных примесей около 16%. Элементарный состав органической части обогащенного сланца [c.8]

Для тех представлений об изменениях смолы, которые мы себе составили, наиболее важным и единственно доступным при современном состоянии знаний опорным экспериментальным материалом является групповой функциональный состав смолы. Поэтому ниже рассматриваются пути превращения составляющих сланцевой смолы именно с точки зрения превращения функциональных кислородных групп, так как другие группы в керогене, по крайней мере в случае прибалтийских сланцев, не играют какой-либо существенной определяющей роли. [c.33]

При наличии в керогене сланца высокополимерных сложных эфиров последние будут претерпевать превращения на первой ступени термической обработки сланца, а именно, на стадии дезоксидации и термолиза, если принять, что превращение керогена сланца протекает по следующей схеме [c.34]

Молекулярная структура органического вещества на этом этапе существенной деструкции еще не испытывает, активного нефтеобразования не происходит при любой длительности процесса, вплоть до 400—600 млн. лет. При температуре до 50— 70°С (вероятно, даже до 90°С) порог активации реакций деструкции молекулярной структуры органического вещества еще не достигается и любое самое продолжительное геологическое время не может компенсировать недостаток температуры. В более глубокой зоне (до 2,5—3 км при температуре до 90—100—150°С) направленность процесса термического превращения сапропелевого органического вещества принципиально изменяется. При незначительном изменении содержания углерода в керогене заметно снижается содержание водорода быстро и значительно возрастает и достигает максимума концентрация хлороформенного битумоида в целом, в том числе высокомолекулярных нефтяных углеводородов (С15—С45) образуются и достигают максимальной концентрации низкокипящие углеводороды бензиновых фракций (Се— С14). В составе газовой фазы органического вещества достигает максимума концентрация гомологов метана (С2 — С5) содержание СН4 пока незначительно. [c.11]

Органическое вещество организмов, вероятно, состоит из различных биохимических компонентов в разной пропорции, которые подвергались химическим превращениям во время отложения и уплотнения осадка. Типичными реакциями превращения этих компонентов являются восстановление, т. е. процессы удаления из молекул кислорода и присоединения к ним водорода, и декарбоксилирование, т. е. удаление карбоксильного радикала (СООН). Кроме того, различные активные ненасыщенные соединения (соединения с двойными, тройными и т. п. связями), видимо, соединяются и образуют нерастворимое аморфное вещество, известное как кероген. Другие химические изменения, происходящие на протяжении геологического времени, связаны с изменением температуры вследствие геологических процессов. [c.197]

Б более глубокой зоне (до 2,5—3 км при температуре до 90—100—150 °С) направленность процесса термического превращения сапропелевого органического вещества принципиально изменяется. При незначительном изменении содержания углерода в керогене заметно снижается содержание водорода быстро и значительно возрастает и достигает максимума концентрация хлороформенного битумоида в целом, в том числе высокомолекулярных нефтяных углеводородов (С15—С45) образуются и достигают максимальной концентрации низкокипящие углеводороды бензиновых фракций (Се — Си)- В составе газовой фазы органического вещества достигает максимума концентрация гомологов метана (С2 — С5) содержание СН4 пока незначительно. [c.44]

В работах сборника рассматриваются вопросы превращения и реакционной способности углеводородов на примере индивидуальных компонентов нефти. Большинство работ посвящено термокаталитическим превращениям углеводородов различных классов — метанового, нафтенового, ароматического и жирноароматического рядов — на алюмосиликатных катализаторах. Часть работ касается каталитических превращений кислородсодержащих соединений, являющихся довольно частыми компонентами некоторых типов нефтей, — кислот, фенолов и жирноароматических спиртов. Ряд статей освещает вопросы строения и состава керогенов сланца и проблемы, связанные с происхождением и метаморфизмом нефти. Две статьи посвящены изучению термической и термоокислительной устойчивости моторных топлив и исследованию режима их сгорания. в сборник включены также и работы по термодинамике и кинетике процессов превращения нефти. [c.2]

Сравнивая содержание азота в синезеленых водорослях с содержанием азота в керогене кукерсита, т. е. 9,6 и 0,4%, приходится констатировать почти полное исчезновение или же превращение белков исходного вещества — от общего количества азота осталось лишь 4 %. [c.370]

Некоторые авторы указывают, что для характеристики степени эволюции большое значение имеют два показателя отношение 81/( 81 + 82) и температура Т (рис. 15). Отношение 81/( 81 + 82) при отсутствии миграции представляет собой коэффициент превращения г - это количество нефти и газа, которое образовалось из керогена к генетическому потенциалу, т.е. к общему количеству нефти и газа, которое способен генерировать кероген. Этот коэффициент показывает степень фактической реализации генетического потенциала. Постепенное увеличение его с глубиной определяет его ценность как показателя зрелости органического вещества. Значения 81 и 81/( 81 + 82) помимо определения степени зрелости могут быть использованы для количественной оценки генерированных углеводородов. Результат удобно выражать соответственно в граммах углеводородов на тонну породы и в граммах углеводородов на килограмм органического вещества. Однако такую оценку нельзя производить по отдельным измерениям из-за вероятного наличия мельчайших скоплений углеводородов в материнских породах, которые могут сильно повлиять на нее. В связи с этим необходимо строить графики изменения коэффициента превращения 81/( 81 + 82) с глубиной и устанавливать такие скопления по аномально высоким его значениям по сравнению со средней кривой. [c.26]

Рассмотрим теперь современные представления о путях и механизме превращений липидной части органических веществ в ут леводороды нефти. Пути эти сложны и многостадийны. Лишь небольшая часть исходных молекул попадает затем в нефть в неизмененном или мало-измененном виде. Основное же превращение органического вещества в осадочных породах заключается в образовании нерастворимого продукта — геополимера, называемого обычно керогеном. В состав керогена, кроме остатков исходных органических молекул, входит и неорганическая составляющая, представленная обычно глинистыми минералами Детальное описание состава, свойств и строения керогена можно найти в монографиях [1, 2]. Для понимания механизма превращения органического вещества особенно важно, то, что молекулы последнего на определенном этапе химически связаны со своей неорганической матрицей. По мере погружения керогена в осадочную толщу земной коры, т. е. по мере роста температуры (что особенно важно) и давления в керогене происходят различные микробиологические и химические превращения. Обычно выделяют две основные стадии образования и преобразования керогена а) диагенез, или седиментогенез [1, 3], и б) катагенез. [c.183]

Что касается других главных биохимических компонентов — углеводов, лигнина и др., то скорее надо говорить не о непосредственном их участии в нефтеобразовании, а о их роли в сложном многостадийном процессе геохимических превращений органических веществ, где большое значение имеют гуминовые кислоты и нерастворимые компоненты (кероген), частично возникающие за счет углеводов и лигнина. [c.160]

Аналогичные результаты бьши получены в результате экспериментального моделирования процессов нефтеобразования при геохимических исследованиях [15]. В качестве исходных веществ для этих целей были приняты природный кероген и асфальтены. Кероген, как известно, в соответствии с осадочно-миграционной теорией органического происхождения нефти, представляет собой конечный продукт превращений органического вещества в осадочных породах. Это труднорастворимое органическое вещество, находящееся в комплексе с неорганической составляющей, представленной обычно глинистыми минералами и образующее геополимер . По установившимся представлениям из керогена в результате длительных многостадийньи процессов в осадочных поро- [c.19]

В заключение нужно коснуться еще вопроса о керогенных породах, или горючих сланцах. Это, по нашему мнению, недоразвившиеся до образования природной нефти породы. Если бы они были развиты в областях погружения в переслаивании с песками и могли попасть в зоны высокого давления, органическое вещество в них, по всей вероятности, превратилось бы в нефть. В некоторых из них процесс битуминизации не успел еще начаться, как они уже были выведены из сферы биохимических и химических процессов поднятием со дна моря. Таким примером являются куккерские сланцы В них синезеленая водоросль со времени нижнего силура сохранилась почти неизмененной. На покровном стеклышке в капле воды или хлоралгидрата она набухает и развертывается, как живая. В волжских сланцах процесс битуминизации уже начался, часть органогенного вещества уже перешла в битум, на этой стадии превращение остановилось, между тем как те же слои верхней юры, погребенные под меловыми отложениями в Эмбенском районе, дали нефть. В Майкопском нефтяном месторождении ниже основных нефтяных залежей, среди свиты фораминиферовых слоев, залегает пласт сильно битуминозной глины с рассеянными по всему пласту капельками иефти. Когда некоторые скважины, достигали этого пласта, в забое скоплялось даже небольшое количество свободной нефти. Если бы его перекрывал или подстилал пористый пласт, мы имели бы нефтеносный горизонт с промышленным скоплением нефти, а сейчас — это только пласт с диффузно рассеянной нефтью. Обращает на себя внимание исключительная нефтеносность майкопских глин в Хадыженском месторождении. Здесь глины настолько насыщены нефтью, что достаточно тончайших песчаных прослоев и смятия среди них, чтобы образовались скопления нефти, дающие хотя небольшие, но довольно постоянные притоки. И здесь, будь среди этих глин хорошие коллекторы, мы имели бы месторождение с большими запасами нефти, теперь рассеянной по всей толще [c.349]

В результате изучения состава сланцевого масла Кеди и Силиг получили ограниченные сведения о структуре керогена и о механизме реакции превращения. Постоянство состава углеводородов низко кипящей части сланцевого масла наводит на мысль о том, что кероген состоит преимущественно из гомологов комплексной структуры, которые при разложении выделяют углеводороды с таким же распределением структурных типов. В первых пяти десятипроцентных фракциях содержание изоолефинов вместе с циклоолефинами и изопарафинов с циклопарафинами уменьшается, а содержание азота увеличивается, поэтому можно предположить, что разложение керогена при перегонке и выход изосоединений вместе с циклическими соединениями в основном зависят от денитрования азотистых соединений и что для соединений более высокого молекулярного веса это происходит менее полно. Неожиданное увеличение изопарафиновых и нафтеновых углеводородов и уменьшение изоолефиновых с циклоолефиновыми и полициклическими ароматическими углеводородами в высококипящей части сланцевого масла указывают на то, что азотистые соединения, образовавшиеся первоначально из керогена, при перегонке разлагаются в следующей последовательности вначале азотистые соединения, затем изопарафины с циклопарафинами, потом изоолефины с циклоолефинами и, [c.66]

Органические остатки подвергаются разлагающему действию анаэробных бактерий. В первую очередь разрушаются белковые вещества с образованием сероводорода и аммиака и других продуктов глубокого распада белковой частицы и распада каких-то устойчивых азотистых соединений. Получается, по словам акад. В. Л. Омеляпского, как бы выгнпвший , или, как его неудачно называет Г. Потонье, минерализованный сапропель, который не изменяется очень долго даже при свободном доступе воздуха. Во вторую очередь подвергается распадению клетчатка, или целлюлоза, и лигнин и другие органические соединения с высоким содержанием кислорода. Роль анаэробных бактерий состоит в извлечении кислорода и в образовании устойчивых соединений. Первая стадия бактериального разложения заканчивается образованием жиров и других устойчивых соединений. Этим вообще заканчивается стадия биохимических процессов, и органическое вещество обращается в тот кероген, о котором мы уже говорили. По мнению других исследователей, роль анаэробных бактерий на этом не заканчивается. Мэррэй Ст-юарт и другие английские геологи считают, что бактериальное разложение совершается до конца, до превращения органического вещества в нефть. Жиры, разложенные в жирные кислоты, а эти [c.338]

Большинство американских геологов рассматривают биохимические процессы до погребения органического материала как стадию превращения, завершающуюся созданием вещества с низким содержанием Кислорода и переводом органического материала в следующую керогенпую стадию. Ограниченное получение нефти путем вытяжки растворителями по сравнению с тем количеством, которое может быть извлечено после нагревания ке-рогепной породы, по-видимому, показывает, что при этом произошло химическое изменение, при котором кероген превратился в нефть. Обычная же нерастворимость указывает на отсутствие свободной нефти в большинстве керогенных пород. Согласно этому взгляду, пефть является продуктом постепенного изменения керо-гепового вещества сланцев, которое само не является нефтью. Оно может сделаться пефтенодобным веществом либо при нагревании (перегонка всякого рода горючих сланцев), либо при высоком давлении. [c.341]

Из предыдущего видно, что мы не разделяем полностью ни точки зрения большинства американских геологов, считающих кероген промежуточным веществом на пути превращения органического вещества в нефть, ни точки зрения, развитой Меррэем Стюартом, считающим, что органическое вещество превратилось в нефть прежде его погребения и что процесс образования свободной нефти есть процесс нарушевия прилипания нефти к глинистым частицам и выжимания ее в пористую породу. Мы полагаем, что нефтеобразование, начавшись с разложения жиров в биогенном иле до его погребения, продолжалось и после его погребения при активном содействии анаэробных бактерий во весь период диагенетического изменения породы. Все эти взгляды нуждаются в дальнейшем их уточнении и экспериментальной проработке в лаборатории и увязке их с полевыми наблюдениями. Особенно важными мы считаем исследования по дальнейшему выяснению роли анаэробных бактерий в процессах нефтеобразования. [c.349]

Ароматические углеводороды нефти могут иметь различное происхождение. Во-нервых, ароматические группировки содержатся уже и самом сапропелитовом материале на более или менее глубоких стадиях его изменения. В керогене эстонских сланцев X. Т. Раудсепн нашел до 26% ароматических систем конечно еще ие углеводородного характера, а так как ароматические кольца не уничтожаются, они переходят из одного класса органических соединений в какой-то другой класс и в конце концов в ароматические углеводороды. Постоянное содержание кислорода (часто и серы) в ароматических углеводородах, выделенных из нефти физическими методами, является возможно признаком, унаследованным от исходного материала. Последний мог содер-н ать ароматические системы лигнина водяных растений. Попадавшие в сапропелевые илы в виде растительного детрита остатки наземной флоры также могли повысить ресурсы ароматических структур. Значительное содержание ароматических углеродных атомов в гумусовых углях, несмотря на то что клетчатка их не содержит, иллюстрирует возможность значительного содержания ароматических систем и в исходном материале нефти. Во всяком случае речь мол ет идти только о полициклических ароматических системах, а, следовательно, и об углеводородах этого ряда. С этой точки зрения содержание кислорода именно в высших членах ароматического ряда, выделенных из нефти, показательно в том отношении, что эти углеводороды ближе к иачальному веществу нефти, чем углеводороды прочих рядов, особенно среднего и низкого молекулярного веса. Вместе с тем подкрепляется положение, что во всех нефтях близость группового состава характерна именно для выспщх фракций высокого молекулярного веса. Различные типы нефти в основном зависят от позднейших ее превращений. Разукрупнение высших гибридных углеводородов [c.124]

При диагенезе в осадках, благодаря химическим превращениям, образуется определенное количество углеводородов нефтяного ряда. Из органических соединений пород, образовавшихся из осадков, растворителями жиров, такими как бензол и хлороформ, экстрагируются соединения — битумоиды. В результате преобразований на стадии диагенеза из сапропелевого, а также терригенного гумосового материала образуется так называемый кероген, в свою очередь превращающийся при катагенезе в нафтиды. [c.24]

Рассеянное органическое вещество (РОВ), называемое керогеном является продуктом диагенетического преобразования сапропелевогс и частично гумусового материалов. В силу сапропелевой природы 1 тон ко дисперсного состояния рассеянное органическое вещество пре терпевает превращения, отличные от катагенетических превращение органического концентрированного вещества гумусовой природы Они преобразуются, генерируя нафтиды, в то время как из органичес кого вещества (ОВ) высших растений образуются лишь твердое угле родистое вещество, в угли и газ. И только лишь некоторые составные [c.34]

Большая часть рассеянного органического вещества представляет собой кероген, нерастворимый в обычных органических растворителях Это сложное гетерогенное вещество может быть охарактеризовано элементным составом и продуктами, об разующимися при деструкции Для анализа керогенов используется ГХ—МС в сочетании с деструкцией под действием нагрева или лазерного облучения Получаемые пирограммы могут интерпретироваться по методу отпечатков пальцев , они пока зывают, как меняется структура керогена в процессах седимен тации и последующих превращений и могут использоваться для классификации осадков или керогенов [c.169]

При надлежащих условиях практически весь кероген может быть превращен в летучие и экстрагируемые продукты. Однако, тёрмобитум содержит при этом весьма значительные количества коксообразователей — карбенов. Если в смоле полукоксования содержание карбенов составляет 0,6%, то в термобитуме оно доходит до 50% [192]. [c.62]

Опыты 1 и 2 показывают, что выход бензолрастворимых продуктов, считая на кероген, составляет 9— 60%. Однако в действительности это не означает, что глубина превращения соот- [c.10]

Основная часть этого состава приходится на кероген, т. е. на углистый остаток, образовавшийся в результате биохимических превращений главным образом растительных остатков. Доля керогена составляет в среднем око.ло 8Б% оргяничегкого вещества. [c.122]

Для слоев сланца, богатых керогеном (В и Е), по тем же данным, проницаемость сланца при его превращении в полукокс [c.46]

Представление о прибалтийских сланцах, как продукте последовательных превращений, позволяет рассмотреть на основе теории этих превращений и данных о химическом составе и свойствах керогена сланцев вопрос о том, представляет ли собой кероген сложную смесь веществ различной прпроды или же это гомогенное, достаточно однородное образование. [c.10]

Эта замечательная мысль справедлива, конечно, в отношении всех видов ископаемого горючего. Она в принципе предопределяет неоднородность нх состава и строения. Речь может идти лишь о том, возможно. ли в условиях носледовательного превращения органического вещества временное возникновение гомогенных, однородных, достаточно устойчивых образований, к числу которых ио хпмическилг признакам напрашивается отнести кероген [c.14]

Асфальтены по современным представлениям — это остатки непревратившегося в нефть керогена. Кероген (нефтематеринская порода) — продукт превращения органических молекул в осадочных породах. [c.109]

Во время диагенеза и образования почвы кислородсодержащие соединения ароматического ряда, первоначально восполняемые растениями и животными, возможно, подвергаются многочисленным сложным химическим превращениям. В большинстве случаев эти изменения связаны с микробиологической активностью или являются результатом небиогенных процессов созревания. Постепенно все это приводит к образованию ряда геохимических веществ, известных как гуминовые кислоты, гиматомелановая кислота, креновая и апокреновая кислоты (фульвокислоты), гуминовые вещества, гумин, ульмин, кероген. [c.173]

Рассмотрев критически все возможные направления деструкции и превращения белков, приходится констатировать, что в условиях илооб разования и седиментации кукерситных сланцев более вероятным кажется возможность гидролиза белков до дикетопиперазинов и аминокислот. Из этих мономеров непосредственно при помощи поликоденсации новых высокополимеров не образовалось, иначе содержание азота в керогене соответствовало бы проценту азота в исходном материале. [c.371]

Принято считать, что минеральная часть сланцев не только оказала существенное влияние на процессы превращения материнского вещества в кероген. но что она не остается инертной и при переработке сланцев существующими методами на жидкое топливо и химические продукты По этому поводу Я- И. Хисип в своей монографии Термическое разложение горючих сланцев указывает . .. совершенно ясно, что раздел технологии сланцев может быть написан только с учетом того весьма действенного факта, что в сланцах на всех этапах термического разложения минеральное вещество активным взаимодействием с органическим веществом отчасти направляет процессы разложения и в значительной мере определяет характер конечных продуктов . Кроме того, наличие в сланцах больших масс минеральных компонентов в значительной Мере утяжеляет и ос ложняет тех1 ологию их переработки. Поэтому представляло интерес исследование термического разложения сланцев с минимально возможным содержанием минеральных компонентов. [c.71]

Кероген состоит как из биогенных остатков, так и из продуктов диагенетического превращения. Основные количественно опре-[яемые химические компоненты керогена представлены нор-1ьными, разветвленными и циклическими углеводородами, серо-[ержащими алкилированными углеводородами, алкилфенолами, )изошедшими из липидов, лигнина. Они составляют меньшую л ь Сорг керогена. В основном он представлен органическими атками, которые претерпели изменения во время и после захоро-1ИЯ. В отличие от битумов и нефтей кероген не мигрирует и оста- я на месте захоронения. Кероген разделяется на структурирован- [c.225]

Наконец, жирные кпслоты были извлечены из керогена сланцев Макминн (1,6 млрд. лет). Они представлены соединениями Сц—Сг [1]. Наличие жирных кислот также свидетельствует о том, что сложные формы жизни существовали уже 1,6 млрд. лет назад, хотя это свидетельство не такое прямое, как в случае алканов. В процессе превращения в кероген исходный биологический материал подвергался сильным изменениям, а при экстрагировании из этих остатков растворимых веществ они также претерпели самые различные превращения. И все же нет сомнений в том, что дальнейшие исследования и здесь дадут много интересного. Жирные кислоты открыты уже в кремнистом сланце из формации Ганфлинт, в железорудной формации Соуден и в серии Онвервахт. [c.219]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология