Геология нефти и газа (Еременко Н.) - часть 14

 

  Главная      Учебники - Разные     Геология нефти и газа (Еременко Н.) - 1968 год

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  12  13  14  15   ..

 

 

Геология нефти и газа (Еременко Н.) - часть 14

 

 

107 

числа  растворителей  и  выключением  наиболее  сильно  действующих 

из  них  общее  количество  битума  резко  убывает,  битумы  из  пород 

разного петрографического типа становятся все более сходными друг  с 

другом, общая восстановленность их растет.

 

Выявить  индивидуальные  химические  соединения,  входящие  в 

состав  дисперсных  рассеянных  битумов,  чрезвычайно  трудно.  Это 

объясняется  не  только  сложностью  химического  анализа  их,  но  и 

трудностью  извлечения из пород  достаточного количества  дисперсных 

битумов.  Для  характеристики  последних  очень  часто  прибегают  к 

групповому  компонентному  анализу,  выделяя в  битумах три  основные 

группы веществ: масла, смолы и асфальтены.

 

Расширенная  схема  битуминологических  исследований  осадочных 

пород, предложенная битумной  лабораторией ВНИГНИ 

1

  и  принятая 

на  Всесоюзном  методическом  семинаре  по  лабораторным  работам  в 
1964 г. в Ленинграде, представлена на рис. 26.

 

К.  Ф.  Родионова  (1967)  приводит  геохимические  показатели, 

позволяющие,  по  ее  мнению,  отличать  сингенетичное  органическое 

вещество  от  смешанного,  включающего  примесь  вторичного  (аллох-

тонного)  битума.  Основным  показателем  К.  Ф.  Родионова  считает 

групповой состав органического вещества (соотношение битуминозных 

и  небитуминозных  компонентов)  и  обращает  особое  внимание  на 

содержание хлороформенного экстракта и нем (табл. 23).

 

Т а б л и ц а   23

 

Среднее содержание битуминозных  компонентов   в   дисперсном   органическом 

веществе   терригенных и карбонатных пород палеозоя Волго-

Уральской   области,  % (по К. Ф.   Родионовой)

 

 

 

 

 

 

Количест-

 

Геологический возраст

 

 

Породы

 

 

Число 

образцов

 

 

Сумма биту-

минозных 

компонентов

 

 

Число 

образцов

 

 

во хлоро-

форменно-

го экст-

 

 

 

 

 

 

 

ракта

 

 

Пермский

 

 

Терригентше

 

 

19

 

 

7,68

 

 

19

 

 

2,15

 

 

Каменноугольный

 

»

 

181

 

7,68

 

222

 

1,56

 

Девонский

 

»

 

501

 

10,07

 

601

 

2,80

 

Пермский

 

Карбонатные

 

26

 

18,94

 

26

 

5,00

 

Каменноугольный

 

»

 

44

 

15,52

 

60

 

6,24

 

Девонский

 

 

»

 

 

287

 

 

17,66

 

 

407

 

 

6,98

 

 

Среднее

 

 

Терригенные

 

 

781

 

 

9,47

 

 

843

 

 

2,46

 

 

 

Карбонатные

 

357

 

17,58

 

493

 

6,79

 

1

  Основные  методы  бптуыппологпческих  анализов  п  их  интерпретация 

приведены  в  книге  «Руководство  по  анализу  «битумов»  п  рассеянного  органи-

яеского  вещества  горных  пород»  («Недра»,  1966),  а  также  в  книге  К.  Ф.  Родн-

оновой  «Геохимия  рассеянного  органического  вещества  и  нефтематерииские 

породы девонских, отложений Волго-Уральской нефтегазоносиой области» (Труды 

ВНИГНИ. Изд-во «Недра», 1967).

 

 

 

 

по  Н.  Б.  Вассоевичу  со-

ставляет  п  •  10

13

  т.  Общее 

содержание  органического 

вещества  в  породах  земной 

коры 

составляет 

по 

Викману  (1956)  6  •  10

16

m. 

Иногда 

встречаются 

породы, 

содержащие 

несколько 

процентов 

дисперсных  битумов  (по 

весу).  Характерным  при-

мером  таких  региональных 

битуминозных 

пород, 

содержащих  битум  в  дис-

персном  состоянии,  явля-

ются  куккерские  сланцы 

силурийского 

возраста, 

развитые  вдоль  южного 

побережья  Финского  за-

лива,  а  также  мергели 

доманиковой  фации  девона 

Урало-Поволжья.

 

Для 

характеристики 

дисперсных  битумов  часто 

используют  элементарный 

состав, 

коэффициенты

 

(компонентный)  состав.  В 

дисперсных битумах А и С, 

так  же  как  и  в  неф-тях, 

основную 

роль 

играют 

углерод  и  водород.  Кроме 

того,  в  них,  как  правило, 

встречаются  кислород,  азот 

и  сера.  В  табл.  22  и  25 

представлен  элементарный 

состав  битумов  различных 

районов 

СССР. 

Элементарный 

состав 

битума  А  зависит  от  ха-

рактера 

растворителей, 

применяемых  для  его  из-

влечения. Н.  М. Страхов  и 

К. Ф. Родионова  отмечают, 

что с уменьшением

 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Рассеянные   (дисперсные)   битумы   в   горных  породах 

 

109

 

На  треугольной  диаграмме  группового  состава  органического  ве-

щества, предложенной ею, по левой стороне откладывается процентное 

содержание нейтрального битума (хлороформенного экстракта битума 

А)  в  органическом  веществе,  на  правой  стороне  треугольника  — 

процент  кислого  битума  (битум  С  в  сумме  со  спирто-бензоль-ным 

экстрактом битума А), в основание треугольника наносится остаточное 

органическое  вещество  (углистый  остаток)  в  сумме  с  гу-миновыми 

кислотами.  Точки,  соответствующие  сингенетичному  органическому 

веществу  терригенных  пород,  располагаются  в  левом  (нижнем)  углу 

диаграммы,  органическое  вещество  с  преобладанием  вторичного 

битума  занимает  верхнюю  часть  диаграммы,  органическое  вещество 

терригенных  пород  с  примесью  вторичного  битума,  так  же  как  и 

сингенетичное  органическое  вещество  карбонатных  пород,  занимает 

среднюю часть диаграммы. Кроме того, К. Ф. Ро-дионова рекомендует 

использовать отношение кислого битума к нейтральному (коэффициент 

К/Н,  табл.  24),  элементарный  состав  хлороформенного  экстракта, 

содержание в нем масляной фракции, а для палеозойских отложений и 

содержание  асфальтенов  и  отношение  количества  масел  к 

асфальтенам;  особенно  важно  содержание  углеводородов  в 

органическом веществе (табл. 25).

 

Т а б л и ц а    24 

Среднее значеиие отношения кислого битума к нейтральному К/Н (по 

К. Ф. Родионовой)

 

Порода и часть разреза

 

девона юго-восточного

 

склона Татарского свода

 

Средняя карбонатно-гли-нистая 

толща 

староос-кольского 

горизонта 

Современные                  осадки 

Черного моря . . . . 

Бурый гумусовый уголь j 

Необходимо  подходить  очень  осторожно  к  вопросу  о  возможности 

химическим  путем  отличить  сингенетичный  битум  от  вторичного 
(аллохтонного)  или  тем  более  от  смешанного.  Органическое  вещество 

осадочных  пород  не  является  их  постоянной  неизменяемой  частью. 

Изменения органического вещества во времени связаны с диагенезом 

и  эпигенезом  осадочных  толщ.  Меняется  и  химический  состав 

органического  вещества  пород  и  входящих  в  его  состав  битумов. 

Направление  и  глубина  превращений  зависят  от  конкретной  геоло-

гической  и  геохимической  обстановки.  Образование  масляных  ком-

понентов  битумов  (сингенетичных)  может  привести  к  ложному  заклю-

чению  о  появлении  в  породах  смешанного  или  даже  вторичного 
(аллохтонного)  битума.  Растворы  битумов  в  хлороформе  и  других 

растворителях люминесцируют. Характер люминесценции тот же,

 

 

 

 

 

Порода и часть разреза

 

девона юго-восточного

 

склона Татарского свода

 

К/Н

 

К/Н

 

6,5 

0,004-0,006

 

Аргиллиты  нижней  части 

кыновского горизонта 

Нефтесодержащие     пес-

чаники  пласта  Дг  па-

шийского горизонта 

1,0—3,3 

10,2-17,0 

6,0 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

110 

 

 

Гл. V. Природные   битумы

 

Т а б л и ц а   25

 

Состав битуминозных веществ девонских отложении 

Волго-Уральской области (по К. Ф. Родионовой)

 

 

Ч

ас

ть

 р

аз

ре

за

 

П

о

ро

да

 

 

Компонентный состав битума 

А хлороформенного 

 

Элементарный состав битума А 

хлороформенного 

 

У

гл

ев

од

ор

од

ы

 

в 

ор

га

ни

че

ск

ом

 

ве

щ

ес

тв

е,

 %

 

 

 
 

М

ас

ля

н

ая

 

ф

ра

кц

ия

,%

 

 

А

сф

ал

ьт

ен

ы

,

%

 

О

тн

ош

ен

и

е 

м

ас

ел

 к

 

аф

ал

ьт

ен

ам

 

 

С

%

 

 

H

%

 

 

Отношение 

 

 C/H               O+N+S 

 
 
 

 

 

 

 

а"

 

 

 

 

 

 

Сингенетичные (автохтонные)

 

Терри-

генный

 

Девон

 

Аргил-

литы

 

 

19,21

 

 

39,0

 

 

0,49

 

 

75,23

 

 

8,31

 

 

9,05

 

 

4,6

 

 

0,51—1,5

 

 

Карбо-

натный

 

девон

 

Аргил-

литы

 

 

28,0

 

 

29,16

 

 

0,96

 

 

80,83

 

 

8,75

 

 

9,21

 

 

7,4

 

 

0,83—2,4

 

 

Вторичные (аллохтошше)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Терри-

генный

 

Девон

 

Песча-

ники

 

 

59-74 

 

    9-2

 

 

5,5-

37,0

 

 

81-88

 

 

11-12 
 

7.36- 
7.0 
 

10.1-43.0 
 

2-50 
 

что  и  у  соответствующих  растворов  нефти.  Максимум  на  спектре 

люминесценции хлороформенного экстракта располагается в пределах 

длин  волн  400—460  ммк.  Наиболее  детально  изучена  масляная 

фракция  битумов.  В  ней  установлены  углеводороды,  относящиеся  к 

тем  же  группам,  что  и  углеводороды  нефти.  Процентное  содержание 

углеводородов  в  маслах  битумов  колеблется  в  довольно  широких 

пределах  —  от  40%  для  песчано-алевритовых  пород  до  80%  для 

мергелей  доманиковой  фации  Волго-Уральской  области.  Некоторое 

представление об общем содержании углеводородов и их групп в маслах 

битумов можно получить из табл. 25 и 26.

 

Проведенными во ВНИГНИ исследованиями К. Ф. Родионовой, Ю. 

И.  Корчагиной  и  В.  В.  Ильинской  (1963)  в  значительной  мере 

установлен химический состав нафтено-ароматических фракций масел 

рассеянных  битумов.  В  своих  экспериментах  упомянутые  авторы 

производили хроматографическое разделение масел на активированном 

силикагеле.  Для  вытеснения  отдельных  фракций  применялись 

петролейный  эфир,  бензол  и  спирто-бензол.  Петролейным  эфиром 

отбирались  три  фракции:  1)  метано-нафтеновая;  2)  нафтено-аромати-

ческая  первая  и  3) нафтено-ароматическая  вторая. В  первой  нафтено-

ароматической  фракции  установлены  углеводороды  гибридного  стро-

ения  с  одним ароматическим  и  одним  или  двумя  нафтеновыми  пяти-

членными или шестичленными циклами, с относительно короткими

 

 

§ 3. Рассеянные (дисперсные) битумы  в горных породах 

 

111

 

Среднее содержание дисперсных углеводородов в толще карбона

 

Волго-Уральской области (рассчитанное К. Ф. Родионовой по данным

 

компонентного и хроматографичсского анализов)

 

Углеводороды, % 

 

 
 
 

Порода 

 

Ч

ис

ло

 о

бр

аз

цо

в 

 

О

рг

ан

ич

ес

ко

е 

ве

щ

ес

тв

о,

 %

 

 

Х

ло

ро

ф

ор

м

ен

ны

й 

эк

ст

ра

кт

 

би

ту

м

а 

А

%

 

 

М

ас

ла

,.

 %

 

В

 м

ас

ла

х 

В

хл

ор

оф

ор

м

ен

но

м

  

  

эк

ст

ра

кт

е 

В

 р

га

ни

че

ск

ом

 

ве

щ

ес

тв

е 

В

 п

ор

од

е 

У

гл

ев

од

ор

од

ы

 в

 г

 н

а 

1

 м

1

 

по

ро

ды

 

 

Песчаники 

 

Алевролиты  

 

 Аргиллиты     

Алевролиты углистые 

Глины     известковистые 

Сланцы 

Мергели  

Доломиты    

Известняки     глинистые    

Известняки    

Глины      углистые  

Сланцы    углистые  

Уголь    

 


49 
127 



11 


10 



 

1,53 
3,40 
3,03 
5,12 
3,38 
29,43 
2,07 
0,36 
1,09 
1,06 
 21,34 
13,38 
70,08 
 
 

0,056 
0,072  
0,062 
0,060 
0,145 
1,990 
0,156 
0,027 
0,056 
0,036 
0,716 
0,205  
0,078 
 
 

47,40 
31,16 
41,65 
37,78 
39,26 
52,06 
42,38 
31,12 
45,83 
37,39 
47,51 
30,87 
31,39 
 
 

70,40 
71,71  
15,02 
71,50 
70,48 
57,06 
77,06 
74,50 
78,67 
78,26 
74,59 
69,90 
73,60 
 
 

33,22 
21,30 
30,61 
27,73 
27,93 
29,98 
34,42 
17,92 
33,81  
29,11 
36,53 
21,02 
24,68 
 
 

1,05  
0,46 
 0,68 
0,324 
1,47 
 2,03  
2,39 
 1,20 
1,99  
1,42  
1,34 
 0,29 
 0,34 
 
 

0,017 
0,014 
0,019 
0,0166 
0,052 
0,597 
0,062 
0,004 
0,023 
0,015 
0,192 
0,039 
0,130 
 
 

380 
323 
445 
381 
1,205 
13,731 
1,499 
100 
521 
369 
4,422 
910 
2,982 
 

боковыми цепями (табл. 27). Во второй нафтено-ароматической фракции 

выявлено  присутствие  сложной  смеси  конденсированных  цикло-

парафинов и нафтено-ароматических углеводородов (табл. 27).

 

Наличие  углеводородов  в  битумах  подтверждается  и  инфракрасной 

спектрометрией.  В  этой  области  следует  отметить  работы  Е.  А. 

Глебовской.  В  инфракрасной  части  спектра  нефти  или  рассеянного 

битума  обнаруживаются  сложные  спектры  с  полосами  поглощения, 

характерными  для  отдельных  структурных  групп  в  молекуле. 

Наибольшую  эффективность  этот  метод  может  дать  в  комбинации  с 

изучением  группового  углеводородного  состава  при  разделении  на 

узкие  фракции.  На  рис.  27  и  28  приведены  спектры  пропускания  в 

инфракрасной области для нефти и рассеянного битума.

 

В  отдельных  случаях  современными  методами  исследования  в  би-

тумах  удается  установить  и  некоторые  индивидуальные  углеводо-

роды.  Например,  А.  А.  Ильина,  изучая  спектры  люминесценции 

битумов,  установила  присутствие  в  некоторых  из  них  пятиядерного 

ароматического  углеводорода  —  перилена  —  и  даже  более  конден-

сированных полициклических углеводородов (коронен, бепзперилен

 

 

112 

 

 

Гл. V. Природные битума                 _______

 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Физико-химическая характеристика нафтено-ароматическ (по К. Ф. 

Родионовой, Ю. И. Кор 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

Кольцевой

 

 

 

 

 

 

 

 

»=•

 

 

Геологический 
возраст

 

 

Площадь

 

 

Порода

 

 

D^°

 

 

и

 

 

пЬ°

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

lЛs^

 

 

к

.

 

 

 

 

Первая

 

Доманиковый 
горизонт

 

 

Дмитриев-
ская

 

 

Мергель и 
известняк

 

 

0.9497

 

 

270

 

 

1,5353

 

 

2,36

 

 

1,21

 

 

То же

 

 

Никулино

 

 

Известняк

 

 

0.9364

 

 

287

 

 

1,5190

 

 

2,56

 

 

0,99

 

 

Малиновский 
надгоризонт

 

 

Коханы

 

 

Глина 
алевритовая

 

 

1.0004

 

 

254

 

 

1,5612

 

 

3,25

 

 

1,49

 

 

Вторая

 

Впзейский ярус

 

 

»

 

 

Алевролит'

 

 

1,0021

 

 

212

 

 

1.6007

 

 

2,60

 

 

2,20

 

 

Доманиковый 
горизонт

 

 

»

 

 

Известняк

 

 

1,0350

 

 

259

 

 

1,5890

 

 

3,73

 

 

1,87

 

 

Мендымский 
горизонт

 

 

»

 

 

Мергель

 

 

1,0483

 

 

230

 

 

1,6140

 

 

3,45

 

 

2,37

 

 

 
 
 Рис. 27. Спектры 
пропускания масел 
из нефти (тре-
тичные   отложе-
ния, хадумский го-
ризонт),   инфра-
красная область (по 
Е. Б. Проску-
ряковой). 

 

 

Таблица 27 

ой фракции углеводородов из масел рассеянных 
битумов чагиной, В. В. Ильинской, 1963)
 

 
 

 
 

Значение

 

 

 
 

 
 

состав методом

 

Элементар

 

в формуле

 

 

 

d=M

 

ный состав

 

гомологического

 

 

 

 

 

ряда

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

Возможный тип

 

 

Модель

 

 

   

число 
атомов

 

 

 

 

 

углеводородов

 

 

 

 

К

 

С в пара

 

С

 

Я

 

п

 

х

 

 

 

 

Я

 

финовых

 

 

 

 

 

 

 

   

цепях

 

 

 

 

 

 

 

 

1,15

 

7

 

86,66

 

12.18

 

19,5

 

-6,11

 

Производные

 

 

 

 

 

 

 

тетралина

 

 

1,57

 

 

8

 

 

86,18

 

 

11,97

 

 

20,6

 

 

-7,1

 

 

фенил-нафте-

 

 

 

 

 

 

 

 

ны трипикли-

 

 

 

 

 

 

 

ческие в смеси

 

 

 

 

 

 

 

с производ

 

 

 

 

 

 

 

ными

 

1,76

 

 

3

 

 

85.78

 

 

10,97

 

 

18,15

 

 

-8,66

 

 

тетралина фенпл-
нафте-

 

 

 

 

 

 

 

ны тетрацп-

 

 

 

 

 

 

 

клпческпе

 

wyv.s\i
.

 

«in

 

4

 

86,24

 

 

9,88

 

 

15,2

 

 

-9,68

 

 

Производные

 

 

 

 

 

 

 

 

флюорена

 

 

1,86

 

 

2

 

 

84,18

 

 

1002

 

 

18,2

 

 

-10,60

 

 

Дифенял-наф- .

 

 

 

 

 

 

 

 

тены гетра-

 

 

 

 

 

 

 

циклические

 

1,08

 

1

 

84,55

 

9,09

 

16,3

 

-11,90

 

Производные

 

 

 

 

 

 

 

дпметил-ан-

 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

 
 

трацена

 

 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

 

 

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  12  13  14  15   ..