Исследование первичных нафтоидов экспериментального гидротермального разложения сапропелитовых углеродистых пород

• Автор: Рокосова, Надежда Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.13, 04.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТАВ И ОБРАЗОВАНИЕ ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ НЕФТИ
(обзор литературы)
1.1. Химический состав гидротермальной нефти
1.1.1. Г азообразные продукты
1.1.2. Жидкие продукты
1.1.2.1. Алифатические углеводороды
1.1.2.2. Ароматические углеводороды
1.1.2.3. Биомаркеры
1.1.2.4. МДО-соединения
1.2. Превращения органического вещества в гидротермальную нефть
1.2.1. Реакции модельных соединений в воде при повышенных давлениях и температурах
1.2.2. Водный пиролиз углеродистых осадочных пород
1.3. Заключение и постановка задач исследования
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты исследования
2.2. Характеристика образцов углеродистых пород
2.3. Реагенты и их очистка
2.4. Методики исследования
2.4.1. Получение линоксина
2.4.2. Получение продуктов гидротермального разложения
2.4.3. Разделение продуктов гидротермального разложения
2.4.4. Получение диазометана
2.4.5. Метилирование карбоновых кислот

2.5. Методы анализа
3. ПРОДУКТЫ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ МОДЕЛЬНОГО ВЕЩЕСТВА И БАЛХАШИТА
3.1. Состав продуктов разложения модельного вещества
3.2. Состав продуктов разложения балхашита
3.3. Заключение
4. ПЕРВИЧНЫЕ НАФТОИДЫ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ БАЖЕНОВИТА И САПРОПЕЛИТОВЫХ УГЛЕЙ
4.1. Состав первичных нафтоидов баженовита
4.2. Состав первичных нафтоидов сапропелитовых углей
4.3. Заключение
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
5.1. Характеристика продуктов гидротермального разложения сапропелитового
угля Соболевского месторождения
5.2. Заключение
ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Процессы образования гидротермальной нефти существенно отличаются от традиционной схемы нефтеобразования в осадочных бассейнах, где отложение органического вещества (ОВ), опускание бассейна, геотермическое созревание, образование и миграция нефти являются дискретными и последовательными стадиями, длительность которых измеряется продолжительными отрезками геологического времени [2]. В случае гидротермального нефтеобразования повышенные температура и давление воздействуют на химические превращения ОВ углеродистых осадочных отложений через водную среду в течение краткого периода геологического времени, в результате чего образуются нефтеподобные вещества - нафтоиды. Многие геохимические исследования природных моделей "мгновенного" образования нафтоидов из современных, незрелых осадочных отложений обобщены Симонейтом [3]. Ряд исследований, касающихся обработки в водных растворах (при повышенных температуре и давлении) некоторых углеродистых пород и модельных (индивидуальных) веществ, проанализирован авторами работ [75-87]. На основе этих данных предложена [132, 133] новая методология исследований, согласно которой гидротермальные процессы следует различать прежде всего по их отношению к двум разным типам химических превращений - синтезу и разложению. Гидротермальный процесс разложения в отличие от синтетического преимущественно связан с превращениями органических веществ - природных многокомпонентных полимерных систем (или их высокомолекулярных моделей, используемых для изучения этих превращений).
Актуальность темы. В исследованиях процессов нефтеобразования из углеродистых осадочных пород, основанных на общепринятом в геологии понятии гидротермального изменения (hydrothermal alteration), всё внимание концентрируется на продуктах вторичных и побочных реакций, имеющих место в результате водного пиролиза высокомолекулярного ОВ (керогена). Это понятие обозначает все изменения, которые происходят с осадочным материалом в гидротермальных системах. Но для понимания процессов образования гидротермальной нефти из ОВ осадочных отложений важно знать прежде всего первоначальный состав нефтеподобных веществ - первичных нафтоидов. Информация об

1.1.2.4. N,8,0-соединения
В большинстве гидротермальных нефтей содержание ТЧДО-соединсний более высокое, чем в обычных нефтях [4, 7]. К тому же некоторые образцы гидротермальной нефти вообще состоят главным образом из N,8,0-соединений [19, 34]. Тем не менее гетеросоединения гидротермальных нефтей гораздо меньше изучены, чем углеводороды. Лишь для нефтей бассейна Гуаймас молото найти более-менее подробное описание этого класса соединений.
При исследовании битумоидов из осадков Гуаймасского бассейна авторами [23] обнаружено значительное количество кислородсодержащих соединений, особенно в осадках южного трога, где гидротермальная активность проявляется сильнее. В упомянутой выше работе битумоиды разделяли посредством хроматографической колонки на фракции, которые затем анализировали методом ИК-спектроскопии. ИК-спектры гексан-бензольной фракции содержали полосы поглощения карбонильных групп с основным максимумом при частотах менее 1700 см'1. Эти карбонильные группы были отнесены к непредельным, в том числе ароматическим эфирам (1720, 1270-1290 см'1), в меньшей степени - к насыщенным
эфирам (1740, 1170 см'1), а также к ненасыщенным (1705-1685 см'1), в том числе ароматическим (1710-1695, 1300 см'1) и алифатическим (1725-1705 см'1) альдегидам и кетонам.
В спектрах бензольной фракции, выделенной из битумоидов южного трога бассейна Гуаймас, обнаружено [23] доминирование сложной широкой в основании полосы поглощения целой гаммы ненасыщенных карбонилсодержащих соединений, которые были идентифицированы как эфиры, альдегиды, хиноны и кислоты. Эти кислоты представлены низкомолекулярными гомологами - в отличие от тех длинноцепочечных кислот, которые характерны для битумоидов из осадков, не подвергавшихся гидротермальному’ воздействию. При сравнении спектров бензол-метанольных фракций из обычных осадков и осадков, подвергавшихся гидротермальному воздействию, обнаружено, что в первых поглощение карбоксил- и карбоксилатсодержащих структур соизмеримо по интенсивности с поглощением других О-, >4-, 8-содержащих фрагментов, а во вторых наблюдалось отчетливое преобладание (по интенсивности) полосы поглощения карбоксилат-ионов (1560 и