Гопаны в нефтях и методика их изучения
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
?гии пользуясь типовой масс-фрагментограммой с пронумерованными пиками и таблицей идентификации пиков. Обрабатываемая и типовая масс-фрагментограммы сравниваются и на первой пронумеровываются пики, на тех же позициях, как на типовой. Высоты пиков измеряются линейкой, для этого проводятся базовые линии, проведённых от вершины пика до пересечения с базовой линией параллельно оси игрек. Типовая масс-хроматограмма терпанов и идентификация пиков представлены на рис.6.
Рис.6. Типовая масс-хроматограмма терпанов [2].
Как пример использования методики хромато-массспектрометрии я приведу лабораторную работу, по идентификации, измерении и расчету содержаний терпанов (m/z 191) (Рис.7).
Результаты были занесены в рабочие таблицы (Табл.1, Табл.2, Табл.3, Табл.4, Табл.5, Табл.6, Табл.7) и был произведен расчет концентраций. Исходя из полученных данных можно сделать вывод о том, что ОВ-незрелое (Ts/Tm<1), но так как мы не видим ярко выраженных биогопанов и рассмотрев отношение изомеров 22S/22R (изомеры 22S встречаются в больших концентрациях), можно сделать вывод, что мы находимся в начале стадии нефтегазообразования (не ниже МК1, начале МК2). Относительно генотипа ОВ сказать точно мы не можем, но так как С35<С34 можно предположить, что ОВ континентального происхождения. Преобладает гопан С30, доля гопанов приблизительно 81%, трицикланов мало (из них преобладают С19 и С20), что тоже говорит о континентальном генезисе, но для полной характеристики нужно рассмотреть также стераны, геологию региона и так далее.
Рис.7.Изучаемая масс-хроматограмма.
Таблица 1.
Таблица 2.
Таблица 3.
Таблица 4.
Таблица 5.
Таблица 6.
Таблица 7.
Применение гопанов
Сопоставление концентрационного распределение гопанов в нефтях и в РОВ (в битумоидах) позволяет определить источники образования тех или иных нефтей.
В качестве индикатора оценки окислительно-восстановительной обстановки в седиментогенезе и диагенезе используется относительное распределение гомогопанов С31-С35. Соотношение гомогопанов C35/(C31-C35) называют гомогопановый индекс. Относительно высокие концентрации гомогопана С35 указывают на морские условия седиментогенеза и восстановительные условия диагенеза. Относительно низкие концентрации С35 - на субокислительные или слабовосстановительные условия.
Еще один показатель условий образования - соотношение С34/С35. По данным В.А. Каширцева в нефтях морских фаций в ряду гомогопанов С34С35. [7]
Об информативности такого показателя, как соотношение С27 норметилгопана (адиантана) к гопану, нет единого мнения. О.А. Арефьев считает, что в нефтях терригенно-карбонатного комплекса величина соотношения адиантан/гопан ниже, чем в нефтях галогено-карбонатного (0,6 и 0,9 соответственно). По его данным для пермских нефтей Восточной Сибири, генерированных материнским веществом континентально-болотных фаций, характерно равное соотношение адиантана и гопана. По соотношению концентраций гопанов С27 и С30 четкой диагностики типов ОВ осуществить не удается, но замечено, что в морских анаэробных обстановках он, как правило, имеет значение ниже 0,5, а значения этого показателя, большее, чем 0,8 встречаются только в неморском ОВ.
Гопаны также используются для оценки степени катагенетических преобразований в ОВ и нефтях, так как в них не происходит перестройки основного углеродного скелета под воздействием температуры. С ростом катагенетической превращенности ОВ в гопанах происходит стереохимическая изомеризация, которая приводит к появлению пространственных изомеров с цис-сочленением колец C/D, трансориентацией алифатического радикала у С-17, и стереоизомеров, с цис-сочленением колец D/E и эпимеров с S-конфигурацией у хирального центра С-22. С учетом этого, для оценки степени катагенетического созревания ОВ используются показатели:
) Соотношение гопанов 17?,21?/17?,21?, то есть процент новообразованных нефтяных гопанов.
) Соотношение гопанов 22S/(22R+22S). Стереохимическая перестройка гопанов, приводящая к увеличению S-конфигурации по отношению к R, активизируется со стадии MK1 (мезокатагенеза), достигая на этаже "нефтяного окна" термодинамического равновесия. В нормально зрелых нефтях, как правило, соотношение S/R в С32 составляет 60/40. Стереохимические перестройки этого типа наиболее четко проявляются в гомогопанах С30-С33.
) Соотношение 17?,21?-моретанов С29+С30 и 17?,21?-гопанов С29+С30. Оно уменьшается с увеличением термической зрелости и достигает 0,05 (равновесный уровень) в сильнопреобразованных нефтях.
Кроме того, очень широко, для оценки степени катагенетической превращенности нефтей используется соотношение Ts/Tm. Пара С27 - гопанов (17?(Н)-22,29,30-трисноргопан и 18?(Н)-22,29,30-триноргопан) обычно называют Tm и Ts(соответственно). Считается, что Tm гопан - биологически образованная структура, а Ts гопан образовался из Tm либо посредством диагенетических, либо термальных процессов, или же посредством тех и других. Таким образом, соотношение Ts/Tm увеличивается с повышением зрелости, и в главной зоне нефтеобразования составляет 1, а на поздних стадиях катагенеза - 5-10. Но в последнее время появился ряд работ, где показаны значительные вариации этого показателя при близкой степени зрелости нефтей, что указывает на влияние в изменении этого соотношения не столько термальных условий преобразования, сколько лито-фациальных условий осадконакоплени