Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Ароматические углеводороды в ископаемом органическом веществе и природных битумах

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "Ароматические углеводороды в ископаемом органическом веществе и природных битумах"

Р о о к о и н е л р а

Всероссийский ордена Трудового Красного Знамени нефтяной научно-иссладовагельокий геологоразведочный институт (БНИГРИ)

На правах рукописи

СОЛОВЬЕМ Ирина Яаонидоша

АРСМАТИЧЕСК11Е УГЛЕВОДОРОД* В ИСЖОПАЕВД ОРГАНИЧЕСКОМ ВЕЩЕСТВЕ II ЯРИРОДШХ Б1ТУНАХ

Специальность 04.00.02 - геохимия

Автореферат диссертации на соисканиа ученой степени кандидата гаолого-шщвраяогачэских наук

Санкт-Петербург 1994

Работа .выполнена во Всероссийском ордена Трудового Красного Знамени нефтяном научно-исследовательском геологоразведочной институте (ШИШ).

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук Б.А.Клубов (ЕШ11ТИ)

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор А.Н. Воронов (Санкт-Петербургский Гос.Университет)

кандидат г е о л о г о -м пне рал о.г ич е с к их наук В.К.Шиманский (ВНИГРИ)'

Ведущее предприятие: ВНИИОкеангеология

Защита состоится 1994 г. в ^ часов

на заседании специализированного Совета Д.071.02.01 при Всероссийском ордена Трудового Красного Знамени нефтяном научно-исследовательском геологоразведочном институте (ВНИГРИ) по адресу: 191104, Санкт-Петербург, Литейный пр., 39

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан " " 1994 г.

Учений секретарь

специализированного Совета, _~ 'у-_____

кандидат геолого-минералогических наук ¿¿^у^'А.К.Дертев

ВВЕДШИЕ

Актуальность теш. Аро.латичзскяа углеводорода (УЗ) - один из наиболее распространенных классов химичподах ооеданеиге!. Их состав и оьойстза оказывают существзляоа влияние на характеристики многих нефтепродуктов, лаши? б основе кригвркав шдора направлений переработки в иопользоваиы нефтяного спрея. Ароматические УВ могут составлять от 15% до 70% в народных УВ системах. Однако, если в послодниа годы успешно изучалась закономерности распределения насыщенных 5В в нефтях ц использование ах для классификации последних, то достижения в области иссло-дования ароматических УВ болов скромны. Практически 1га изучены связи характера распределения арематичзвкдх УЕ с природными факторами: возрастом, типом исходного оргадичоского вещества (ОВ), стенанью ого катаганатичоской преобразованное^. Хотя шш являются очаяь удсбшш объектом дня подобных исследований. Главной характеристикой ароматических структур (и, особенно, поли^ома-тическпх енотом) является их относительная стабильность. Зги система на иогуг быть ушчтожзяы в геохимических условиях в процесса "эволюции ОВ. Особишо кшш изучение ароматических УВ при рассмотрении сильно бкодаградкрованнну дериватов, поскольку в последних практически ¿трачиш генетачеониэ яяраматра на основа н-алкапов, изопреноидов и лвгкогаштдос УЕ. Это определило необходимость постановки специальных исследований по указаншш направлениям.

Цадт. рабсти. Показать, что характер раопредалэапя ароматических УВ и отношения основных ароматических структур отражают-онациф.псу исходного ОВ и сохраняют своп основные особенности в процессе жэ:ссадп 03.

Основные задачи исследования.

1. Вяшкь свягь характера раснрад-лзнЕЯ ароматических УВ о типом исходного ОВ и возрастом ощтаиий.

2. Проследитг динамику изменения состава ароматических ЭТ5 в хода кагагапатмча^сих преобразований ОВ разного типа,

3. Установить гапзтичвскиа показателя на основа ароматических УВ яри корреляции ОБ — па^ть — бкодагра.щтровазяая нефть - мгитыа — асфальт — асфальтит.

4. Показать, что характер распределения ароматических УВ в природных битумах сохраняет историю своего происхождения. Поэтому может быть использовал для выявления источников битумо-проявлзний с возможным выходом на прогноз запасов природных битумов.

Научная новизна. Выявлены закономерности характера распределения ароматических УВ в зависимости от типа и класса ОВ, Показано, -то' динамика изменения состава ароматических УВ_в хода, катагеиотичз с ких преобразований ОВ разного типа едина.(Впервые установлено, что характер распределения ароматических УВ сохраняет особенности, свойствешшз ОВ каждого типа, в ходе его ка-тэгонотичооких преобразований^ Продемонстрирована возможность использования характера распределения ароматических УВ в природных битумах для выявления источников их образования.

Практическое значанио. В общем комплексе исследований, на-правлешшх на поиски нефтяных и битумных зааджой, гвохшическко метода научного прогнозирования играют заметную роль. В этом плане очень ваяно выявление генетических показателей связи наф-тидов с ОВ материнских пород. Ьзучзкио характера распределения ароматических УВ, отражающего специфику исходного ОВ, представляется цедкым. Сн сохраняет свои особенности в процессе преобразования нофгей в зоне гипергенеза не только при мягком обелении в крип'гогилергошюй зоне, по и в зоне супрагипергонеза, когда генотичеекчз показатели на осново н-алканов, изопрэноидов полностью утрачена. Дашшо по составу ароштичоских УВ природ. 1шх битумов могут быть яспол2;.:;овагд>! для решения вопросов об их происхождении, что позволит выйти на прогноз ресурсов и даяе запасов УВ сырья.

В работа заарщалтая следующие основные положения:

1. Специфика исходного ОВ существенным,образом отражается на характере распределения ароматических УВ.

2. Состав ароматических УВ зависит от степени кагагенети-"чсской преобразова1шости ОВ, но в ражах концентрационной зависимости, свойственной каждому генотипу ОВ.

3. Характер распределения ароштичоских УВ служит поденным генетическим.показателем при корреляции ОВ - нефть - мальта -асфальт - асфальтит, поскольку сохраняет своя особенности г. процессе эволюции ОВ.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались .та конференции молодых ученых и специалистов Туркменистана (Лдхабад, 1900); на УП Всесоюзном оошнара "ОБ в современных' и ископаемых осадках" (Ташкант, 1983); на УШ Мандународ-ном конгресса по органической' геохимии (Москва, 1982); на ХУ Всесоюзном семинара МГУ "Эволюция нефгегазообразовазия в истории Земли" (Москва, 1984); на конференции "Химический состав нефтей и нефтепродуктов" (Тбилиси, 1884); на совещании по Высокомолекулярным соединениям нафги (То1лок, 1985); на У Всесоюзном семинаро "Нефтеобразоваща на больших глубинах" (Иваново-Франковск, 1988); на Всесоюзной конференции по химии' нефти (Томск, 1988)} на конференции "Критер;т и метода прогноза генетических связей УВ в система нефть - конденсат - 03 пород" (Москва, 1988); на У1 Всесоюзном семинаре "Теоретические, природные и экспериментальные модели нефта образ ования и их иополь-зованиа в прогноза иофтегазолоснооти" (Ленинград, 1989); i i I Всесоюзной конференции "Нетрадиционные' маточники углеводородного сырья" (Ленинх'рад, 1990); на Международной конференции по химии.нефти (Томск, 1991), Основные результаты иоследований автора изложены в 12 научно-тематических отчетах ВНИГИ1 и 31 опубликованной работе.

Фактический материал, поломншй в оонову диссертации, получен автором в процессе изучения углеводородных фракцай ОВ к • его дериватов из различных регионов России, ближнего и дальнего Зарубежья в период 1980-1993 гг. Всего проанализировано около 150 образцов ОВ разного типа и более 150 образцов природных битумов, в том числе 40 нефтей.

В работа использован :сарношй материал, нефти и природные битумы из коллекций Т.К.Баженовой, И,А.Зеличеяко, Б.А.Клубова, О.Г.Наручева, В.В.Иванцовой, Н.П.Силиной, В,С.Соболева, М.Б.Те-мянко. Хпмпко-битуминологичаские исследования проведены в Отделе геохимии основ прогноза нэфтегазоносиооти и в Отдела нетрадиционных ресу.пов УВ ВНИГРИ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из Введения, пяти глав и Заключения, изложенных на /^страницах кашшпписного текста. Иллюстративный матер!ал представлен 33 таблицами и 12 рисунками. Слисок использованной литературы составляет наименований.

Диссертаодшшая работа выполнена во Всероссийском нефтяном

научно-иослэдоватзльоком геологоразведочном институте (ЗНИГРЙ). В изо еошш результат исследований автора, проводпшшх в Отдала гепэадса и гесхнши нефти и газа., руководимом профе сором, доктором геолого-мкнералогаческих наук С.Г.Неруч8В«м, затг ч в Отдало 'Изтрадндаоншх ресурсов УЬ-сирья, руководимом лрофессо- . ротл, доктором гэолого-шяоралогаччоккх наук В.Ц.Якуцени. Непосредственное .научное руководство осущзетвлял зав.Лабораторией геологии, ресурсов и комплексного освоения природных битумов, доктор гоолого-минэралогическик наук Б.А.Клубсв. Автор выражает ему свою искреннюю признательность ва руководство, научкпв советы и деятельную помощь в ходе совместных исследований к в процесса написания дшшой работы. При выполнении работы и в ходе доследований автор неодаократно пользовался советам*, консультациями и поглощио профессора, доктора геолого-шнералоги-чвоглх наук С.Г.Кзручена, пропас сора, доктора геолого-шнера-логических наук Я.Б.Якуцени, докторов гоолого-мииералогических наук Т.К.Баженовой, Е.А.Глзбовской, Г.М.Паршуювой и Е.А.Гого-зинси, кандидатов, гоолого-шшералогачбсглх наук Е.М.Оайзуллк-кой, И.А.ЗелкчбНко, М.Б.Темянко, Н.П.Силиной. Всех этих лиц автор благодарит за оказанную помощь.

Искречнш признательность автор выражаз? сотрудникам ЕНИГРИ, обоспачкваим химическую подготовку образцов для исследования, без .квалифицированной работы которых мюгаз поставленные задачи ни могли бни осуществлены: Л.В„Ыишуг.тлной, Е.В.Гарибьян, Б.И.Дворкиной, Т.Н.Абрамовой.

Содецтанид работ«.

Глава I. ОБЗОР ЖТЕРАТУШ ПО ГЗОХИМШ АРОМАТИЧЕСКИХ УВ

. Ароматические УВ природных битумов и ОВ пород представляют собой осколки биоорганических молекул. Но мнении ряда исследователей именно на составе ароматических УВ существенно отражается спевдйшса исходного материала. Едз А.4.Добоялоким (1948) высказывалось предположение об унаследованном характере многих ароматических УВ. Б частности, они могли быть унаследованы от ароматических систем ллютыа, от многочисленных биогешшх пигментов. Согласно представлениям некоторых последовала ;юй (Б.Мэра, ВсА.Успенского, Дж.Смита, Ц.Сликерела. А.Н.Тусевой, И,Е.ЛоГфгана, ЛДиХотнкцзвой и др.) источниками иолиарощтичесгсих УВ могли

быть терпшоида, некоторые стероида, каротиноиды, которые в обильном количестве содержатся в растительных тканях. Основную часть ароматических УВ в природных УВ оистамах составляют соединения, содержащие не более трех .;онденсировашшх бензольных колец в молекула. Обнаруженная А.Э.Конторовичем последовательность в распространенности ароматического углерода;

^нафталины > сфанантреш;> °хризаны ^ °шрэкы ^ ^антрацэны' подтверждайтся в последующих работах.

В раде работ показано, что существует гонатичеокая взаимосвязь между типом исходного ОВ и составом ароматических УВ. Г.Ходасоном, А.Э.Конторовичем, Н,Б.Бабиной, Е. С,Ларокои,3.В,Хра-мовой и др. показано, что нолиароматичеокиа УВ значительно чаща и в больших концентрациях встречаются в гумусовом ОВ по сравнению с сапропелевым. Для сапропелевого ОВ на характерно присутствие ароматических УВ о числом ароматичаоких циклов более трех, в то время как в гумусовом ОВ хризеновыа и иирэновнэ структуры присутствуют в значительном количестве. А.Н.ИзосимовоЦ и И.И.Зуевой показало на примера Западной Якутии, ЧЮ о увэличешшм вклада гумусовой составляющей в омашашшз ОВ повышается концентраций! полиароматических УВ.

Большинство исследователей придэрншваютоя мнения, что различия в свойствах природных битумов, в том чиолз Нефтэй, обусловлены специфическими особенностями ооставй исходного ОВ (А.Э.Коиторович, В.В.Ильинская, Дя.Ханг и др.). Шли предпринята пошит доказать, что ароматичвсшго УВ могу? служим устой-чишми генетическими показателями при корреляции ОВ — на£<гь биодоградированная нефть - битум (Т.А«Ботнева, И,Н.Зуава, В.В.Иванцова, J.Rullkotter, G.Vollkaa, R.Alexander идр.). Детального изучения изменения состава apomriríaojaix УВ в ходе эволюции ОВ в система ОВ - нефть — MdJibía — асфальт -асфальтит на проводилось.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТСЩКА ИССЛЕДОВАНИИ

Объектами исследований послужили УЗ йитумоидов рассеянного органического вещества (РОВ) (105 образцов) { гумуоовйх углай (10 образцов)} природных битумов (150 образцов), в íom числе не^Д'вй (40 образцов). ОВ было отобраНО йа разновозрастных отлова нкй доманикоидного типа разной степени Kaíaratiolii4bbKoíl пра-образовшшости.

РОВ класса íjr шдолоно из докембрийоких и раняе-сроднэпа-лоозойских отложвний GíldlipOKOJI пяатфорш, мрских отложений tía-женевской свиту Западно-Сибирской плиты, палаогеношх отложо-йий кумской свиты Западного Предкавказья.

F0B класса tV, изучено на материале ордовикс-силурийских отложэт! Прибалтики к дашиеккх отлтеоний домантса Волго-Ураль-c'itoíl области. Оксизорбооаиропелигн Осласс С'Р) били шлалвш из допалаозойских и ийглвпаяеозоЕских отлоконий Сибирской платформа. Гумусовое OD нрздотаалеао клареновши углями Донбасса.

Углеводородного фракции кофтей рассматривались на примере Тимано-Пьчорокой провинции, гда шяяшш нофти разных генетических типов, и ПракаспиЛской шадаш.

Для изучения прлроиых битумов пшо сгонного (ругрессишого) типа шбраак визейскиа огложотш Титно-Пачорской провинции, ворхиоальбеии оглоадняй Прикаопийокой впадинн и Турайской плиты, ордовжео-силуриймшо отложения Прибалтика. Поршчло-миграци-ошгао битуш (2ыв протопафгиды) шдолош из отложений рудггано-го горизонта Крконошского прадгориого бассейна Чехии.

Изучзиио угле водородной фракщш, шдеяенной из разных объектов, прободано ПО 8дии0й методика. Основным методом иссло-довалия шбрач ыотод электронной спектрометрии, позволяющий определить концентрацию углерода в ароматических циклах разной степени конденсации, Дана оценка аналитических вогмонлостей метода. Б радо олучавв прквадвни данные жавгчоо;;ой масс-спекгрс-МОТрИИ И -С И О К \'р О Г ,Ю триз!,

Провалена ыотрелопгчеокая оценка использованной методики. Доказано, что ожпбка определения копиаотрацки основных ароматических структур но прошоавг' 5-7;',

Глава. 3. ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЖШШ АРОМАТИЧЕСКИХ УВ В Б5Ш011ДАХ САПРОПЕЛЕIX)ГО ОБ РАЗЛИЧНЫХ Ш1ЕТКЧЗСКИХ ШОВ

Для роишшш вопроса о соста;;о ароматических УВ в бятумои-дах Р0.Б в зависимости от исходного материала была изучена коллекций ОВ кз кембрийских отложений Сибирской платформы на на-чашшх градацмях катагенеза, ОВ в эvive отлежзниях ¡¡хришровалооь за счет цлдшягоккых и донных водорослей, бактерий и зообзнтоса в период, предшествовавший шходу растений на сушу, -

Споктроокшшчзскио исследования показали, что древиио отложения Сибирской платфорш в зона протогенеза характеризуются

кошевкой концентрацией ароматического углерода (Сар), причем п отложениях с фитолланктоннобонтосшщ 03 ь'т волглша в полтора раза больше но орашзнию с фитопланктонным ОВ. Объясняется это тем, что бзктеолая составляющая поставляя!' дополнительный материал, способны;! генерировать найталшозшо и фснантрзноше УВ.

Распрадзлатш ароматических УВ з углеводородной фракщш окспсорбосапропелового ОВ существенно отличается от такового во фракциях фдтопдаиктошюго и фитоштнктоннобаптоаного 03. В изученных Фракциях оксио орб о о елрол еле вог э ОВ па обнаружены тет-р циклические УВ. Это отражает sot факт» что неходким материалом послужили планктоши.:; водоросли, поставляющие, л основном, алифатический материал.

Показано, что ОВ разного типа генерирует в щюцеооо катагенеза битуыоида отличающиеся по своему химическое составу. Продемонстрирована динамика изменении характера распределения ароматических УВ в хода катагонетичеокого прзобразовашш сапропелевого ОВ классов Fj-, ?2> Схема лрзобразсейниЯ ОВ едш/а. Наибольшее оодержашю ароматических УВ в бигумоидах РОВ всех отлонений связано с максимальным проявлением процессов генерации и ашграцйк илдких УЗ (этап ПН), который реализовался ла градациях катагенеза I.Kj-'.Kg. Концентрация ароматических УВ возрастает за счет двух процессов: I) эмиграции лофтшшх УВ ме-таново-нафтвнового характера, приводящей к остаточному накопле- • ншо ароматических УВ и 2) деструкции îceporeiia, п результате чего поставляются в ОВ некоторые типы ароматических ИЗ. Поело наступления ГШ, когда выработаны способные к деструкция дипид-пые компоненты, концентрация всех типов ароматических УВ падает.

Несмотря на единую схему преобразования ОБ, оно гэне^ лрувт битумоиды, состав ароматических УВ которых на одинаковых градациях катнгзноэа, различается для 03 разного класса. Так, в битумоидах, генерированных ОВ класса тэтрацнкличоекке УВ присутствуют в незначительных ¿оличсстпах, кош'эитращюнная зависимость для них выглядит следующим образом: ^flH> ЯгПАУ Для блтумоидов, генерированных ОВ класса Щ она приобретает олвДУПЧИЙ над: С

Показало, что cocTâa ароматических УВ изменяется в ходо иа-тагенотичеглаи преобразований ОВ. Однако, концентрационная заш-

сшлость, характерная для каждого класса ОВ, сохраняется в процессе эволвдии ОВ.

Геологический возраст оказывает влияние на состав ароматических УВ. С увеличением возраста выявлено умоньшэиие кониент-рац1ш_0ар, содержащегося в циклах высокой степени конденсации. Связано это с тем, что состав фосоилизнрованного ОВ осадочных пород древних отложений чаще всего формировался за счет ограниченного числа групп организмов, способных синтезировать ароматические УВ высокой степени конденсата».

Проведенные исследования позволили установить, что: I) характер распределения ароматических УВ отражает специфику исходного ОВ; 2) степень катагенетической преобразованное^ 03 существенным образом оказывается на составе ароматических УВ, но в пределах концентрационной зависимости, свойственной ОВ каждого класса; 3) геологический возраст отложзний накладывает отпечаток на состав ароматических УВ битумоидов ОВ.

Глава 4. ОСОБЕННОСТИ РЛСПРЕДШНШ АРОМАТИЧЕСКИХ УВ В Б1ТМОИДЛХ УГЛЕЙ

Сопоставление состава ароматических УВ в гумусовых и сапропелевых углях показало существенную разницу в характере их распределения. Характерной особенностью ароматических УВ богхе-дов является юс высокая гибридноогь, на доли Сар приходится не более 30$ углерода, содержащегося в иафтеновс -ароматической фракции. В ароматических УВ гумусовых углей более 70/» углерода связано непосредственно с ароматичесшили циклами. Концентрация тетрациклических УВ в гумусовых углях значительно выше, чем в богхедах. Источником полиароматических: УВ в богхедах могли быть фрагменты каротиноидов, входящие в состав липидно-ляпоидного комплекса водорослевого материала, В гумусовых углях значительную роль играет дигниношй комп чеке, в основе которого лежат ароматические структуры. Химической структурой исходного живого вещества предопраделилось преобладание в богхедах УВ с двумя линейно-аннйлировашшми кольцами над УВ с тремя линейно-аннелировагашгии кольцами. Повышенное содержание последних в би-тутлоидах гумусовых' углей свидетельствует о значительных концентрациях стерокдов и некоторых типов тзрпеноидов в исходном материале .

Динашга изменения состава ароматических УВ показана на коллекции гумусовых клароношх утло!! Донбасса. Опрадолоно, что количество ароматических УВ в бигумоиде зависит от отстали патогенетической праобразованности ОБ. О ее увеличенном растет суммарная концентрация ароматических УВ, достигая максимумов на этапах, отвечающих главным фазам нефто- и газообразования. С увеличением степени преобразованноети ОВ в углеводородной фракции возрастаог доля ароматических УВ более циклического строения. Так, максимальная кошвднтраьщя нафталиновых УВ определена на этапе МС^, фонаятреновнх - на 1>.Кд» хризеношх - на МКд.

Шнвлениая для гумусового ОВ концентрационная зависимость снафт < Сфон/ ®Л1АУ сохраняется в хода катагенегпческих преобразований ОВ.

В литосфере преобладают смешанные разности, содержащие в разных пропорциях ОВ седого из рассмотренных типов« Состав ароматических УВ и соотношения концзнтраций основных структур позволяют оценить долю участия той или иной составляющей. Так, для битумоидов ОВ о преобладанием гумусовой ооотавляицей характерным является ароматическое начало в УВ части битумоидов, ш-разившееся е- высоком содержании иолйароматическгис УВ.

Особенностью состава битумоидов ОВ смешанного типа о преобладанием сапропелевой составляющей является более высокая концентрация нафталиновых УВ по сравнении о фэнантреновулт и тем более с тетрациклическими. Однако, концентрации полиароматических УВ в бюгумоидах 03 ^того типа заметно вше, чем в би-тумоидах чисто сапропелевого ОВ.

Глава 5. ХАРАКТЕР РАСПРЕДЕЛИМ АРОШтЩЖИХ УВ В ПРНРОДШХ БИТУМАХ, В ТОМ ЧИСЛЕ В НЕФТЯХ

Природные битумы, но определении Б.А.Клубова, - это зафиксированные в ззмной кора миграционные формы ископаемого ОВ очень широкого генетического спектра, представлонныо природными существенно угдоводородистыми образованиями. В сферу нашего рассмотрения попали нейти, мальты, асфалмы и асфальтиты.

Из рассветных форм ОВ разного состава могли образоваться разные дафтидч.

В результата даиодакондэдаащш лкпщных элементов фоосшш-эцрова!мога ОВ видал шатая. жгращоано-аиооскбша продукт - газ к нофгь, Углеводородные саедшонця од а ашчитедькцх количествах попадает в нафсь, в основном, сохраняв авсш структуру.

На материала Тдашо-Цачорской провинции проведано сацостав-лаадш характера распределения ароу&ткчаомас УВ в шфгях и биту-моддах из ОВ раздода генетического теш. Полная соцссшашлооть получавших результата» даат 1раво ка оущаствавшаа гонетической типизации нафадй. находя кз характера распределения ароматических УВ» Осцовшд генз'итсшд поздзатедом яадяатся отношение концентрата! ароматического. углерода, каходаедодчюя в нафталиновых циклах к аром&?шасксмду углероду, цаходедэд^аа в фенаатроно-вдх циклах (С^фу/Сфзщ). Для пафтей, гакаяически связанных о сапропелевая ОВ, эта величина йош» 2, для. нафтай, генетически овязанщх с сгщ>одедевпнеумх<аадам С© С^фУС^ меньше I, для цофтай, ган&тичаскй сшадшщх о гу^с иаоноадроналашл ОВ она запишет промежуточное цодовдниа.

Исследование. состава. а^оттачаскдх УВ в нефтях ТямйногДе-чорскоЦ сровинщи доказало, вжтакэ да даго доходного ОВ. Оалро-полавоа СВ формирует кафта о шдаюкии содэрканиом ароматических УВ. в тх. Вна.предаю, гуодссввй соотавлящей обогащает соответствующую аайть аршатичсбсквык еоеданр.нилчк. С увеличением доли гумусового ОВ в иоходвдд, ОД »взрастав! концентрация полиаромати-чэскдх УВ, На таррдто.рвд Ттааяо-Цачорской проишд'л бшшйны нефти всех грел райамотрошшх -типов. Нифм, ганатичаски осязанные, о, сацроцалашд 0>В обнаружены в оглокениях силура - нихиего дввонд, нафта, гадоткчески связанные с гумуоово-сапропелешм ОВ, вотрачэнц в средаодалонских и болоо колодах отложениях, нефти, генетически связамша сапропелзво-гумусовым ОВ, обнаружит в от-лоеошшг парми и триаса. Данное исследование подтвердило, что в Тишно-Пэчорокой цровикщи было насколько источников генерация яофдоиых УВ, связанных с различными типами ОВ. . . Химические превращения в нэф-тм зависят на только от исходного ОВ, гадорироааьшаго во, но и от геологических усчовий, в .которых сказывается нефть. Показаны особенности распределении ароматических УВ в нефгдх различных геохимических. подтипов (ка-гагошшй, гипзргешшй, палэогипергешшй). Усталоачо'но, что под , влияниям вторичных процессов, вызванных воздействием биогенных,

химических или фмзшсо-хишчвских процессов нефть существеЮ10 меняет свой состав, однако свои гоногачаские черти оохршшт. Так, для нефтвй, связанных с сапропелевым ОВ, как зоны катагенеза, так и гишргспноизмэнвнных концентрационный ряд шглядит следующим образом: С,^ > С^д > С^дду.

Крупнейшие в шра внешние скопляют природных битков являются битумами гапвргеннсго или регрессивного типа, т.е. обязаны своим происхождениям нвфгям, Они охватывают вез ,"ершат нофгк, сформироваватося в пронос с о подъема вмещающей залаяв толшд в зону пшергзнеза. В процессе бактериального окисления neijjroii практически яолясетыэ теряются ачханоше ТВ. йдинетвеп-шш генетическим показателем, связнваздим нафгида с исходным ОВ остается характер распределения ароматических УВ, котормз в шишей степени подвергни влиянию процессов бакториашюго окисления и сохраняют история своего пронехоидэнля. В работе рассмотрены особенности состава ароматических УЛ первично-?.«^ рационных битумов (2 - протокафтидов) и Мезона^тндов.

Вторые протонафгиды составляют особую группу битумов» Они представляют' собой миграционные формы ОВ ранних эталон генерации УВ. Для ОВ, термическая зрелость которого невысока, характерна высокая гибрндность ароматических УВ, входящих в его состав. Именно такой состав ароматических УВ шявлач в битумах Крконсаского предгорного басеоЗна Чэхии. Показано, что доля. Сгр в углеводородной фракция невелика (не превышает 14$), т.з. ароматические УЗ состоят, глазным образом» из дшшоцепочэчши: ал-кильшх заместителей. Состав ароматических УВ в пзрвично-шгра-цишших битумах полностью повторяет таковой в мат ; рпнаиом 03,

В Крконопю.сом предгорном басселна шявлеш битумы разных классов: нефти, мальтн, аосТаяьты. Кривые молекулярно-массового распределения ароматических УВ в первично-мнграционних битумах показывают, что характер распредэлзния ароматических УВ нэ меняется в ряду нефть - мальта - асфальт, что указывает на слабой влияние вторичных процзссов на него.

Изучение особенностей распределения ароматических УВ в мезонафтпдах гипергаквоь. линии от не'фгеЯ до асфальтитов проно-долооь на коллекции битумов Прикаспийской впадшш и Туранокой шшты. Выявлены закономерности изменения состава аро;латичосипх УЗ в яеситях подсолового комплекса. Показало, что максимума oyiç-

парного содержания ароматических УВ образовали за счет преобладающего вклада разных типов ароматических УВ. Так, основную роль в УВ фракции нефтей девонских и нимнэлермских отложений играли нафталиновые УВ, концентрации фенантреновых и тетрацик-лических УВ в них незначительны, в одноименной фракции напхай верхневизейских отложений концентрация фанантреновых УВ заметно возросла, однако но превысила концентрацию нафталиновых УВ, Практически во всех изученных яефгях вялишша отношения Снзд/Г/С^ан больше I, лишь в нэфтях из девонских отложений она немного более 2. Это позволяет утверздать, что в подсолашх отложениях Прикаспийской зпадщнн источником генерации нефтей было преимущественно смешанное гумусово-сапропелавое и в редких случаях сапропелевое ОВ.

Скопления УВ выявлены и в подсоловых, и в надсолевих от-локаниях. Существуют разные представления об источниках образования залежей в подсолевых и надсолевих отложениях. По данным О.В.Бартаиевич, И.Б.Дальяна, М.С.Трохшенко и др.залета обоих комплексов генетически связана мевду собой, а по материалам Т.А.Ботнавой, М.К.Кашшко, Г.А.Маоловой и др. скопления УВ в надоолавом комплексе образовались и за счет ОВ вмещающих пород. Сравнение характера распределения ароматических УВ в кефтях подсоле вага и иадсолавого комплексов показало, что они относятся к эдиному генетическому типу, т.е. образовались в одной нефто-ыатзрикокой толща, лоточником для образования которой послужило праимущиотвашю смешанное гумусоьо-сапронелевое ОВ.

Механизм преобразования нефтей в зоне пхпергенопа мозио представить следующим образом. Гипвргенная история нефти.начи-наетоя с криптогипвргенного этапа. В результате воздействия проникающей в залежь микрофлоры, нефть обедняется адкановш,^ УВ, что вызывает относительное увеличение концентрации ароматических УВ, Нефть приобретает характер малым. Концентрации всех типов ароматичеомж УВ увеличились, однако характер их распределения повторной таковой в нефтях. Это достаточно убедительно показывав? кривые молакулярно-шосового раопрздалошш. В идиогилер-гешой зоне - основными факторами, дейотвукщыги на нефть являются иэмалоявя термобарических условий залежи, что способствует полному выделению из нее растворенных газов и части низкокипящих жидких УВ. Мальты превращаются в аофальты. Уменьшаются концен-

грация воох тилоз ароматических УВ за счет посехода некоторого количества ароматических УВ во фракцию смол. Еще большее снижение концентраций всех типов аромагичоских ТВ отмечено при дальнейшем огаюлапии асфальтов до асфальтитов. Показано, что увеличение ковдйнтрации иолиароматических УВ за счет химического превращешм высокомолекулярных соединений по схеме: ?.Щ~БЦА— ПЦА. ... (Г.Б.Гун) на происходи? при гвдерганном окислении нефть — мальта —асфальт —»- асфальтит. Эти реакции о г очки зрения законов терчолика1.Епси не выгодах, вероятность их протекания в природных условиях ничтекша» т.е. вероятность новообразований ароматических УВ без воздействия шоогагх температур очень мала. Огмслзпиз происходит, главным образом, по атгашыю-му зомзетитэлга, не затрагивал ароматические ядро и основную роль играет длина цепи заместителя и сгниопь ез разветвленности. Бое изменения в составе ароматических УВ в углеводородной фракции происходит за счет перехода ряд,а структур во фоакищо смол.

Прч последовательной преобразовании в системе маяьты— аофальты — асфальтиты снпгаются концентрации всех типов ароматических УВ, но характер их распределения сохраняется. Значения величины С[1аф1,/0фен сохраняется з одних пределах с исходными нафтями. лЯч природных битумов Прикаспийской впадины гта величина колеблется от 1,0 до 1,6.

Таким образом, характер распределения ароматических УВ сохраняет свои особенности в процзссе преобразования нэф'хей в зоне пшергекеза, не только при мягком окислении б криптоггаерген-ней зоне, но & в зоне супрагипергенеза з более жестких условиях, т.е. ароматические ТВ сохраняют историю своого происхождения.

Изучив ссстр.б ароматических га е нафтацах, можно определить их происхождение с достаточной долой вероятности.

Эта идэя была использована для реиания вопроса о происхождении природных битумов Западно-Эстонского архипелага. Выявленные еообмности состава ароматических УЛ в битумэидох РОЗ из ордовико-силурийских отложений Прибалтики характерны для сапропелевого 03 класса Е,. Оли проявились в высоких кохщенврацвях фэяантрбношх и тетрацикличвеких УВ в УВ фракц и. Это неудивительно, ОВ масса Ро было впервые- выделено на материале ордовикских и силурийских отложении Прибалтики, где з породах было от-

Моча"о большое количество остатков граптолигов и хитшитов (Г,М.Парпарова, 0,Г,Наручав и др.).

Сопоитавлеша характера распределения ароматических УВ в РОВ из срдо кико-силурийских отлоасений и в природных битумах тех не отдок81Шй показало, что лишь несколько битумов из небольших проявлений генатичзаки связаны о ОБ вмещающих пород, Состав арошткчэских УВ основной масон изученных битков заставляет уоошшться в их генетической связи с ОВ вмещающих пород, хотя черты сходства присутствуют. Анализ состава аромати-чесгаис УВ в углеводородной фракции нефти с о.Готланд (Швадский сектор Балтики) выявил ее единство с ОВ типично сапропелевого прерыущаотвэщш водорослевого типа. Концентрационная зашои- , мость ароматических УВ в ней определена: Она(|(Т> 0фец> (здду. Природные битуш из ордошко-силурайских отложении Западио-Зс-тоноьиге архипелага имакнг такой же характер распределения ароматических УВ, в углеводородной фракции, что указывает на их гаяэтичеокоа родство. Микропалаоптологача ские исоладовада природных бшумв показали возможность латеральной миграции нефти цо пласту. Вое это позволяет утвередать, что битуш Западио-Эзтонакого архипелага яваяютоя нродуктамг преобразований нефгеи, генетически связанных о сапропелевым ОВ. Т.е. изучение характера распределения ароматических УВ в природах битумах Прибалтики подтвердилошшниа тех исследователей, которые считают, что основным иотсчшшом нижиопалаозойаких нафвдов являются кембрий-окиэ нафтеуатаринскдо порода,

Изучение ароыатичаских УВ в природных битумах позволило про сладить ад эзолщвд и роль в геохимической истории нарси. Показаао, чзо характер распределения ароматических УВ в природных бадудах отражав? сгющфшу исходного ОВ.

' " ' ЗАШИВШИ

Проведенные исследования продемонстрировали дашадшку изменения состава зромадичаоких УВ в хода авшшдак ОБ. Это позволило сделать следующие вывода:

I, С химической структурой живого вещества, унаследованной При его фоссилизацяи, связан характер распределения ароматических УВ в ОВ. Концентрация ароыатичаских УВ увеличивается от сапропелевого ОВ к гумусовому. Концентрационная зависимость для

сапропелевого ОВ выглядит следующим образом: 0Ha^ > С^ПАУ* В сапропелевом ОВ масса Fj фэяантрановых УВ несколько больше, чем татрацтиических, что приводит концентрационную зависимость к следующему виду: ? О^щу« В ОВ класса ív, эта зави-

симость выгляди г так: ^ш^^/ПАУ4

Гумусовое ОВ существенно отличается от сапропелевого более высоким содержанием ароматических УВ в cocr¡' зе его бнтумсидов. Концентрационная зависимость для ароматических УВ ОВ гумусового иш представлена следующим рядом: СП£ф < * СЗщду.

2. В процессе катагекетичвеких преобразований ОВ углеводородный состав битумовдов существенно меняется. Дкна^лхпш изменения состава ароматических УВ едала для всех тиной ОВ. О увеличением степени лрообразованййсти ОВ концентрации всех типов ароматических УВ растут, достигая максимальных значений lia этапа ГШ. После наступления ГШ, когда оказываются выработал таг,я все способные к деструкции компоненты, содержание всех типов ароматических УВ снижается. Все кгм-зпэлил в составе ароматических УВ происходят в рагжах концентрационной зависимости, 'Свойственной кавдому типу ОВ.

. 3. Нафтиды, образованные из различных форм ОВ, сохраняют характерные особенности структур« исходного ОВ. Характер распределения ароматических УВ может служить критерием для генетической типизации нефтей. Основным генатичосюм показателем является отношение концентрации ароматического углерода, находящегося в нафталиновых циклах к ароматическому углероду, находящемуся в фенаятрановых циклах. '

4. Характер распределения ароматических УВ сохраняется а процессе преобразования нэфтвй в золе nmeprnnosa. Состав ароматических УВ меняется в системе нефть - мальта ~ асфальт -асфальтит. В результате воздействия проникающей в залэяь микрофлоры , нефть обедняется алканошма УВ, что вызывает относительное увеличение концентраций ароматических УВ всех tieiob Конденсации. Нефть приобретает характер мальтн. В зона вдиогипаргена-за при превращении мальты в асфальт и асфальтит часть ароматических УВ переходит во фракцию смол, вызывая снижение концентрации ароматических УВ. Характер распределения ароттических УВ, отражающий специфику исходного ОВ, нэ изменяется в геохимической истории нефти.

5» Изучениз характера распределения ароматических УВ в На^ткд&х дат* возможность решить вопрос об источниках битумо-проявадлий ii скоплешы оитумов, что позволит осуществить прогноз ресурсов и запасов УВ сырья.

Автор надеется, что материалы настоящей работы б^дут полезны для обоснованного прогнозирования перспектив нэфтегазо-яоспооти и уточнения формирования мастороздвний природных битумов, в том числе пафтей.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, СИ'БЛЖОВАаШ ДО ТЕЖ ДИССЕРТАЦИИ

1. Наследован!:© ароматической фракции У В различных типов ОБ методом УФ-спектроматрии. - Тез.доклада конференции молодое ученых и специалистов Туркменистана. Ашхабад, 1980, с.64-65.

2. Органическая геохимия палеозоя и допалеозоя Сибирской платформы и прогноз лефгегазонооности. Л., Недра, 1981, 198 с. (келлактавная монография под ред.Т.К.Баншювой).

3. Масс-опзктрометричавкие исследования ароыатичеекнх УЗ в опытах пс моделированию катагенетичнеких превращений ОВ. -Таз.докл.на УН Всесоюзном семинаре "ОВ в современных и ископа-SMiix осадках". Ташкент, 15Б2, с.4.1-42 u соавторстве с Л.А.йоч-лор), .

4. Катагенез гумусового СЕ углей в сатзи о проблемой нафте-сбразоЕания. - Там Ее, о.34-37 (в соавторства с Н.П.Оилиьой, Е.М.йайзуллшой и др.).

5. Экспериментальное моделирование катагбнетачееккх превращений гумусового и сапропелевого ОВ. .- Тэз.доки.на б Международном коягресоз по ортчичсской ге.ишгаси 'Таохкмик современных и ископаемых осадков", i.iocnsa, IS32., а. 167-169 (в соавторстве с Е.АЛ'лебояской, В.И.Разцовшл и др.).

6. Экспариыентально-теорат'ичеокая модель преобразования гумусового ОВ в катэгояаза с оценкой масштабов генерации УВ. -Т з.доклЛУ Всесоюзного семинара "Эволюция пефтегазообразова-кия в истории Земли". Москва, ISC4, С.43-Б1 (з соавторстве с

Е.А.Рогозиной, С.Г.Нэручзвнм к др.).

ЯефтегазообразоЕапиэ б отложениях домакикового типа. Ы., Неда, 1906, 206 с, (коллективная монография под ред. С.Г.НаручзЕа),

8, 0 закономерностях изменения молекулярной структуры сапропелевого ШЗ в процессе катагенеза и алокатагэнеза (по данным Ш- и УФ-опзктромзтрнм и элементного анализа). - Геохимия, 1987, № 7, о.998-1005 (в соавторство с Е.М.Файзуллиной и С.Г. Неручезнм).

9» Высокомолекулярные арены в нефтях Восточной Камчатки и др.рогионов. - Тез.докл.на Всесоюзной конференации по химии нефти. Томск, 1980, с. 55-56 (в соавторстве о М.Б.Тешнко, В.П.Клиндуховнм).

10. Генетические связи найяей и природных битумов по составу высок омолшсулярпнх циклических соединений: Тез.докл.на Всесоюзной конференции "Критерш и метода прогноза генетических связей УЗ в системе нефть конденсат ОВ пород". Москва,1988, с.24-25 (в соавторства с М.Б.Темяшсо, З.Г.Капланом).

IIОтражение процессов преобразования РОВ в сосгаво ароматических УВ масляной фракции бятумопдов на этапе ГШ. - Гао- ■ логия недуги и газа, 198В, К 7, с,26-29 (в соавторстве й Е.М. Файзуллиной, Л.В.Мишусгшюй).

12. Исследование изменений УВ ароматической структуры для различных микрокомшшентов ОВ в процоссах моделирования их ката-генотпческнх превращений. - В кн.: Иооледованнз нефтогаз огонвра-ционных характеристик ОВ пород термическими методам. Тр.БШГРИ, Л., 1988 > с.126-133 (в соавторстве с Е.А.Глебовской).

13. Состав и геохимическая корреляция нефтзй глубоких горизонтов Прикаспийской и Тимано-Печорской провинций. - Тез,докл. на Всесоюзном совещании "Неотзгазоносность больших глубин и грязевой вулканизм". Баку, 1989, с,19-21 (в соавторстве с М.Б.Темянко, В.Ф.Васильевой).

14. Эишрическая модель преобразования химической структуры сапропелевого ОВ в зоне катагенеза и апокатагенеза. - Тез. докл.иа Всесоюзном семинаре "Теоретические, природные и экспериментальные модели петлеобразования и их использование в прогнозе нейгогазсносности". Ленинград, 1989, с.84-86 (в соавторстве с Е.М.Файзуллиной, А.З.Жуковой).

15. Состав ар-знов шсоковязких'нефтей и природных битумов Казахстана. - Тоз.докл.11е'г!дународноа конференции по хишш нефти. Томск, 1991, с.220-221 (в соавторстве с М.Б.Тешшко).

16. Особенности химического состава нефтей и природных би- . тумов платформенных областей СССР. - Там же, с Л£5-197 (в со- '

авторство с М.Б.Темянкр).

17. Эмпирическая модель преобразования химической структу-рц сапропелевого ОВ в зоне катагенеза и апокагаганаза. В кн.: Теорэтическиа, природные и экспериментальные модели нафтеобра-зрвания и их использование в прогноза нефтегазоносное™. Наука, М,, 1991, с.84-91 (в соавторстве с В.М.Файзуллиной и А.В.Куко-вой).

18. Геохишчаскив особахщости природных битумов верхне-альбокого горизонта мастороадания ¡Лортук, Акхар, Карасязь-Тас-цаа в Западном Казахстана. - Геология нафти и газа, 1992; № 12, 0.28-32 (б соавторстве с Б.А.Клубовым, Е.М.Файзуллиной и др.).

/

РТП¿¡ЦТГ^ак.ЗСЬ^ тир.'оо, ¿2.04<н,-