СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ИДЕНТИФИЦИРОВАННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ Российский патент 2005 года по МПК G01N30/00 

В настоящее время в монографиях [1-4] широко освящены методы идентификации углеводородов нефти, приведены также различные методы их количественного определения. Однако отсутствует метод по количественному определению н-алканов и изопреноидных углеводородов в нефтях (% на нефть), приведенный нами в данной работе. Предлагаемый метод позволяет определять процентное содержание всех идентифицированных на хроматограмме (методом ГЖХ), масс-хроматограмме и масс-фрагментограмме (хромато-масс-спектрометр) углеводородов нефти.

Судь метода заключается в переносе численного значения н-алкана, рассчитанного в %, на нефть по методу, приведенному в работе [1] на хроматограмму нефти (или масс-хроматограмму), где рассчитываются все идентифицируемые углеводороды нефти, в том числе и высокомолекулярные н-алканы и полициклические углеводороды нефти (в % на нефть). Количественные значения которых (в % на нефть) можно перенести на масс-фрагментограмму, где согласно данным работы [4] в нефтях идентифицируются терпаны и стераны и т.д.

Таким образом, метод переноса содержания в % на нефть углеводорода с одной хроматограммы (бензиновой фракции) на масс-хроматограмму, а с нее на масс-фрагментограмму позволяет определить количественное содержание любого идентифицируемого углеводорода нефти.

Методика количественного определения изопреноидных углеводородов и н-алканов нефти (в % на нефть) апробирована на флюидах многопластового месторождения Бованенковское. Хроматограмма бензиновой фракции нефти (НК-127оС) снималась на хроматографе марки Хром-5 в стандартном режиме.

Содержания индивидуальных углеводородов в бензиновой фракции в % на нефть определены по методике, указанной в работе [1].

где: ΣC - выход фракции НК-127°С, в % на нефть,

Lx - величина (высота, в мм) пика определяемого углеводорода,

L₁ - сумма пиков (высота, в мм) всех идентифицируемых н-алканов,

L₂ - сумма пиков (высота, в мм) всех идентифицируемых изоалканов,

L₃ - сумма пиков (высота, в мм) всех идентифицируемых нафтеновых углеводородов,

L₄ - сумма пиков (высота, в мм) всех идентифицируемых ароматических углеводородов,

L₅ - сумма всех неидентифицированых пиков (высота, в мм).

А - содержание углеводорода н-С₈ в % на нефть во фракции НК-127°С. Определив содержание н-алкана С₈ по хроматограмме бензиновой фракции НК-127°С, стыкуем ее с хроматограммой нефти, где присутствует пик н-алкана С₈. В зависимости от температуры кипения бензиновой фракции стыковочный углеводород может и н-С₉.

По формуле:

где: A₁=А,

A₁-УВ (н-С₈) - искомый углеводород в % на нефть по хроматограмме нефти,

А - содержание углеводорода н-С₈ в % на нефть во фракции НК-127°С,

L₁ (н-С₈) - высота пика н-С₈, в мм на хроматограмме бензиновой фракции НК-127°С,

L₁ (н-С₈) - высота пика в мм, определяемого УВ на нефтяной хроматограмме, определяем содержание н-С₈ в % на нефть на хроматограмме нефти,

m - стыковочный коэффициент - количество вещества в % на нефть, приходящееся на 1 мм по хроматограмме нефти (m=A₁/L₁ или m=A/L₁).

Далее по формуле:

определяется любой из идентифицированных углеводородов на нефтяной хроматограмме:

A_x-УВ(н-Сх) - определяемый углеводород в вес.% на нефть на масс-хроматограмме,

L_x (н-Сх) - высота пика в мм, определяемого УВ на масс-хроматограмме.

По формуле (3) ведется пересчет всех н-алканов и изопреноидных углеводородов (см. табл.1).

Если на масс-хроматограмме нефти идентифицируются полициклические углеводороды нефти (в частности, тритерпаны, стераны и т.д.), согласно данным работы [4], то их численные значения в вес.% на нефть можно перенести на масс-фрагментограмму для дальнейшего определения по ней всех идентифицируемых пиков (сумм).

Принцип данного метода, заключающийся в переносе численного значения идентифицированного углеводорода с масс-хроматограммы на масс-фрагментограмму (снятую в конкретных режимах), позволяет определить процентное содержание любого идентифицируемого углеводорода нефти.

Содержание в вес.% на нефть н-алкана н-Сх на масс-фрагментограмме (Аф). Аф=Ах

По формуле:

где: А_ф=Ах,

А_ф - УВ в вес.% на нефть углеводорода по масс-фрагментограмме нефти,

L_ф - высоты пика в мм, определяемого УВ на масс-фрагментограмме,

Ах - содержание углеводорода в вес.% на нефть по масс-хроматограмме,

Lx - высота пика углеводорода, в мм на масс-хроматограмме,

m_ф - стыковочный коэффициент - количество вещества в вес.% на нефть, приходящееся на 1 мм.

Затем по формуле {5} определяем углеводороды на масс-фрагментограмме (масс-спектрограмме):

Далее по формуле 5 определяем все идентифицириемые в этом режиме углеводороды на масс-спектрограмме. Масс-спектры нефтяных углеводородов даны в справочнике [5].

Численные значения соотношений рассчитанные по высотам пиков по хроматограмме нефти совпадают с данными рассчитанными приведенным методом, см. табл.2. Что свидетельствует о хорошей сходимости и высокой точности данного метода.

Таблица 1.Н-алканы и изопреноидные углеводороды в нефти месторождения Бованенковское скв 201, Pz, 3425-3443, в % на нефть.№ п/пУглеводородСодержание углеводорода, в % на нефтьУглеводородСодержание углеводорода, в % на нефть1n-C40,09n-С250,472n-C50,55n-C260,413n-С61,00n-C270,344n-C71,15n-C280,255n-C80,85n-C290,196n-C90,84n-С300,147n-C100,98n-C310,078n-C111,15n-C320,039n-C121,18n-С330,0210n-C131,02П-С340,01511n-C140,95n-C350,0112n-C150,87n-С360,0113n-C160,83∑n-С4-С3618,6214n-C170,82i-C130,1915n-C180,72i-C140,3116n-C190,70i-C150,2617n-C200,67i-C160,2218n-C210,62i-C180,1419n-С220,62i-C190,1820n-С230,55i-C200,1321n-С240,51∑i-C13-C201,43∑n-C4-C36+iC13-C20=20,05%

Таблица 2.Н-алканы и изопреноидные углеводороды в нефтях и конденсатах месторождения Бованенковское№ п/пМесторождение, № скв.ВозрастГлубина, м∑nC4-пС36, %∑iC13-iC20, %iC19/iC201Бованенковское, 201Pz3425-344318,621,431,372Бованенковское, 203Pz3396-340528,601,471,503Бованенковское, 144J103164-316015,241,081,684Бованенковское, 133J73010-302014,000,362,225Бованенковское, 133J62957-296617,621,642,06

Список литературы

1. Ал.А.Петров., Химия алканов, М., Наука, 1974, С.245.

2. Ал.А.Петров, Н.Н.Абрютина. Новые методы исследования состава нефтей. М., Изд. Мин-ва геологии СССР, ВНИГНИИ, 1972, вып.119, С.137.

3. Солодков В.К. Исследование би- и трициклических насыщенных нефтяных углеводородов состава С8-С12. Автореферат кандидатской диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук. Москва, 1968 г. ИНХС им. А.В.Топчиева. С.21.

4. Ал.А.Петров. // Геология нефти и газа, 1994, №6, С.13.

5. Ал.А.Петров., Головкина Л.С., Русинова Г.В. // Масс-спектры нефтяных углеводородов. Справочник (атлас). М., Недра, 1986.

Сущность: определяют численное значение содержания идентифицированного н-алкана бензиновой фракции, вычисленное с учетом всех идентифицированных и неидентифицированных углеводородов фракции. Переносят это численное значение на масс-хроматограмму и масс-фрагментограмму. По высоте соответствующего пика судят о количественном содержании любого идентифицированного углеводорода нефти. 2 табл.

Способ количественного определения содержания идентифицированных углеводородов нефти, заключающийся в определении численного значения содержания идентифицированного н-алкана бензиновой фракции, вычисленного с учетом всех идентифицированных и неидентифицированных углеводородов фракции, переносе этого численного значения на масс-хроматограмму и масс-фрагментограмму, по высоте соответствующего пика на которых судят о количественном содержании любого идентифицированного углеводорода нефти.