Способ количественного определения содержания идентифицированных углеводородов нефти
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.
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:
Ax-УВ(н-Сх) - определяемый углеводород в вес.% на нефть на масс-хроматограмме,
Lx (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: Аф=Ах,
Аф - УВ в вес.% на нефть углеводорода по масс-фрагментограмме нефти,
Lф - 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,
mф - 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/п | Углеводород | Содержание углеводорода, в % на нефть | Углеводород | Содержание углеводорода, в % на нефть |
1 | n-C4 | 0,09 | n-С25 | 0,47 |
2 | n-C5 | 0,55 | n-C26 | 0,41 |
3 | n-С6 | 1,00 | n-C27 | 0,34 |
4 | n-C7 | 1,15 | n-C28 | 0,25 |
5 | n-C8 | 0,85 | n-C29 | 0,19 |
6 | n-C9 | 0,84 | n-С30 | 0,14 |
7 | n-C10 | 0,98 | n-C31 | 0,07 |
8 | n-C11 | 1,15 | n-C32 | 0,03 |
9 | n-C12 | 1,18 | n-С33 | 0,02 |
10 | n-C13 | 1,02 | П-С34 | 0,015 |
11 | n-C14 | 0,95 | n-C35 | 0,01 |
12 | n-C15 | 0,87 | n-С36 | 0,01 |
13 | n-C16 | 0,83 | ∑n-С4-С36 | 18,62 |
14 | n-C17 | 0,82 | i-C13 | 0,19 |
15 | n-C18 | 0,72 | i-C14 | 0,31 |
16 | n-C19 | 0,70 | i-C15 | 0,26 |
17 | n-C20 | 0,67 | i-C16 | 0,22 |
18 | n-C21 | 0,62 | i-C18 | 0,14 |
19 | n-С22 | 0,62 | i-C19 | 0,18 |
20 | n-С23 | 0,55 | i-C20 | 0,13 |
21 | n-С24 | 0,51 | ∑i-C13-C20 | 1,43 |
∑n-C4-C36+iC13-C20=20,05% |
Таблица 2. | ||||||
Н-алканы и изопреноидные углеводороды в нефтях и конденсатах месторождения Бованенковское | ||||||
№ п/п | Месторождение, № скв. | Возраст | Глубина, м | ∑nC4-пС36, % | ∑iC13-iC20, % | iC19/iC20 |
1 | Бованенковское, 201 | Pz | 3425-3443 | 18,62 | 1,43 | 1,37 |
2 | Бованенковское, 203 | Pz | 3396-3405 | 28,60 | 1,47 | 1,50 |
3 | Бованенковское, 144 | J10 | 3164-3160 | 15,24 | 1,08 | 1,68 |
4 | Бованенковское, 133 | J7 | 3010-3020 | 14,00 | 0,36 | 2,22 |
5 | Бованенковское, 133 | J6 | 2957-2966 | 17,62 | 1,64 | 2,06 |
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.
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.