Вопрос 30 Изменение состава нефти при миграции

Вопрос 30 Изменение состава нефти при миграции

Изменение состава нефти при латеральной миграции • Групповой состав • Величина отношения смолы/асфальтены должна расти, по направлению миграции, поскольку асфальтены, как и высокомолекулярные УВ, характеризуются лучшими сорбционными свойствами по сравнению со смолами.

Углеводородный состав бензинов (С 5 -С 8) • По направлению миграции уменьшаются следующие отношения: • Арены Σ(С 6 -С 7) / алканы Σ(С 6 -С 7), • толуол / бензол, • ΣЦГ/ΣЦП • Поскольку миграционная способность УВ в числители этих отношений мигрируют лучше

Углеводородный состав средних фракций (С 12 -С 32) • среди изопренанов наибольшей миграционной способностью характеризуются С 14—C 16 по сравнению с C 19 -C 20, • с увеличением дальности миграции растет отношение • изо(С 14—C 16)/изо(C 18 -C 20). • поскольку растворимость в газе пристана (Pr) лучше, чем фитана (Ph), то отношение Pr/Ph должно расти по направлению миграции (предполагается миграция в газовом растворе). • Как правило, газоконденсаты имеют повышенное содержание Pr, т. е. он мигрирует в газовом растворе лучше. • Но! Статистические данные по различным нефтям разновозрастных НГБ свидетельствуют об устойчивости этого отношения и оно рассматривается как генетический показатель. • алканы/циклоалканы – растет по направлению миграции

Полициклические биомаркеры • Трициклические терпаны-хейлантаны более подвижны по сравнению с гопановыми УВ, и величина отношения три/пентациклических нафтенов растет по направлению миграции.

Полициклические биомаркеры • У стерановых биомаркеров наиболее подвижными являются эпимеры с биоконфигурацией ααα 20 R по сравнению с эпимерами ααα 20 S с геоконфигурацией. • Соотношение этих стереоизомеров по регулярным ααα 20 R/ααα 20 S и перегруппированным 20 R/ 20 S стеранам предложено использовать как показатель миграции. Величина этого отношения возрастает по направлению перемещения флюида. Регулярный или изостеран ( ) Перегруппированный или диастеран ( )

Показатели миграции в составе нефти • • • Для установления характера миграционных процессов важно выявлять направленность изменений того или иного параметра. Наиболее информативными показателями являются: Углеводородный состав, групповой (компонентный ) состав, Фракционный состав, Изотопный состав углеводородных систем. • Но! и для этих показателей нет строго установленных единых закономерностей. • • • Факторы влияющие на направленность изменения нефтей На направленность изменений свойств и состава нефтей влияет ряд факторов: форма переноса флюида — струйная, диффузионная, растворенная; направленность миграционных процессов — латеральная или вертикальная и тесно связанные с этими факторами различные адсорбционно-хроматографические эффекты, которые определяются вещественным (минералогическим, литологическим, гранулометрическим) составом среды, скоростью фильтрации и др.

Изменение изотопного состава углерода • • • Эмпирически и экспериментально установлено, что происходит облегчение (увеличение 12 С) изопного состава С от легких фракций к более тяжелым. Для генетически единых нефтей концентрация изотопа 12 С тем меньше, чем выше в них содержание бензиновой фракции. Но! При региональной латеральной миграции установлено общее облегчение изотопного состава углерода нефти, т. е. увеличение 12 С содержания изотопа по направлению миграции, что, видимо, обусловлено лучшей сорбцией наиболее изотопно тяжелых смолистоасфальтеновых компонентов нефти и лучшей миграционной способностью 12 С. Уме ньш ени е 13 С Изменение величины 13 С (%) фракции нефти НК-1300 С по разрезу месторождений Прикумско-Сухокумской зоны поднятий 1 -песчаники; 2 - глины; 3 - известняки; 4 - залежи нефти

Распределения микроэлементов в нефтях • Установлено повышение общей концентрации микроэлементов в высококипящих фракциях. • Приуроченность одних элементов к тяжелым фракциям (V, Ni, Co, Cr), а других к легким (Hg, Sr, Rb, Cu, Zn, R и др. ) позволило проследить характер изменения микроэлементов в процессе миграции (Пунанова С. А. , Чахмахчев В. А. , 1974) • Действует сорбционный эффект. • Поскольку тяжелые фракции нефтей адсорбируются лучше, то концентрация V, Ni, Co, Cr будет уменьшаться, в то время как содержание Hg, St, Rb, Cu, Zn, R —спутников легких фракций будет расти. • Величины отношений V/Cu, Ni/Cu, Co/Cu являются достаточно информативными и закономерно снижаются в процессе миграции через слабопроницаемые глинистые породы. • В водонасыщенных природных резервуарах, породы которых имеют низкие сорбционные свойства, эти показатели теряют информативность.

• В процессе изучения карбазолов было установлено, что структурные изомеры с одинаковым числом метильных (M) и этильных (Э) радикалов, но с различным их расположением отличаются по растворимости в неполярных растворителях. • Так, растворимость 1 -Mкарбазолов и 1, 8 -ди. Mкарбазолов в гексане составляет 0, 2— 0, 3 мг/мл, тогда как растворимость изомеров с тем же числом заместителей, но в других положениях (2, 3, 4, 5, 6, 7), где М группы не экранируют -NН группу, меньше в 10 -20 раз. (Е. Б. Фролов и др. ) • В нефтях также отмечены значительные вариации отношения 1 - к 2 Мкарбазолу (почти в 10 раз), в то время как соотношение между 2 - и 3 -Мкарбазолами изменяется едва заметно. • Было высказано предположение, что состав карбазолов в нефтях должен быть весьма чувствителен к миграционным процессам, а возможно, и контролировать их.

• При увеличении дальности миграции отмечается рост отношений l-M/2 M и 1 -М/3 -М, снижение отношений l-M/1 -Э карбазолов, а также уменьшение концентраций бензокарбазолов. • Такой характер изменения этих параметров рассматривается как результат миграционного фракционирования. Тобойское Южно-Тобойское 20 км Изолинии показателя l-M/2 -M карбазол в нефтях Хорейверской впадины и Варандей-Адзьвинской зоны Тимано-Печерского НГБ (Бушнев, Валяева, 2000 г. )

Эффект геохроматографии • • • В основе используемых в настоящее время индикаторов миграции лежит представление о том, что перераспределение при миграции состава УВ и среди них биомаркеров происходит за счет геохроматографии, при которой различные ароматические УВ (в силу своей полярности) и высокомолекулярные УВ других классов (в силу высокой сорбционной способности) сорбируются в первую очередь. Поэтому по направлению миграции происходит увеличение отношений алифатические/ароматические УВ; н-алканы/циклоалканы; три-/ моноароматические стероиды; три-/пентациклические терпеноиды. Наиболее распространенные из предложенных индикаторов миграции: 20 S/(20 R+20 S) и / ( + ) регулярных стеранов С 27–С 29, 22 S/(22 R+22 S) гопанов С 31–С 35, Σ гопаны/Σ(гопаны+моретаны С 29, С 30), Но! Эти же отношения являются одновременно и показателями зрелости нефти, поэтому в ряде случаев кажущаяся зрелость нефти приводит к неверным суждениям о степени ее миграции. И наоборот, миграция флюидов, если ее не учитывать, может привести к завышенным значениям зрелости нефти.

• Было установлено, что из всех пентациклических хемофоссилий лучше, чем гопаны, сорбируется гаммацеран, в связи с этим для оценки степени миграции было предложено использовать изменение отношения гаммацеран / 17 Н-гопан С 30, тем более что оно не зависит от степени зрелости нефти или ОВ [Петров Ал. А. , Арефьев О. А. , 1990]. 17 Н-гопан С 30 гаммацеран

Соотношения геохимических параметров, увеличивающихся в процессе миграции • Экспериментально и статистически подобраны коэффициенты, которые изменяются однонаправленно в процессе миграции. • Они различны для нефтей и для газоконденсатов