ПЕТРОЛЕОМИКА

В статье приведены результаты сравнительного анализа вязкостно-температурных зависимостей модельных систем на основе нефтяных мальтенов из неустойчивых (с асфальтенами типа «остров») и устойчивых (с асфальтенами типа «архипелаг») нефтей с добавлением 5 мас. % индивидуальных н-алканов (С10 и С23) и/или («родных» или «неродных») асфальтенов. На вязкостно-температурных кривых выделены две области: низкотемпературная (от 10 до 30°С) и высокотемпературная (от 30 до 50°С), в которых поведение нефтяных систем определяется, соответственно, наличием кристаллической фазы твердых парафинов и состоянием асфальтенов. Сделано предположение, что особенности вязкостно-температурных характеристик нефтяных систем при повышенных температурах определяются структурой асфальтенов («остров» или «архипелаг») и их склонностью к флоккуляции или образованию парафино-асфальтеновых агрегатов. Показано, что флоккуляция асфальтенов сопровождается захватом компонентов дисперсионной среды, а именно н-алканов, причем асфальтены типа «остров» захватывают больше.

Методами газожидкостной хроматографии и хромато-масс-спектрометрии изучены особенности состава и распределения биомаркеров в нефти и рассеянном органическом веществе венд-кембрийских отложений из скважины Кугасская 364-0. Идентифицированы алканы нормального и изопреноидного строения, моноцикланы, стераны, терпаны, а также алкилароматические углеводороды ряда бензола, нафталина и фенантрена. По геохимическим показателям биомаркеров определено, что исходное органическое вещество формировалось преимущественно в карбонатных породах морского бассейна с восстановительной средой и повышенной соленостью вод. Показатели термической зрелости соответствуют началу «нефтяного» этапа катагенеза.

Методом ЯМР 13С изучен представительный набор нефтей Северного Кавказа (86 проб, 54 месторождения и разведочные площади). Впервые получены данные о распределении углерода по основным структурным фрагментам молекул нефтей всего бассейна. На основании графиков плотности распределения всех измеренных параметров состава установлено, что распределения значений почти всех параметров би или полимодальное. Лишь у величины Σn-Alk/C4 n(1) оно унимодально, но все равно не является нормальным.. С применением метода непараметрической статистики показано, что в нефтях Северного Кавказа намного меньше ароматических соединений, чем в нефтях Западной Сибири и Волго-Урала. Содержание же, налкильных структур наибольшее из всех четырех изученных бассейнов, включая Восточно-Сибирский бассейн. Подтверждено ранее сделанное по данным ЯМР 1Н выделение в пределах
бассейна трех стратиграфических комплексов по составу нефтей: первый комплекс — нефти коллекторов триаса и юры, второй — нефти меловых отложений, третий — палеогена и неогена. Выявлена разница в генезисе нефтей между тектоническими структурами, примыкающими к Главному Кавказскому хребту (Терская и Сунженская антиклинальные зоны Терско-Каспийского краевого прогиба Индоло-Кубанский прогиб) с теми, что находятся на северо-востоке бассейна и примыкают к Каспийскому морю (Восточная часть гряды Карпинского, Прикумская зона поднятий). Первая группа нефтей — нефть морского генезиса с примесью терригенного материала; вторая — нефть терригенного генезиса. Тем самым полученные ранее существовавшие представления о генезисе нефтей Северного Предкавказья радикально меняются.

В обзоре проанализированы возможности метода магнитно-резонансной томографии (МРТ) в исследовании нефтей. Основное внимание уделено рассмотрению технических особенностей метода применительно к задачам добычи и подготовки нефти. Проведена систематизация доступных литературных данных. Выделены четыре ключевых направления МРТ-визуализации, активно развивающихся в настоящее время: нефть в пористой матрице; межфазные границы нефтей; процессы дестабилизации нефтяных систем; процессы транспорта нефти и нефтяных систем. Рассмотрены ключевые работы по данным направлениям и изложены принципиальные моменты, отражающие эффективность метода МРТ и очерчивающие круг проблем, решаемых с его помощью, включая перспективы дальнейшего расширения областей применения. Обсуждены возможности исследования морфологических, структурных, динамических аспектов взаимодействия нефтей с окружающей средой, их фазового поведения в условиях интенсивных внешних воздействий. Представленный обзор способствует расширению арсенала экспериментальных возможностей специалистов, работающих в области добычи, подготовки и переработки нефтей, а также в смежных областях – физической и коллоидной химии, химии поверхностных явлений и высокомолекулярных соединений.