Элементный состав нефти и гетероатомные компоненты
Наряду с углеводородами в состав нефти входят вещества, содержащие примесные атомы. Серосодержащие – H2S, меркаптаны, моно- и дисульфиды, тиофены и тиофаны, а также полициклические и т. п.; азотсодержащие – преимущественно гомологи пиридина, хинолина, индола, карбазола, пиррола, а также порфирины; кислородсодержащие – нафтеновые кислоты, фенолы, смолисто-асфальтеновые и др. вещества. Элементный состав: 82-87 C; 11-14,5 Н; 0,01-6 S; 0,001-1,8 N; 0,005-0,35 O и др. Всего в нефти обнаружено более 50 элементов. Так, наряду с упомянутыми, в нефти присутствуют V, Ni, Cl и т. д. Содержание указанных соединений и примесей в сырье разных месторождений колеблется в широких пределах, поэтому говорить о среднем химическом составе нефти можно только условно.
| Таблица 1.2.1 Элементный состав нефти различных месторождений (в %) | |||||||
| Месторождение | Плотность, г/см³ | С | Н | S | N | O | Зола |
| Ухтинское (РФ) | 0,897 | 85,30 | 12,46 | 0,88 | 0,14 | - | 0,01 |
| Грозненское (РФ) | 0,850 | 85,95 | 13,00 | 0,14 | 0,07 | 0,74 | 0,10 |
| Сураханское (Азербайджан) | 0,793 | 85,34 | 14,14 | 0,03 | - | 0,49 | - |
| Калифорнийское (США) | 0,912 | 84,00 | 12,70 | 0,40 | 1,70 | 1,20 | - |
Классификация нефти по углеводородному составу
Класс углеводородов, по которому нефти даётся наименование, должны присутствовать в количестве более 50 %. Если присутствуют углеводороды также и других классов и один из классов составляет не менее 25 %, выделяют смешанные типы нефти: метано-нафтеновые, нафтено-метановые, ароматическо-нафтеновые, нафтено-ароматические, ароматическо-метановые и метано-ароматические; в них первого компонента содержится более 25 %, второго – более 50 %.
| Таблица 1.2.2 Содержание основных классов углеводородов в различной нефти (во фракциях, выкипающих до 300°С в % на всю нефть) | ||||
| Месторождение | Плотность, г/см³ | Парафины | Нафтены | Ароматические |
| Пермское (РФ) | 0,941 | 8,1 | 6,7 | 15,3 |
| Грозненское (РФ) | 0,844 | 22,2 | 10,5 | 5,5 |
| Сураханское (Азербайджан) | 0,848 | 13,2 | 21,3 | 5,2 |
| Калифорнийское (США) | 0,897 | 9,8 | 14,9 | 5,1 |
| Техасское (США) | 0,845 | 26,4 | 9,7 | 6,4 |
Растворители нефти
По способности растворяться в органических жидкостях, в том числе в сероуглероде, хлороформе, спиртобензольной смеси нефть, как и другие петролиты, вещества, извлекаемые этими растворителями из торфа, вещества, извлекаемые этими растворителями из ископаемых углей принято относить к группе битумов [4].
Геология нефти
Заключающие нефть породы обладают сравнительно высокой пористостью и достаточной для её извлечения проницаемостью. Породы, допускающие свободное перемещение и накопление в них жидкостей и газов, называются коллекторами. Пористость коллекторов зависит от степени отсортированности зёрен, их формы и укладки, а также и от наличия цемента. Проницаемость определяется размером пор и их сообщаемостью. Главнейшими коллекторами нефти являются пески, песчаники, конгломераты, доломиты, известняки и другие хорошо проницаемые горные породы, заключённые среди таких слабопроницаемых пород, как глины или гипсы. При благоприятных условиях коллекторы могут быть трещиноватые метаморфические и изверженные породы, находящиеся в соседстве с осадочными нефтеносными породами.
Часто нефтяная залежь занимает лишь часть коллектора и поэтому в зависимости от характера пористости и степени цементации породы обнаруживается различная степень насыщенности нефтью отдельных её участков в пределах самой залежи. Иногда этой причиной обусловливается наличие непродуктивных участков залежи. Обычно нефть в залежи сопровождается водой, которая ограничивает залежь вниз по падению слоёв либо по всей её подошве. Кроме того, в каждой залежи нефти вместе с ней находится т. н. плёночная, или остаточная вода, обволакивающая частицы пород и стенки пор. В случае выклинивания пород коллектора или обрезания его сбросами, надвигами и т п. дизъюнктивными нарушениями залежь может либо целиком, либо частично ограничиваться слабопроницаемыми породами. В верхних частях нефтяной залежи иногда сосредоточивается газ. Дебит скважин, помимо физических свойств коллектора, его мощности и насыщения, определяется давлением растворённого в нефти газа и краевых вод. При добыче нефти скважинами не удаётся целиком извлечь всю нефть из залежи, значительное количество её остаётся в недрах земной коры. Для более полного извлечения нефти применяются специальные приёмы, из которых большое значение имеет метод заводнения. Нефть в залежи находится под давлением вследствие чего вскрытие залежи, особенно первыми скважинами, сопровождается риском газонефтепроявлений [1].
Весьма продолжительное время геологи полагали, что нефтяные залежи приурочиваются почти исключительно к антиклинальным складкам, и только в 1911 И. М. Губкиным был открыт в Майкопском районе новый тип залежи, приуроченной к аллювиальным пескам и получившей название «рукавообразной». Спустя более 10 лет подобные залежи были обнаружены в США. Дальнейшее развитие разведочных работ в СССР и в США завершилось открытием залежей, связанных с соляными куполами, приподнимающими, а иногда и протыкающими осадочные толщи. Изучение нефтяных месторождений показало, что образование нефтяных залежей обусловлено различными структурными формами изгибов пластов, стратиграфическими соотношениями свит и литологическими особенностями пород. Предложено несколько классификаций месторождений и залежей нефти как в России, так и за рубежом. Нефтяные месторождения различаются друг от друга по типу структурных форм и условиям их образования. Залежи нефти и газа различаются друг от друга по формам ловушек-коллекторов и по условиям образования в них скоплений нефти [10].
Нефтепродукты
Нефтепродукты – это продукты, полученные в результате переработки нефти. К основным нефтепродуктам можно отнести различные виды топлива, электроизоляционные среды, смазочные вещества, нефтехимическое сырье и растворители. Виды топлива – это бензин, дизельное топливо, керосин и другие. Нефтепродукты создаются при перегонке нефти. Это происходит путем отделения отгонов в парообразном состоянии нефти.
Рынок нефтепродуктов можно условно разделить на две группы – рынок светлых нефтепродуктов; рынок темных нефтепродуктов.
Светлые нефтепродукты – это бензин, дизельное топливо, арктическое дизельное топливо.
Темные нефтепродукты – это мазут, битум, масла и т.п. [12].