WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

ШАРИПОВА НАИЛЯ СУЛТАНОВНА

ВЫБОР УСЛОВИЙ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ГЕНОТИПОВ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОРОД НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

02.00.02 – аналитическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата химических наук

Казань – 2008 г.

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова-Ленина

Научные руководители: доктор химических наук,

Каюкова Галина Петровна

доктор геолого-минералогических наук,

Успенский Борис Вадимович

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Будников Герман Константинович

доктор химических наук, профессор

Новиков Вячеслав Федорович

Ведущая организация: Институт органической химии Уфимского Научного Центра РАН

Защита состоится «30» октября 2008 г. в 14.30 часов на заседании Диссертационного Совета Д 212.081.03 по химическим наукам Казанского государственного университета по адресу: 420008, Казань, ул. Кремлевская, 18, химический факультет, Бутлеровская аудитория.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. Н.И.Лобачевского Казанского государственного университета.

Автореферат разослан «____» __________ 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

кандидат химических наук М.А.Казымова

Актуальность проблемы. В последние десятилетия наши знания о химической природе органического вещества – основном источнике нефтяных углеводородов, геохимических процессах его накопления и преобразования чрезвычайно возросли благодаря внедрению новейших методов исследования и анализа, позволяющих разделять и идентифицировать индивидуальные соединения в сложнейших органических природных смесях. Большие возможности в исследовании структур органических молекул, встречающихся в живой природе и сохранившихся в толщах Земли для научно-обоснованного представления об источниках и очагах генерации нефтяных углеводородов, имеют хроматографические методы, особенно сочетание газовой хроматографии с масс-спектрометрией, позволяющие определять не только особенности строения исследуемых молекул, но и их пространственную конфигурацию.

Формирование промышленных скоплений углеводородов на территории Татарстана в свете несоответствия рассчитанных запасов нефти (всего 709 млн. тонн) и количеством уже извлеченной (3,0 млрд. тонн), происходило, видимо, не только за счет органического вещества осадочных пород, но и в результате возможного поступления их в «аномальные» зоны из глубинных источников.

Особый интерес вызывают исследования, направленные на выявление «зон питания» нефтяных месторождений Южно-Татарского свода новыми ресурсами углеводородов. Установление источников подтока имеет фундаментальное значение как для решения вопросов формирования нефтяных месторождений, так и для их поиска и разработки. Для этого необходимо детальное изучение органического вещества пород осадочного чехла и фундамента с применением современных аналитических методов. Сложность химического состава, низкие концентрации органического вещества в породах, предопределяют высокие требования к методам и приборам, как по чувствительности, так и по селективности определения.

В связи с этим выбор условий проведения исследований, а также адаптация известных методик к специфике состава изучаемых объектов для получения достоверных результатов, является важной и актуальной задачей в аналитической химии при разделении и идентификации сложных многокомпонентных углеводородных систем.

Цель работы заключается в применении современной методологии и подбора условий хроматографических исследований для идентификации органических соединений и изучения процессов формирования нефтяных залежей.

Основные задачи:

– выбор и апробирование рационального комплекса хроматографических методов исследований;

– адаптация и оптимизация методик исследования углеводородных систем с учетом специфики химического состава органического вещества пород;

– идентификация группового и индивидуального состава органического вещества пород нефтяных месторождений;

– выявление закономерностей изменения состава органического вещества в зонах возможного подтока углеводородов;

– установление источников генерации углеводородов по составу биомаркеров;

– создание банка данных геолого-геохимической информации нефтеперспективных площадей Республики Татарстан на основании результатов аналитических исследований состава органического вещества пород и битумоидов.

Научная новизна работы:

предложен рациональный комплекс хроматографических методов исследования органического вещества нефтесодержащих пород на основе жидкостно-адсорбционной хроматографии, газожидкостной хроматографии и хромато-масс-спектрометрии;

– подобраны рабочие условия и адаптированы методики проведения хроматографических исследований по качественному и количественному составу органического вещества пород разновозрастных отложений;

– методами хроматографии и хромато-масс-спектрометрии выявлены характерные изменения параметров состава органического вещества, указывающие на возможный подток легких углеводородов на Ромашкинском месторождении;

– проведена идентификация состава полициклических углеводородов и установлено наличие двух основных источников генерации углеводородов;

– по данным состава органического вещества нефтесодержащих пород разработана структура банка данных геохимической информации и создано программное обеспечение его управлением.

Практическая значимость работы. Усовершенствованные методики и оптимизированные условия проведения хроматографических исследований органического вещества прошли апробацию в Казанском университете и в лаборатории «Химия и геохимия нефти» института органической и физической химии им. А.Е.Арбузова и могут быть использованы при исследовании нефтяных объектов.

Полученные результаты исследований органического вещества вносят существенный вклад в познание и изучение процессов формирования нефтяных месторождений, выявление возможных зон питания продуктивных комплексов, представляют большой научный интерес и имеют практическое значение.

Выявленные, с применением комплекса хроматографических методов, признаки подтока легких углеводородов в зонах деструктивных нарушений пластов и установление разных источников генерации углеводородов должны учитываться при прогнозе ресурсов углеводородов, поиске и оценке перспектив нефтеносности глубинных и малоизученных горизонтов, разработке нефтяных месторождений на территории Татарстана.

Несомненна практическая ценность созданной базы данных результатов аналитических определений, в том числе и хроматографических, которая имеет многоцелевой характер и может быть востребована и использована для прогноза и оценки углеводородного потенциала осадочного чехла и пород фундамента.

Основные положения, выносимые на защиту:

– новый подход к получению надежной аналитической информации о составе и генотипах органического вещества пород для решения вопросов формирования нефтяных месторождений;

– совершенствование методик проведения анализов и адаптация их к специфике состава битумоидов и органического вещества пород;

– оптимизация условий проведения хроматографических определений алкановых и нафтеновых углеводородов;

– выявление аналитическими методами исследований возможных подтоков легких углеводородов в «аномальных» зонах и в зонах разломов;

– идентификация основных источников генерации углеводородов в пределах Южно-Татарского свода.

Реализация результатов. Данные диссертационной работы по изучению органического вещества пород в пределах Татарстана использовались в выполнении научно-исследовательских работ по темам: «Геохимические исследования рассеянного органического вещества и битумоидов», «Состав органического вещества и битумоидов девонских отложений в районе Алтунино-Шунакского прогиба», «Геохимические предпосылки нефтеносности девонских отложений в пределах Алтунино-Шунакского прогиба» в рамках контракта № А.7.1-32/02 «Геохимические и промысловые исследования процесса формирования и переформирования крупных нефтяных месторождений Татарстана»; «Изучение органического вещества пород девонских отложений центральных площадей Ромашкинского месторождения», «Органическое вещество пород девонских отложений и кристаллического фундамента центральных площадей Ромашкинского месторождения» в рамках контракта № 1.5.4.4/05 «Разработка геохимических критериев изучения процесса формирования и переформирования нефтяных месторождений» на основании «Территориальных программ геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы Республики Татарстан»; контракт № А.6.1-105/01 «Формирование банка данных геолого-геохимической информации нефтеперспективных площадей РТ», а также поддержанная грантами Академии наук Республики Татарстан: «Геохимия органического вещества девонских отложений ЮТС – ключ к познанию процессов формирования нефтяных месторождений», «Пространственно-генетическая характеристика состава органического вещества пород различных структурных зон ЮТС» и «Геохимические особенности условий накопления органического вещества девонских отложений и их нефтеносность».

Исследования и систематизация результатов проведены непосредственно соискателем, под его руководством или с его участием.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных конференциях и симпозиумах «Геохимия в практике поисково-разведочных работ на нефть и газ» Москва, 2001, «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа» Москва, 2001, 2002, 2004, 2005, «Перспективы нефтегазоносности фундамента и оценка его роли в формировании и переформировании нефтяных и газовых месторождений» Казань, 2006, «Изменяющаяся геологическая среда: пространственно-временные взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов» Казань, 2007, «Актуальные проблемы поздней стадии освоения нефтегазодобывающих регионов» Казань, 2008, «Нетрадиционные источники УВ сырья и возобновляемые источники энергии» Санкт-Петербург, 2002, «Химия нефти и газа» Томск, 2006, на «ХVI Губкинских чтениях» Москва, 2002, на всероссийских и региональных научно-практических конференциях «Минерально-сырьевой потенциал неосвоенных земель Татарстана – состояние, оценка, перспективы» Казань, 2002, «Генезис нефти и газа» Москва, 2003, «Геодинамика нефтегазоносных бассейнов» Москва, 2004, на «V Конгрессе нефтегазопромышленников России» Казань, 2004.

Публикации. Всего с участием автора по исследованию органического вещества пород методами хроматографии опубликовано 50 работ, из них 14 – по Южно-Татарскому своду, как основному объекту изучения, из них 5 – в реферируемых журналах, 9 – материалы конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения. Общий объем 161 страница, в том числе: 13 таблиц, 45 рисунков. Библиография содержит 171 наименование.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрена актуальность, сформулированы цель и задачи работы, изложены научная новизна и практическая значимость хроматографических исследований органического вещества пород, перечислены положения, выносимые на защиту,

Глава 1. Использование комплекса хроматографических методов для исследования органического вещества пород

Рассматриваются основные аналитические методы и методологические подходы к исследованию органического вещества (ОВ) пород для решения практических задач нефтяной геологии и показаны возможности современных хроматографических методов: жидкостно-адсорбционной хроматографии, газожидкостной хроматографии (ГЖХ) и хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС), позволяющих при их комплексном применении разделять и идентифицировать индивидуальные соединения в сложных органических смесях.

Глава 2. Пространственно-временное развитие девонских отложений как объектов исследования

Рассмотрены геохимические особенности условий накопления органического вещества, формирования месторождений, миграция углеводородов, так как полученные аналитическими методами результаты нельзя интерпретировать в отрыве от геологической информации. Важно знать основные процессы, ответственные за изменение состава и свойств углеводородных флюидов. В данной главе показана история развития осадочной толщи палеозоя в пределах Южно-Татарского свода (ЮТС). Приведена геологическая характеристика продуктивных комплексов Ромашкинского месторождения, как основного объекта исследований.

Глава 3. Методики и объекты исследований

Приведен разработанный нами алгоритм аналитических исследований ОВ пород нефтяных месторождений с использованием комплекса хроматографических методов, оптимальный для решения поставленных в работе задач (рис. 1).


порода






экстракция хлороформом




хлороформенный битумоид «А» (ХБА)



определение группового состава методом жидкостно-адсорбционной хроматографии



смолы

бензольные

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»