Общие сведения

Знание химического состава природных нефтяных систем служит отправной точкой для прогнозирования их фазового состояния и свойств фаз при различных термобарических условиях, соответствующих процессам добычи, транспортировки и переработки нефтяных смесей. Тип смеси - нефть, газоконденсат или газ - также зависит от ее химического состава и сочетания термобарических условий в залежи. Химический состав определяет возможное состояние компонентов нефтяных систем при данных условиях - молекулярное или дисперсное.


Нефтяные системы отличаются многообразием компонентов, способных находиться в молекулярном или дисперсном состоянии в зависимости от внешних условий. Среди них встречаются наиболее и наименее склонные к различного рода межмолекулярным взаимодействиям (ММВ), что в итоге обусловливает ассоциативные явления и исходную дисперсность нефтяных систем при нормальных условиях.


Химический состав для нефти различают как элементный и вещественный.


Основными элементами состава нефти являются углерод (83,5-87 %) и водород (11,5-14 %). Кроме того, в нефти присутствуют:

  • сера в количестве от 0,1 до 1-2 % (иногда ее содержание может доходить до 5-7 %, во многих нефтях серы практически нет);
  • азот в количестве от 0,001 до 1 (иногда до 1,7 %);
  • кислород (встречается не в чистом виде, а в различных соединениях) в количестве от 0,01 до 1 % и более, но не превышает 3,6 %.

Из других элементов в нефти присутствуют - железо, магний, алюминий, медь, олово, натрий, кобальт, хром, германий, ванадий, никель, ртуть, золото и другие. Однако, содержание их менее 1 %.


В вещественном плане нефть в основном состоит из углеводородов и гетероорганических соединений.


Нефти содержат углеводороды, образовавшиеся на разных этапах геохимической истории органического вещества. Основным источником углеводородов является биосинтез организмов. Вторым его источником нефтяных углеводородов является процесс микробной переработки исходного органического вещества, происходящий на стадии диагенеза отложений. Направленность процесса определяется устойчивостью биомолекул к ферментативной деструкции микроорганизмов в осадке и различиями геохимических условий среды (Eh, pH). Биомолекулы мертвых организмов превращаются в более устойчивые соединения в осадке при определенных условиях, частично образуя углеводороды. Спирты и альдегиды можно превратить в углеводороды. Возможна конверсия циклических терпеноидов в цикланы и арены. В-третьих, установлено, что основным источником углеводородов являются в основном липиды при термическом (или термокаталитическом) крекинге при 90–160 °С, где появляется основная масляная фаза. Это образование органических веществ из составляющих.


На состав нефтяных углеводородов влияет множество факторов:

  • признаки раннего органического вещества в осадках;
  • геохимические условия (Eh, pH) при трансформации органического вещества в осадках;
  • степень денатурирующего (термического) превращения исходного маслянистого органического вещества при повышенных температурах;
  • вторичные изменения нефтей при формировании рудных месторождений и в процессе их длительного геологического существования (физическая дифференциация углеводородов при миграции, длительном воздействии высоких температур, окислительные процессы рудных месторождений и др.

Углеводородный состав той или иной нефти формируется под влиянием многих факторов. Выделить основные не всегда просто.


ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ