способ количественного определения содержания идентифицированных углеводородов нефти

Формула изобретения

Способ количественного определения содержания идентифицированных углеводородов нефти, заключающийся в определении численного значения содержания идентифицированного н-алкана бензиновой фракции, вычисленного с учетом всех идентифицированных и неидентифицированных углеводородов фракции, переносе этого численного значения на масс-хроматограмму и масс-фрагментограмму, по высоте соответствующего пика на которых судят о количественном содержании любого идентифицированного углеводорода нефти.

Описание изобретения к патенту

В настоящее время в монографиях [1-4] широко освящены методы идентификации углеводородов нефти, приведены также различные методы их количественного определения. Однако отсутствует метод по количественному определению н-алканов и изопреноидных углеводородов в нефтях (% на нефть), приведенный нами в данной работе. Предлагаемый метод позволяет определять процентное содержание всех идентифицированных на хроматограмме (методом ГЖХ), масс-хроматограмме и масс-фрагментограмме (хромато-масс-спектрометр) углеводородов нефти.

Судь метода заключается в переносе численного значения н-алкана, рассчитанного в %, на нефть по методу, приведенному в работе [1] на хроматограмму нефти (или масс-хроматограмму), где рассчитываются все идентифицируемые углеводороды нефти, в том числе и высокомолекулярные н-алканы и полициклические углеводороды нефти (в % на нефть). Количественные значения которых (в % на нефть) можно перенести на масс-фрагментограмму, где согласно данным работы [4] в нефтях идентифицируются терпаны и стераны и т.д.

Таким образом, метод переноса содержания в % на нефть углеводорода с одной хроматограммы (бензиновой фракции) на масс-хроматограмму, а с нее на масс-фрагментограмму позволяет определить количественное содержание любого идентифицируемого углеводорода нефти.

Методика количественного определения изопреноидных углеводородов и н-алканов нефти (в % на нефть) апробирована на флюидах многопластового месторождения Бованенковское. Хроматограмма бензиновой фракции нефти (НК-127оС) снималась на хроматографе марки Хром-5 в стандартном режиме.

Содержания индивидуальных углеводородов в бензиновой фракции в % на нефть определены по методике, указанной в работе [1].

где: C - выход фракции НК-127°С, в % на нефть,

Lx - величина (высота, в мм) пика определяемого углеводорода,

L₁ - сумма пиков (высота, в мм) всех идентифицируемых н-алканов,

L₂ - сумма пиков (высота, в мм) всех идентифицируемых изоалканов,

L₃ - сумма пиков (высота, в мм) всех идентифицируемых нафтеновых углеводородов,

L₄ - сумма пиков (высота, в мм) всех идентифицируемых ароматических углеводородов,

L₅ - сумма всех неидентифицированых пиков (высота, в мм).

А - содержание углеводорода н-С ₈ в % на нефть во фракции НК-127°С. Определив содержание н-алкана С₈ по хроматограмме бензиновой фракции НК-127°С, стыкуем ее с хроматограммой нефти, где присутствует пик н-алкана С₈. В зависимости от температуры кипения бензиновой фракции стыковочный углеводород может и н-С₉.

По формуле:

где: A₁=А,

A₁-УВ (н-С ₈) - искомый углеводород в % на нефть по хроматограмме нефти,

А - содержание углеводорода н-С₈ в % на нефть во фракции НК-127°С,

L₁ (н-С ₈) - высота пика н-С₈, в мм на хроматограмме бензиновой фракции НК-127°С,

L₁ (н-С ₈) - высота пика в мм, определяемого УВ на нефтяной хроматограмме, определяем содержание н-С₈ в % на нефть на хроматограмме нефти,

m - стыковочный коэффициент - количество вещества в % на нефть, приходящееся на 1 мм по хроматограмме нефти (m=A ₁/L₁ или m=A/L₁).

Далее по формуле:

определяется любой из идентифицированных углеводородов на нефтяной хроматограмме:

A_x-УВ(н-Сх) - определяемый углеводород в вес.% на нефть на масс-хроматограмме,

L _x (н-Сх) - высота пика в мм, определяемого УВ на масс-хроматограмме.

По формуле (3) ведется пересчет всех н-алканов и изопреноидных углеводородов (см. табл.1).

Если на масс-хроматограмме нефти идентифицируются полициклические углеводороды нефти (в частности, тритерпаны, стераны и т.д.), согласно данным работы [4], то их численные значения в вес.% на нефть можно перенести на масс-фрагментограмму для дальнейшего определения по ней всех идентифицируемых пиков (сумм).

Принцип данного метода, заключающийся в переносе численного значения идентифицированного углеводорода с масс-хроматограммы на масс-фрагментограмму (снятую в конкретных режимах), позволяет определить процентное содержание любого идентифицируемого углеводорода нефти.

Содержание в вес.% на нефть н-алкана н-Сх на масс-фрагментограмме (Аф). Аф=Ах

По формуле:

где: А_ф=Ах,

А_ф - УВ в вес.% на нефть углеводорода по масс-фрагментограмме нефти,

L _ф - высоты пика в мм, определяемого УВ на масс-фрагментограмме,

Ах - содержание углеводорода в вес.% на нефть по масс-хроматограмме,

Lx - высота пика углеводорода, в мм на масс-хроматограмме,

m_ф - стыковочный коэффициент - количество вещества в вес.% на нефть, приходящееся на 1 мм.

Затем по формуле {5} определяем углеводороды на масс-фрагментограмме (масс-спектрограмме):

Далее по формуле 5 определяем все идентифицириемые в этом режиме углеводороды на масс-спектрограмме. Масс-спектры нефтяных углеводородов даны в справочнике [5].

Численные значения соотношений рассчитанные по высотам пиков по хроматограмме нефти совпадают с данными рассчитанными приведенным методом, см. табл.2. Что свидетельствует о хорошей сходимости и высокой точности данного метода.

Таблица 1.
Н-алканы и изопреноидные углеводороды в нефти месторождения Бованенковское скв 201, Pz, 3425-3443, в % на нефть.
№ п/п	Углеводород	Содержание углеводорода, в % на нефть	Углеводород	Содержание углеводорода, в % на нефть
1	n-C4	0,09	n-С25	0,47
2	n-C5	0,55	n-C26	0,41
3	n-С6	1,00	n-C27	0,34
4	n-C7	1,15	n-C28	0,25
5	n-C8	0,85	n-C29	0,19
6	n-C9	0,84	n-С30	0,14
7	n-C10	0,98	n-C31	0,07
8	n-C11	1,15	n-C32	0,03
9	n-C12	1,18	n-С33	0,02
10	n-C13	1,02	П-С34	0,015
11	n-C14	0,95	n-C35	0,01
12	n-C15	0,87	n-С36	0,01
13	n-C16	0,83	n-С4-С36	18,62
14	n-C17	0,82	i-C13	0,19
15	n-C18	0,72	i-C14	0,31
16	n-C19	0,70	i-C15	0,26
17	n-C20	0,67	i-C16	0,22
18	n-C21	0,62	i-C18	0,14
19	n-С22	0,62	i-C19	0,18
20	n-С23	0,55	i-C20	0,13
21	n-С24	0,51	i-C13-C20	1,43
n-C4-C36+iC13-C20=20,05%

Таблица 2.
Н-алканы и изопреноидные углеводороды в нефтях и конденсатах месторождения Бованенковское
№ п/п	Месторождение, № скв.	Возраст	Глубина, м	nC4-пС36, %	iC13-iC20, %	iC19/iC20
1	Бованенковское, 201	Pz	3425-3443	18,62	1,43	1,37
2	Бованенковское, 203	Pz	3396-3405	28,60	1,47	1,50
3	Бованенковское, 144	J10	3164-3160	15,24	1,08	1,68
4	Бованенковское, 133	J7	3010-3020	14,00	0,36	2,22
5	Бованенковское, 133	J6	2957-2966	17,62	1,64	2,06

Список литературы

1. Ал.А.Петров., Химия алканов, М., Наука, 1974, С.245.

2. Ал.А.Петров, Н.Н.Абрютина. Новые методы исследования состава нефтей. М., Изд. Мин-ва геологии СССР, ВНИГНИИ, 1972, вып.119, С.137.

3. Солодков В.К. Исследование би- и трициклических насыщенных нефтяных углеводородов состава С8-С12. Автореферат кандидатской диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук. Москва, 1968 г. ИНХС им. А.В.Топчиева. С.21.

4. Ал.А.Петров. // Геология нефти и газа, 1994, №6, С.13.

5. Ал.А.Петров., Головкина Л.С., Русинова Г.В. // Масс-спектры нефтяных углеводородов. Справочник (атлас). М., Недра, 1986.