Мұнай геochимиясы: пайда болуы, құрамы және зерттеу әдістері
Petroleum geochemistry
Мұнай геохимиясы: мұнайдың пайда болуы, қалыптасуы, өндірілуі, тазартылуы және қолданылуы туралы ғылым. Қазық көміртектердің химиялық құрамы, іздеу әдістері.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Мұнай геохимиясы – геохимияның (геологиялық жүйелерді түсіну үшін химиялық ұғымдарды қолдану) мұнай және оның пайда болуы, қалыптасуы және жинақталуы, сондай-ақ оны өндіру, тазарту және пайдалану саласы. Мұнай, сонымен қатар шикі мұнай деп аталады, – қатты, сұйық және/немесе газ тәрізді көмірсутектердің қоспасы. Бұл көмірсутектер миллиондаған жылдар бұрынғы органикалық заттардың жер астындағы өзгерістерінен пайда болған; органикалық заттар теңіз жануарларының, өсімдіктердің және балдырлардың қалдықтарынан тұрады. Мұнай Жерден (жер бетінен немесе жер астынан, қалыптасу геологиясына байланысты) өндіріліп, тазартылып, энергия көзі ретінде қолданылады. Мұнай – жаңартылмайтын энергия көзі (сонымен қатар "қантөміртұқым отыны" деп те аталады), сондықтан оны өндіру мен тазартудың тиімділігі оны одан әрі пайдалану үшін маңызды; шикі мұнайды іздеу және өндіру үшін түрлі әдістер қолданылады, олар мұнайдың табылған тау жынысының түріне және мұнайдың өзінің қасиеттеріне байланысты болады.
Petroleum geochemistry is a branch of geochemistry (the application of chemical concepts to understand geological systems) which deals specifically with petroleum and its origin, generation, and accumulation, as well as its extraction, refinement, and use. Petroleum, also known as crude oil, is a solid, liquid, and/or gaesous mix of hydrocarbons. These hydrocarbons are from the burial and metamorphosis of organic matter from millions of years ago; the organic matter is from marine animals, plants, and algae. Petroleum is extracted from the Earth (above or below its surface, depending on the geology of the formation), refined, and used as an energy source. Petroleum is a non renewable energy source (also known as a "fossil fuel"), so the efficacy of extraction and refining is important for its continued use; multiple techniques are used to detect and to extract crude oil, based on the source rock it is found in and the type of oil itself.
API ауырлық
Шикі мұнайдың API гравитациясы – тазалығын, яғни күкірт, азот немесе оттегі сияқты қоспалардың мөлшерін өлшеу. Қоспалар шикі мұнайдың тығыздығын арттырады және шикі мұнайда ең көп кездесетін көмірсутектер болып табылады. Парафиндер жиі бензиннің құрамына кіреді, сондықтан олар салыстырмалы түрде қымбатқа түседі.
The API gravity of a crude oil is a measurement of purity i. e., amount of impurities, such as sulphur, nitrogen, or oxygen. Impurities increase the density of the crude. and are the most common hydrocarbon found in crude oil. Paraffins are often a part of gasoline, making them comparatively more valuable.
Мұнай геохимиялық әдістері
Мұнайдың пайда болатын тау жынысын (мұнай орналасқан қатты материалды) анықтау үшін әдістер қолданылады, сондай-ақ оның түрі мен мөлшерін де анықтауға болады. Олар мұхит түбінде де табылуы мүмкін, ал спутниктік суреттер арқылы іздеуге болады.
Techniques are used for finding the source rock (the solid material in which the petroleum is found), as well as the type and amount of the petroleum within. They can also be found on the ocean floor, and can be found using satellite imaging.
Дестилляция
Қазіргі кезде басқа техникалар сияқты кеңінен қолданылмаса да, дистилляция мұнайды тазарту процесінде қолданылады. Ол шикі мұнайды көмірсутектерге бөлуді қамтиды, ал өнімдер қыздырылған материалдан алынады. Мұнайды бөлу үшін 2-ден 300-ға дейін теориялық пластиналары бар дистилляция мұнарасы қолданылады, сондай-ақ асфальтендер (көбінесе қолданылатын еріткіштерде шектеулі еруге ие). Пиролиздің бірнеше әдістері бар; флэш-пиролиз немесе жылдам температуралық бағдарламаланған пиролизді пайдаланатын саусақ іздерін анықтау әдістері өнімді газ хроматография мұнарасына жылдам жеткізілуін қамтиды. Сулы пиролиз су ортасында және жоғары қысымда жүзеге асырылады; бұл әдіс әртүрлі тереңдіктегі жер қабаттарын модельдеуге мүмкіндік береді, соның арқасында бастапқы тау жынысының және оған байланысты мұнайдың болашақ тағдыры туралы болжам жасауға болады.
While not used as commonly as other techniques today, distillation is used in the process of refining petroleum. It involves the dividation of the crude oil into hydrocarbon categories, and products are recovered from the heated material. A distillation tower is used in separation of the oil, with anywhere between 2 and 300 theoretical plates. and asphaltenes (limited solubility in common solvents). There are multiple methods of pyrolysis; fingerprinting methods which use flash pyrolysis or rapid temperature programmed pyrolysis involve rapid transfer of the product to the gas chromatography tower. Hydrous pyrolysis is performed within water and in high pressures; this method can simulate different depths of burial, demonstrating the possibilities of the fate of the source rock and the associated patroleum.
Биологиялық маркерлер ("биомаркерлер")
Жоғарыда аталған техникалардың нәтижесінде мұнай мен бастапқы жыныс сығындысынан биомаркерлер табылды. Бұлар – организмдердің қалдықтары, бірақ олардың мөлшері көзге көрінетін үлгілерге қарағанда молекулаларға жақын. Олар аналық биомолекулалардың құрылымын сақтайды және мұнайдың қандай органикалық заттан пайда болғанын анықтау үшін қолданылады. Биомаркерлер мұнай мен бастапқы жыныстарды салыстыруға, мұнайдың пісіп-жетілу дәрежесін анықтауға, бірнеше сынама арасындағы аймақтық ерекшеліктерді табуға және бастапқы жыныстың орналасқан бейінінің геологиялық тарихын зерттеуге де пайдаланылады.
With credit to the previously listed techniques, biomarkers were found in petroleum and source rock extract. These are fossils from organisms, but are closer in size to molecules than to visible hand samples. They display the same structure as their parent biomolecules and are used in the identification of the organic matter from which the petroleum is derived. Biomarkers are also used in correlating oils and source rocks, finding the oil's maturity, regional differences found between multiple samples, and the history of the basin in which the source rock was located.
Сәйкестік
Газ хроматографиясы, массалық спектрометрия және биомаркерлер пайдаланылғанға дейін, жерлердің геологиялық байланысын анықтау арқылы әртүрлі қабаттардың бір-бірімен және олардың қоршаған ортамен қалай байланысты екені зерттелді. Мұнайдың (жергілікті немесе басқа аймақтарда табылған мұнайға салыстырылатын) және мұнайдың түпкүлінің (мұнай мен оның пайда болу көзі салыстырылатын) өзара сәйкестігі жүргізілді; инфрақызыл спектрометрия, рефракция индекстері, еріткіште еритін органикалық заттар, қосылыстар кластарының таралуы және элементтік талдау – мұнайдың түпкүлін анықтаудың барлық әдістері.
Before the use of gas chromatography mass spectrometry and biomarkers, correlation of locations' geology was used to find how different formations relate to each other and to their environment. Oil oil correlations (comparing petroleum to other oil found locally or in other areas) and oil source correlations (comparing petroleum and its source) were performed; infrared spectrometry, refractive indices, solvent extractable organic matter, compound class distribution, and elemental analysis are all methods of doing oil source correlations.