Особенности применения метода ЭПР спектроскопии для определения содержания асфальтенов в нефти

В ближайшем будущем большее внимание в нефтегазовой отрасли уделяется высоковязкой нефти с высоким содержанием гетероатомных соединений. По сравнению с зарубежными объектами, парамагнетизм природных объектов Республики Казахстан, в частности, осадочных отложений Прикаспийской впадины до сих пор остается малоизученным. В ходе научных исследований было доказано, что парамагнетизм нефти оказывает влияние на разведку нефтегазовых залежей, эффективную добычу нефтяных и газовых месторождений и переработку. Нефть и его продукты, содержащие парамагнитные частицы являются самыми активными. Их природа свободных радикалов не только влияет на изменения в залежах сырой нефти.

Всем известно, что асфальтены выделяют растворением нефти растворителями. В качестве растворителей применяют н-гептан, н-гексан, н-пентан или их смеси, но если смотреть гипотезу о эффективном выделении асфальтенов из нефти, то в научных сообществах до сих пор нету точного единого метода выделения асфальтенов из нефти.

Исходя из этого, чтобы решить эту проблему надо разносторонне изучить определения асфальтенов в нефти разными методами исследования.

Асфальтены не растворяются в петролеиновым эфире, пентане, изопентане, гексане, пентане, этиловым спирте, этиловым эфире. Петролейновый эфир и н-гептан применяют для выделения асфальтенов из нефти в лабораторных условиях. Асфальтен растворяются в бензоле, толуоле, пиридине, сернистом углероде, четыреххлористом углероде, хлороформе, циклогексане, высокомолекулярных ароматическом углеводороде и смолах. Самая низкая растворимость асфальтенов проявляется у низкомолекулярных алканов [1].

В настоящее время для изучения асфальтенов применяются различные методы спектроскопии. С помощью ЭПР спектроскопии было установлено, что асфальтены представляют смесь свободных радикалов с устойчивой парамагнитной молекулой и концентрата парамагнитного металлических комплексов. Опираясь на данные ЭПР спектроскопии можно дать новое определение асфальтенам. Асфальтены – это осадок, полученный парамагнетиками нефти и нефтепродуктов.

Метод электронного магнитного резонанса (ЭПР) был открыт советским физиком Е. К. Завойским в 1944 году. Данный метод основан на поглощении электромагнитных волн парамагнитными веществами в постоянном магнитном поле. Поглощение энергии регистрируется специальным прибором-радиоспектрометром в виде спектра ЭПР. Метод позволяет получить информацию о магнитных свойствах вещества. С помощью метода ЭПР можно узнать сведения о строении вещества [2].

Метод ЭПР позволяет получить важную информацию о магнитных свойствах вещества, а так как магнитные свойства вещества находятся в прямой зависимости от его молекулярной структуры, то метод ЭПР является весьма перспективным для изучения строения веществ.

Таким образом, изменение ЭПР-параметров используется в геохимии при изучении керогенов различных генетических типов и степени катагенетической преобразования. Важно, что этот метод не деструктирующий, то есть в процессе записи спектра сохраняется целостность вещества, и оно может быть подвергнуто дальнейшим исследованиям [3].

В нижеприведенной таблице указаны сравнительный анализ выделением химическим путем, то есть осаждением растворителями низкомолекулярными алканами и исследование с помощью ЭПР спектроскопии. В качестве объекта для исследования были выбраны несколько нефтяных месторождений.

Таблица 1.

Как видно из таблицы, содержание асфальтенов в ЭПР спектроскопии больше чем, выделенные химическим путем.

Как видно из всего вышесказанного, метод ЭПР имеет огромное значение для органической геохимии. Этот метод обладает очень важными качествами, обеспечивающими его преимущество перед другими методами, а именно:

• А)    быстрота проведения анализа,

Б) проведение анализа без химического вмешательства,

• В)    точность анализа,

Г) простота выявления ионов ванадия, что помогает нам судить о генезисе данного органического вещества.