苏丹原油石油酸组成 油酸甲酯密度

网上有很多关于苏丹原油石油酸组成的问题，也有很多人解答有关油酸甲酯密度的知识，今天每日小编为大家整理了关于这方面的知识，让我们一起来看下吧!

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一、苏丹原油石油酸组成

一、苏丹原油石油酸组成

一、 原油酸性成分与总酸值的相关性

表2-8和表2-9分别列出了加拿大和中国长江大学两个实验室分离的苏丹地区原油样品的酸性组分（AF）和酸性甲酯组分（FAMES）含量。

表2-8 原油酸性组分（AF）和酸甲酯组分（FAMES）含量（加拿大分析结果）

表2-9 原油酸性组分（AF）含量（长江大学分析结果）

分析表明，从苏丹原油中分离出的酸甲酯组分（FAMES，mg/g）含量与原油总酸值（TAN，mgKOH/g）具有良好的线性正相关关系（图2-26） ）：

FAMES=1.5119TAN+1.0778，相关系数r2=0.8815

甲酯化前的酸性组分中含有大量极性芳香族组分，导致原油中酸性组分含量与原油总酸值相关性较差（穆格莱德盆地两者相关系数r2仅为0.5547） ；Melut盆地（两者之间没有相关性）（图2-27）。

图2-26 原油总酸值（TAN）与酸甲酯组分含量（FAMES）的相关性

图2-27 原油总酸值（TAN）与酸性组分含量（AF）的相关性

二、 傅里叶变换红外光谱表征石油酸官能团组成

为了了解石油酸的官能团组成特征，我们分别对苏丹原油及其酸性组分和酸甲酯组分进行了傅里叶变换红外光谱分析。图2-28为苏丹原油全油、酸性组分和甲酯组分的傅里叶变换红外光谱。在光谱数据标准化和基线校正的基础上，计算出以下官能团和结构参数（表2-10）。

表2-10 苏丹总油、酸性组分、酸甲酯的官能团和结构参数

延续表

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如图2-28所示，苏丹原油表现出类似的傅里叶变换红外光谱特征，具体体现在：具有极强的脂肪族吸收峰，对应于脂肪族基团的伸缩（3100~2800cm-1）、弯曲（1460cm-1和1377cm-1）和旋转振动（720cm-1）； 有芳香烃吸收峰（~1600cm-1和900~700cm-1）； 部分样品在1800~1600cm-1波段出现吸收峰，表明存在含氧化合物。

如图2-28所示，与原油相比，原油的酸性成分对应于原油的拉伸（3100~2800cm-1）、弯曲（1460cm-1和1377cm-1）和旋转振动（720cm-1）。脂肪族基团。 ）吸收峰明显减弱，而含氧官能团（1800-1600cm-1波段的吸收峰）和芳香族基团吸收峰（~1600cm-1和900-700cm-1波段）明显增强，表明酸性成分和芳香族化合物中含有大量氧。

图2-28A 全油、酸性成分和甲酯的傅里叶变换红外光谱（按酸值排序）

图2-28B Suf-1（1500~1509m）原油红外结构识别示意图

如图2-28所示，酯化后，与原油和酸性组分相比，原油甲酯组分的芳香族组分大大减少；对应于脂肪族的延伸(3100~2800cm-1),弯曲振动(1460cm-1和1377cm-1)和旋转振动(720cm-1)的吸收峰仍然很明显；但各种含氧官能团（1800-1600cm-1波段吸收峰）明显增强，包括羰基、多环醌和苯酚，此类含氧基团大量富集在苏丹高酸值的酸甲酯组分中原油。

原油酸值对原油本身及其酸甲酯组分的傅里叶变换红外光谱特征的影响将在后面详细讨论。

三、 石油酸高分辨质谱鉴定

1. 酸性化合物分子中杂原子的类型

通过FTMS实验对18份苏丹原油样品进行分析，鉴定出7种杂原子组成类型，分别为N、NO、NO2、O、O2、O3和O4（表2-11；图2-29）。其中N和O2在所有样品中普遍存在且相对丰富。大多数原油中N和O2总和占80%以上，但不同原油之间的化合物类型存在明显差异。以O2为例，其相对丰度分布范围为14.47%~93.22%。即使类型丰度相似的原油，其石油酸的分子缩合度和碳数分布也存在很大差异。 O2 和N 化合物含有广泛的分子缩合度。以Z值表示O2和N化合物缩合度分布的数据如表2-12和表2-13所示。

表2-11 苏丹原油石油酸组分杂原子类型相对丰度

从不同类型杂原子含量来看（图2-29），极轻微降解原油（包括穆格莱德盆地FN-21、KelaN-1和Suf-1（AbuGabra组）井原油，以及Gumry-1井和Melut盆地原油）Zarzor-1井（深层）原油中N1化合物含量最多，其次是O2化合物；轻度降解原油（包括Muglad 盆地FNE-3 井（AbuGabra 群）原油和Melut 盆地Zarzor-1 井（浅层）原油）中O2 化合物含量最丰富，也含有相对较多的O2 化合物。丰富的N1化合物；严重降解的原油（包括Muglad 盆地FulaC-2 和Suf-1 井以及Melut 盆地Anbar-1 井的原油）以O2 化合物为主，同时含有少量N1 化合物。

2 O2化合物的分布特征

O2化合物分子式的Z值分布在0到-34之间。相对丰度数据见表2-12。不同Z值化合物的相对丰度分布如图2-30和图2-31所示。不同的样本表现出不同的分布特征。未降解原油显示出最高的链烷酸相对丰度（Z=0 系列）。降解原油中，一环环烷酸丰度最高，其次是二环环烷酸。又是三环环烷酸和脂肪酸，其他多环环烷酸的丰度随着环数的增加而逐渐减少。唯一的例外是Anbar-1降解原油，其双环环烷酸丰度最高，其次是单环环烷酸，然后是三环环烷酸和脂肪酸。由图2-30和图2-31可知，苏丹原油羧酸化合物Z值分布主要集中在0-20之间。除0-10（对应05环环烷酸）外，其他Z值对应的化合物仍占有一定比例。

图2-29 苏丹地区原油中不同类型杂原子化合物丰度分布

表2-12 O2化合物缩合度分布(%)

表2-13 N1化合物缩合度分布(%)

图2-30 穆格莱德盆地原油中O2化合物的凝结度分布

图2-31 Melut盆地原油O2化合物凝结度分布

不同盆地原油中O2化合物的Z值分布也存在差异。 Muglad盆地原油O2化合物Z值分布范围较宽，最大值为-34，而Melut盆地O2化合物Z值最大仅为-26。这可能与原油有关。这与原始母材的成分差异有关。

FTMS分析结果除了酸性化合物的杂原子类型和缩合度分布数据外，还可以提供具有一定缩合度的化合物的碳数分布信息。苏丹地区原油中O2化合物碳数分布如图2-32所示。结合对原油中常规生物标志化合物的分析，不难发现生物降解程度对羧酸化合物组成的影响。当轻微降解时，脂肪酸仍然占主导地位，并且一环和二环环烷酸的丰度增加。例如，Zarzor-1井浅层两种原油的酸值并不高（但明显高于深层未降解原油）。酸值）；降解程度较高的原油，如FulaNE-1、FulaC-2和Suf-1井（Bentiu或Aradeiba组）原油，大部分脂肪酸被降解，环烷酸成为石油的主要成分酸，重要的特征是Z=-8和Z=-10两种化合物，丰度较高。 Z=-10系列在C30-C35附近有强峰，一般认为对应于藿酸的富集，Z=-8类化合物可能对应于四环环烷酸（如锡酸）或单环芳香族羧酸酸。 Anbar-1原油不仅含有高丰度的脂肪酸，还含有高丰度的单环和双环环烷酸，以及相对较高丰度的多环环烷酸，表明该原油经历了两次生烃过程。充注过程中，前期充入的原油因构造抬升而发生生物降解，原油中环烷酸富集；后来，构造沉降，新生成的正常原油（富含脂肪酸）再次充满储层，造成原油混合物分两期充注。其他原油为未降解原油，主要是脂肪酸，特别是C16和C18脂肪酸。

3 N化合物的分布特征

原油中的含氮化合物可分为碱性氮化合物和非碱性氮化合物。碱性氮化合物在负离子ESI 条件下不会电离。因此，在负离子条件下获得的质谱中，所有氮化合物都含有1个氮。原子氮化物是非碱性氮化物。 N型化合物分子式的Z值分布在-9至-43之间，大多数样品的Z值最大为-15。因此，这里仅分析Z-15的化合物类型的分布。 Z=-15对应咔唑化合物，Z=-21、Z=-27化合物表现出明显的相对丰度优势，其对应结构主要为苯并咔唑和二苯并咔唑化合物，由于最大Z值和Z值分布显示完全与化合物的理论构型一致的特征和规则。可以认为Z=-15、Z=-21和Z=-27分别主要由烷基咔唑和烷基苯组成。由咔唑和烷基二苯并咔唑组成。

N化合物的缩合度分布特征与生物降解程度也存在一定的相关性（图2-33）。未降解原油中咔唑类化合物（Z=-15）相对丰度最高，或者苯并咔唑类化合物（Z=-21）丰度最高，且两者丰度比较接近，如FulaNE-3、FulaN -21、Suf-1（AbuGabra 组）、Gumry-1 和Zarzor-1 井原油，但Zarzor-1 井2100m 以上的原油含有比2100m 以下的原油相对更高丰度的高凝氮化合物，表明该井2100m以上油层已发生轻微生物降解。同样，FulaNE-3 和FulaN-21 井的原油也遭受了轻微的生物降解。随着生物降解程度的增加，高浓缩氮化合物的相对丰度逐渐增加。例如，KelaN-1和Anbar-1井的原油中苯并咔唑化合物（Z=-21）丰度最高，其次是联苯。咔唑（Z=-27）又是一种咔唑化合物（Z=-15），含有相对较高丰度的高度稠合的氮化合物。 Suf-1 井（Bentiu 组）的原油降解程度较高。其氮化合物组成以苯并咔唑为主。二苯并咔唑的丰度略低于苯并咔唑，但咔唑化合物的丰度却很低。降解程度较高的FulaNE-1井和FulaC-2井原油中氮化合物中，二苯并咔唑是主要成分，其次是苯并咔唑，咔唑类化合物仅占很小比例。

图2-32 苏丹原油中O2 化合物的碳数分布。横坐标为碳数，纵坐标为相对丰度(%)。

图2-33 N1化合物丰度分布特征

图2-34 苏丹原油中N1化合物的碳数分布。横坐标为碳数，纵坐标为相对丰度(%)。

N型化合物的碳数分布如图2-34所示。碳数分布可以更清晰地描述不同生物降解程度原油中氮化合物的组成特征。未降解原油中高碳数（>C25）氮化合物相对丰度较高，且氮化合物碳数分布范围较宽；降解原油中高碳氮化合物相对含量降低，Z=-21，Z=

苏丹地区原油中酸性化合物平均分子量数据见表2-14。平均分子量分布范围：酸性化合物在471620之间，N化合物在331560之间，O2化合物在349530之间。

表2-14 化合物平均相对分子质量

延续表

图2-35 原油酸值与O2化合物平均分子量分布

O2化合物的平均分子量与酸值的关系如图2-35所示。显然，原油中O2化合物的分子量与原油酸值具有良好的对数正相关关系，即随着原油酸值的增加，随着温度的升高，O2化合物的分子量呈对数增加。随着生物降解程度的增加（酸值增加），N型化合物的平均分子量呈现显着的下降趋势。高缩合二苯并咔唑化合物(Z=-27)随酸值的变化趋势图如图所示。如图2-36所示。前面已经讨论过不同缩合度的N型化合物的分布特征。随着生物降解程度的增加，咔唑类化合物（Z=-15）的相对含量减少，而苯并咔唑（Z=-21）和联苯咔唑（Z=-27）类化合物的相对含量增加。分子量数据表明，缩合度高的非碱性含氮化合物的分子在生物降解过程中趋于减少，即生物降解程度增加，缩合度增加，分子量下降，表明生物降解过程使非碱性含氮化合物的烷烃基侧链降解生成小分子化合物，而低缩合度的小分子化合物则随着降解而部分损失。根据这一规律，通过FTMS获得的N化合物的碳数分布可以快速判断原油的生物降解程度。未降解原油中咔唑类化合物的碳数分布范围较宽，相对丰度较高，如图2-34所示，降解原油中咔唑类化合物的相对丰度降低，而低碳丰度苯并咔唑和二苯并咔唑化合物的数量非常高，其碳数分布范围集中在C17-C27之间。

图2-36 不同酸值原油中二苯并咔唑类含氮化合物的分子量分布

四、 苏丹原油甲酯组分分子组成特征

1、酸甲酯成分总离子流图

使用改良的氧化铝吸附柱从原油样品中分离石油酸。酯化和纯化后，通过气相色谱和色谱质谱研究了甲酯化的酸性化合物的组成。图2-37为苏丹原油甲酯组分的总离子流图。显然，高酸值原油样品中酸甲酯成分的主要成分，即所谓的“环烷酸”，是由于无法分离常规气相色谱上无法分辨的复杂混合物而形成的大凸起。从图2-37中甲酯总离子流图可以鉴定出的主要成分包括：正脂肪酸、邻苯二甲酸和藿酸。未检测到锡酸。

2. 脂肪酸组成

所分析的苏丹原油样品中脂肪酸含量很高，但与丰富的环烷酸相比，它们只是次要成分。正常脂肪酸的组成可以通过m/z74质量色谱图来反映（表2-15和图2-38）。正常的C16 和C18 脂肪酸在m/z74 质量色谱图中显示出很强的相对丰度，这非常容易。确认。正常脂肪酸分子的碳数分布在C9-C34之间（图2-39），其分布明显分为两部分：低碳数（nC18之前）脂肪酸具有明显的偶碳优势，代表降解微生物（细菌）。 ）对渣油的直接贡献；高碳数脂肪酸没有明显的偶碳优势或无偶碳优势，是原油原始母质在成熟阶段生成的产物。由于FulaNE-1原油的严重生物降解，其天然高碳脂肪酸全部被降解，仅留下代表细菌产物的低碳脂肪酸。值得一提的是，Anbar-1原油中既含有具有偶碳优势的低碳脂肪酸，又含有丰富的不具有偶碳优势的高碳脂肪酸。这表明原油藏经历了两次充注过程。即前期已降解的原油与后期正常原油混合形成油藏。

图2-37 苏丹代表性原油甲酯组分总离子流图

表2-15 苏丹原油中正脂肪酸浓度（g/g）

原油正常脂肪酸浓度与总酸值的关系如图2-40所示。随着酸值增加，脂肪酸浓度增加。达到峰值后，随着酸值的增加而降低。

图2-38 苏丹原油甲酯m/z74的质谱图

图2-39 苏丹原油中正脂肪酸浓度分布

图2-40 苏丹原油样品总酸值与正脂肪酸浓度关系

3.芳香族羧酸

沃森等人。 (1999)在好氧微生物降解模拟实验的早期阶段从原油样品中分离出一系列全烷基苯甲酸化合物，并认为芳香族羧酸是生物降解产物。本研究的样品均含有芳香族羧酸，主要是邻苯二甲酸，但其烷基同系物较少见。

4.萜烯酸

所分析的苏丹原油样品中普遍存在萜酸，主要是藿酸。分析样品的m/z191 质量色谱图如图2-41 所示。这些化合物在C17 和C21 位置具有立体异构体()，在C22 位置具有R 和S 构型。 C30-C32 藿酸的浓度通过使用其在m/z235、m/z249、m/z263 质量色谱图上的峰面积和5-胆甾烷酸标准品在m/z217 上的峰面积来计算计算时，不进行响应因子校正（表2-16）。与藿烷系列不同，C31藿酸一般为基峰，C30藿酸相对含量不高。随着样品总酸值的增加，藿酸的浓度呈对数增加（图2-42）；且对数关系良好，说明蒎酸等环烷酸是影响原油酸价的主要因素。

以往的研究将原油中藿酸浓度的变化归因于：与其他化合物降解难易程度的差异； 迁移过程中不太成熟成分的混合； 可生物降解油中新生成的藿酸之间的关系。贡献。比较分析样品中藿烷和藿酸的立体化学构型的差异，结合低碳正构脂肪酸明显的均碳优势，我们认为生物降解过程中新生成的酸的贡献可能是造成这种现象的原因。上述浓度。变化的重要因素之一。

图2-41 苏丹原油样品中甲酯组分的质量色谱图。化合物鉴定见表2-5。

表2-16 苏丹原油中藿酸浓度（g/g）

图2-42 苏丹原油样品中总酸值与藿酸浓度的关系

对于酸值较高的严重劣化原油，还检测到25-降藿酸系列化合物（图2-43）。

图2-43 苏丹原油样品甲酯组分m/z191和m/z177质量色谱图

以上就是关于苏丹原油石油酸组成的知识，后面我们会继续为大家整理关于油酸甲酯密度的知识，希望能够帮助到大家！