|
Нефть (тур. neft, от перс. нефть) — горючая, маслянистая жидкость, распространённая в осадочной оболочке Земли, важнейшее полезное ископаемое. Сложная смесь алканов, некоторых цикланов и аренов, а также кислородных, сернистых и азотистых соединений. В её составе обнаруживается свыше 1000 индивидуальных органических веществ, содержащих 83-87% углерода, 12-14% водорода, 0,5–6,0% серы, 0,02–1,7% азота и 0,005–3,6% кислорода и незначительную примесь минеральных соединений; зольность нефти не превышает 0,1%. Различают лёгкую (0,65–0,87 г/см3), среднюю (0,871–0,910 г/см3) и тяжёлую (0,910–1,05 г/см3) нефть. Теплота сгорания 43,7–46,2 МДж/кг (10400–11000 ккал/кг).
В составе нефти выделяют лёгкие фракции (начало кипения 200° С), где преобладают метановые углеводороды (алканы). Содержание лёгких фракций в нефтях разных месторождений и даже разных продуктивных горизонтов одного и того же месторождения сильно изменяются. Существенное значение в составе нефтей имеют циклоалканы и ароматические углеводороды (арены — СnНm).
Ароматические углеводороды — наиболее токсичные компоненты нефти (Mitchell et al, 1972). 0ни являются хроническими токсикантами (Baker, 1971). В частности, к очень активным и быстродействующим токсикантам относятся низкокипящие арены — бензол, ксилол, толуол и др. Многие ароматические углеводороды характеризуются ярко выраженной мутагенвостью и канцерогенностью (Исмаилов, 1990). Наиболее опасна группа полиароматических углеводородов (Ильницкий, 1975, Шабад, 1973). Содержание одного из наиболее токсичных соединений — 3,4 бензпирена в нефтях колеблется от 250 до 8050 млрд-1 (Алексеева, Теплицкая, 1981).
Одним из значительных компонентов нефти являются твёрдые метановые углеводороды (парафины), содержание которых может достигать 15-20%. Парафины содержатся практически во всех нефтях. По содержанию парафинов выделяются три группы нефтей: малопарафиновые (парафина — до 1,5%), парафиновые (1,5–6,0%), высокопарафиновые (более 6%) (Требин и др., 1980).
В нефтях идентифицированы фенантрены, хризены, пирены, бензпирены, тетрафены (Алексеева, Теплицкая, 1981).
К неуглеводородным компонентам нефти относятся смолы и асфальтены, играющие очень важную роль в химической активности нефти. Их содержание колеблется от 1–2 до 6-40% (Панов и др., 1986). С этими группами соединений связана основная часть микроэлементов нефти. Наиболее высоки концентрации V и Ni, а на отдельных месторождениях в нефтях и углеводородных газах довольно много Hg и As (Озерова, Пиковский и др., 1979; Озерова, Пиковский, 1982, 1985). Основные характеристики нефти представлены в таблице. Фракция | Массовая доля в сырой нефти, % | Диапазон температур кипения, °С | Растворимость в дистиллированной воде х 104, % (по массе) | | Парафины: | | С6 — С12 | 0,1 — 20 | 69 — 230 | 9,5 — 0,1 | | С13 — С25 | 0 — 10 | 230 — 450 | 0,01 — 0,004 | | Циклопарафины: | | С6 — С12 | 5 — 30 | 70 — 230 | 55 — 1,0 | | С13 — С23 | 5 — 30 | 230 — 405 | 1,0 — 0 | | Ароматические углеводороды: | | моно- и дициклические С6 — С11 | 0 — 5 | 80 — 240 | 1780 — 0 | | полициклические С12 — С18 | 0 — 5 | 240 — 400 | 12,5 — 0 | | Нафтено-ароматические углеводороды | | С9 — С25 | 5 — 30 | 180 — 400 | 1,0 — 0 | | Остатки | 10 — 70 | 400 | 0 | Важными с экологических позиций компонентами нефти являются присутствующие в ней соединения серы (элементарная, сероводородная, сульфидная, меркаптановая). В России нефть классифицируют по содержанию серы на три класса: малосернистая (до 0,5%), сер-нистая (0,5–2%) и высокосернистая (св. 2%).
Ещё один неуглеводородный компонент сырой нефти — минерализованные пластовые воды. Состав пластовых вод, которые извлекаются вместе с нефтью, концентрации в них солей и соотношения ионов, а соответственно, и степень их экологической опасности раз-нообразны. Основные группы вод — хлоридно-натриевые (преобладающие) и хлоридно-кальциевые. Все воды нефтяных месторождений высоко минерализованы. Выделяются рас-солы (выше 100 г/л) и солёные воды (10–50 г/л). Для нефтяных вод характерно повышенное содержание галогенов (Cl, Br, J), а также бора, бария, стронция, а в ряде случаев -двухвалентного железа и сероводорода.
Для территории России все пластовые воды по степени вредности объединены в пять групп: 1) хлоридно-натриевые с минерилизацией (свыше 100 г/л), 2) хлоридно-кальциевые (свыше 100 г/л), 3) хлоридно-натриевые (100–50 г/л), 4) хлоридно-натриевые (50–10 г/л), 5) хлоридно-натриевые (10–1 г/л) (Батоян, 1983). При этом даже в пределах одного бассейна состав пластовых вод достаточно разнообразен. Пластовые воды, отделяющиеся от добы-ваемой нефти в процессе её первичной подготовки, составляют основные объёмы сточных вод промыслов — около 82-84% (Панов и др., 1986). По мере увеличения срока эксплуатации промыслов объём сточных вод непрерывно растёт, а их минерализация падает. Человек использует нефть издавна (с 6-го тыс. до н.э.). Путём перегонки из нефти по-лучают бензин, реактивное топливо, мазут. Мировые запасы нефти составляют около 141 млрд. т (2000 г.). Наибольшие запасы нефти сосредоточены в Саудовской Аравии (35,5 млрд.т), Ираке (15,4), Кувейте (12,9), ОАЭ (12,6), Иране (12,2), Венесуэле (10,5), и России (6,6). |