Особенности определения характеристических отношений изопреноидных алканов С15-С20 в нефтях Казахстана

Abstract

Seven samples of crude oil from Kazakhstan fields are characterized with the ratios of isoprenoid alkanes (biomarkers), namely “pristane / phytane” (R1), “phytane / n-octadecane” (R2), and “pristane / n­heptadecane” (R3). Additionally, the following ratios rarely taken into account were also considered: “pristane / 2,6,10-trimethylpentadecane (norpristane)” (R4), “pristane / 2,6,10-trimethyltetradecane” (R5), and “pristane / 2,6,10-trimethyltridecane” (R6). It was concluded that the higher were the relative standard deviations of R-criteria (variation coefficients, dN, %) within series of any sample, the higher were their informativeness for distinguishing these samples. For instance, dN-values for criteria R1 – R3 were 36-62%, while for R4 – R6 they were 2-3 times less (13-34%). The reproducibility of R-criteria both at fixed conditions of analysis and at any variations of gas chromatographic separation parameters was characterized. In both cases the relative standard deviations (di, %) for criteria R1 – R3 were approx. 3%, while for criteria R4 – R6 – about 10%. Combining both parameters dN and dI allowed introducing the integral criterion for distinguishing the petroleum samples, K = dN / di. K-Values for criteria R1 – R3 varied within the range of 8-41, while those for criteria R4 – R6 varied within the range of 1.2-2.4, i.e., 10-20 times less. It means that expanding the lists of isoprenoid alkanes as biomarkers by considering such minor constituents as norpristane, 2,6,10-trimethyltetradecane, and 2,6,10-trimethyltridecane seems to be irrational due to the low information content.

Для образцов нефтей семи месторож дений Казахстана определены отношения количеств наиболее характеристичных изопреноидных алканов (биомаркеров), а именно «пристан / фитан» (R1), «фитан / н-октадекан» (R2), «пристан / н-гептадекан» (R3), а так же реже рассматриваемые отношения «пристан / 2,6,10-триметилпентадекан (норпристан)» (R4), «пристан / 2,6,10-триметилте­традекан» (R5) и «пристан / 2,6,10-триметилтридекан» (R6). Показано, что информативность таких R-критериев для сравнения характеризуемых образцов в пределах некоторых серий тем выше, чем больше их коэффициенты вариации (относительные стандартные отклонения, dN, %), состав­ляющие для критериев R1 – R3 36-62 %, но в 2-3 раза меньшие для критериев R4 – R6 (13-34 %). Охарактеризована воспроизводимость R-критериев как в фиксированных условиях анализа, так и при вариациях параметров газохроматографического разделения в некоторых пределах. Показано, что в обоих случаях относительные стандартные отклонения (di, %) значений R1 – R3 составляют ~3 %, а критериев R4 – R6 – ~10 %. Объединение обоих параметров dN и di позволяет ввести комби­нированный хемометрический критерий информативности отношений R для дифференциации образцов нефти: K = dN / di. Значения К для критериев R1 – R3 варьируют в диапазоне 8 – 41, тогда как для критериев R4 – R6 – всего в пределах 1.2 – 2.4, то есть в 10-20 раз меньше. Отсюда следует, что расширение перечней характеризуемых изопреноидных алканов с включением в них таких минорных компонентов как норпристан, 2,6,10-триметилтетрадекан и 2,6,10-триметилтридекан нерационально из-за невысокой информативности.