Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
До последнего времени спектры люминесценции растворов нефти или фракций нефти наблюдались и изучались при комнатной температуре и возбуждении неразложенным светом [15]. В работах последних лет начаты исследования спектров люминесценции узких фракций нефти, при возбуждении отдельными линиями ртутного спектра и с применением низких температур. В результате в спектрах выявились отдельные узкие полосы, позволившие обнаружить в спектре керосина полосы нафталина и его гомологов [16]. Ильиной у некоторых битуминозных веществ обнаружены спектры люминесценции с тремя максимумами, сходные со спектрами углеводорода перилена [17]. Меликадзе [18] удалось выделить из нефти ярко люминесцирующий кристаллический компонент - ароматический углеводород.
Как уже указывалось, у нас в Советском Союзе широко пользуются люминесцентным методом для обнаружения битумов в породах. Для этого или извлекают битум из породы, например путем взбалтывания с хлороформом навески породы порядка десятых долей .грамма [2], или наносят на свежий разрез породы каплю хлороформа и изучают флуоресценцию образующегося при этом пятна [4]. Цо последней методике удается по фигуре и цвету образующегося светящегося пятна давать оценку, правда полуколичественную, содержания битума в породе. Так, сплошное светящееся пятно получается при сравнительно высоком содержании битумов - порядка процента; при очень малом их содержании, порядка тысячной процента, образуются отдельные светящиеся точки; при промежуточных концентрациях наблюдаются светящиеся кольца различного характера. Цвет флуоресценции может меняться в зависимости от природы битума; по этому признаку можно ориентировочно судить о составе битума. Для разных пород одна и та же форма пятна соответствует неодинаковому содержанию битума. Флоровская и Мелков [5] приводят концентрации битумов, соответствующие разной форме пятен, раздельно для плотных и рыхлых пород, для глин и мергелей, для песчаников, известняков и т. д.
Фиолетова комбинирует эту методику, позволяющую быстро отбирать нужные образцы, с последующим извлечением битума и более точным определением его содержания по интенсивности свечения полученных растворов. В некоторых случаях капля хлороформа светится только при условии, если на породу предварительно нанесена капля соляной кислоты (5%). Это указывает на то, что битум находится в связанном состоянии - битум С. Согласно данным Фиолетовой, следует различать
284 ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ НЕДР ЗЕМЛИ [ГЛ. XV
два типа битумов С. Для второго типа характерны интенсивная флуоресценция и наличие фосфоресценции в соответствующих породах. Для извлечения битума из этих пород недостаточно смачивания хлороформом и даже обработки соляной кислотой; битум извлекается только в аппарате Сокслета.
Для определения содержания битумов в породе сравнивают интенсивности свечения полученных растворов с заготовленной серией эталонов- растворов определенной концентрации. Как указывает Фиолетова, успех этого метода существенно зависит от правильного подбора эталона.
Для количественной оценки содержания компонентов битума в породе Краснова и Богословская [14] применили капиллярный метод; они промеряли ширину флуоресцирующих зон, наблюдаемых на полосах фильтровальной бумаги, после того как полосы были погружены одним концом в раствор битума. По их данным, имеется в достаточной мере постоянное соотношение между шириной зоны и содержанием битума. Приводим таблицу Красновой (табл. 38).
Таблица 38
Ширина люминесцирующих зон, мм Содержание битумов, %
8-10 5.10-3-1. Ю-з
4-5 5 • 10'4-1 • 10"5
3-2 5-10"6-1 • 10 "
1-0,5 1 • 10'7-следы
По данным Красновой, один лаборант за день может изготовить капиллярные образцы из 30-40 проб пород; пропускная способность одной люминесцентной установки для просмотра капиллярных проб - 150 - 200 штук в день.
Отметим, что люминесцентный метод определения битумов, даже если его применять с большой тщательностью и осторожностью, является типичным экспресс-методом; достаточно указать, что в лаборатории Московского геологоразведочного треста за 8 месяцев число анализов, проведенных двумя сотрудниками, превышало 1000, причем параллельно ими же велась исследовательская работа.
Вторая задача, разрешение которой ищут при помощи люминесцентного анализа,- это обнаружение нафтеновых кислот в пластовых водах; присутствие нафтеновых кислот, хотя бы в виде следов, доказывает близость нефтяных месторождений и указывает геологу направление, в котором надо вести поисковую работу.
Эта задача еще не может считаться разрешенной, соответствующая методика требует дальнейших уточнений в процессе исследовательской работы. Однако некоторые успехи здесь достигнуты [5, 9]; флуоресценцию хлороформенных вытяжек из вод сравнивают с флуоресценцией эталонов, приготовленных из мылонафта. Содержание нафтеновых кислот, определяемое люминесцентным методом (0,2 г/л), в основном соответствует данным химического анализа.
При поисковой работе на нефть нередко является необходимым в полевых условиях определять содержание битума в кернах. В этом случае наблюдают флуоресценцию в солнечном люминоскопе, т. е. свечение возбуждается ультрафиолетовыми лучами солнца (ср. гл. I).
