Помимо углеводородов в нефтях присутствуют соединения, содержащие гетероэлементы или гетероатомы (кислород, азот, серу и десятки других элементов), из-за малого содержания которых называются микроэлементами (МЭ).
Подавляющая часть гетероэлементов и МЭ присутствует в смолах и асфальтенах, однако не исключено попадание их в процессах аналитических операций в малых количествах и в углево¬дородные формации нефти.
^ Кислородосодержащие соединения нефти представлены кислотами, фенолами (ароматическими спиртами), кетонами и различными эфирами. Наиболее распространенными из них являются кислоты и фенолы, которые обладают кислыми свойствами и могут быть выделены из нефти щелочью. Их суммарное количество обычно оценивают кислотным числом - количеством миллиграммов КОН, используемых для титрования 1 г нефти.
К нейтральным соединениям нефти относят кетоны, а также простые и сложные эфиры. Идентифицированы как алифатические кетоны, так и циклические, первые присутствуют в основном в бензиновой фракции, циклические - в высококипящих фракциях нефти, а также присутствуют сложные эфиры, многие из последних имеют ароматическую структуру. Простые эфиры, по мнению многих исследователей, носят циклический характер.
^ Серосодержащие соединения. Сера является наиболее распространенным гетероэлементом в нефтях и продуктах ее преобразования. Содержание серы в недрах колеблется от сотых долей до 15% (некоторые нефти Калифорнии). Наиболее богаты серой нефти, пространственно связанные с не терригенными породами - карбонатами, эвапоритами, силицитами, вулканогенными породами.
Меркаптаны (тиоспирты) - соединения с обшей формулой R- SH, где R - углеводородный радикал, a SH - аналог спиртовой группы, т.е. эти соединения - аналоги спиртов с заменой кислорода серой. Это вещества с резким неприятным запахом, поэтому низкомолекулярные меркаптаны добавляют в бытовой газ для легкого обнаружения утечки.
Сульфиды (тиоэфиры) R,—S~R2 и дисульфиды R1—S-S—R2 содержат по два углеводородных радикала, которые могут отличаться строением. Нефтяные сульфиды подразделяются на две группы: содержащие атом серы в открытой цепи — тиаалканы и циклические сульфиды - тиацикланы, в которых атом серы входит в полиметиленовое кольцо.
^ Азотсодержащие соединения. Содержание азота в нефтях обычно невелико (не более 1%), оно, как правило, снижается с глубиной залегания нефти и не зависит от типа и состава вмещающих пород. Азотистые соединения сосредоточены в высококипящих фракциях и тяжелых остатках. Азотсодержащие соединения нефти принадлежат в основном двум группам соединений: азотистые основания и нейтральные азотистые соединения.
^ Азотистые основания — это ароматические гомологи пиридина - соединения, состоящего из ароматического кольца, в котором один атом углерода замещен азотом. Эти соедине¬ния легко окисляются кислородом воздуха.
^ Нейтральные азотистые соединения нефти представлены производными пиррола, например индола, карбазола, бензокарбазола и амидами кислот. Особым типом азотсодержащих соединений нефтей являются порфирины. Они содержат в молекуле четыре пиррольных кольца, соединенных мостиками, и встречаются в нефтях в форме металлокомплексов ванадия и никеля. По строению молекулы порфирины близки к хлорофиллу, что позволило отнести эти структуры к реликтовым, унаследованным от исходной биомассы, а сами соединения к хемофоссилиям.
^ Минеральные компоненты. В состав нефти входят многие элементы. В золе нефтей обнаружены металлы: щелочные и щелочноземельные Li, Na, К, Ва, Са, Sr, Mg; металлы подгруппы меди - ( Cи, Аg, Au; цинка - Zn, Cd, Hg; бора - В, А1, Са; ванадия — V, Nb, Ta; многие металлы переменной валентности - Ni, Fe, Mo, Со, W; а также элементы-неметаллы - S, Р, As, Cl и другие. Малые концентрации перечисленных выше элементов (их называют микроэлементами - МЭ) (10-2-10-8 и менее), не позволяют точно идентифицировать вещества, в которые они входят.
Данные о составе МЭ, характере их распределения во фракциях нефти несут и генетическую информацию об исходном материнском веществе нефти, о путях ее дальнейшего преобразования.
