«Proceedings of Gubkin University»

FORMATION OF PETROLEUM HYDROCARBONS FROM BACTERIAL BIOMASS

UDC: 579.22:579.66:547.912
DOI: -

Authors:

¹ Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University), 65, Leninsky prospect, Moscow, 119991

Keywords: origin of petroleum, petroleum hydrocarbons, bacteria, prokaryotes, thermolysis, thermocatalysis, proto-adamantanes, proto-diamantanes, adamantanes, diamantanes

Annotation:

The analysis of compounds of native biomass as well as of thermolysis products and biomass thermocatalisys of chemo-organo-heterotrophic bacteria Pseudomonas aeruginosa RM and Arthrobacter sp. RV. In the soluble portion of the biomass we identified marginal n-alkanes mostly with an odd number of carbon atoms (C₇-C₁₇) and with one carbon atom more than the corresponding unsaturated fatty acid n-(C_{8-C18), as well as high molecular n-alkanes with an even number of carbon atoms in molecules of C22, C24, C30, C32 composition. Both strains synthesized unsaturated irregular izoprenane - squalene (2,6,10,15, 19,23-geksamethyltetracosane-6,10,14,18,22-2-hexane). It is suggested that the reason for the prevalence of n-alkanes with an odd number of carbon atoms in immature oils is not only the decarboxylation of the corresponding acids, but also bacterial synthesis. The products of thermolysis and thermocatalysis of the insoluble portion of biomass of these strains of bacteria showed the same hydrocarbon biomarkers as those present in oils,i.e. n-alkanes, C13-C20 izoprenanes, including regular izoprenane of regular C17 composition, which is virtually absent in all the world oils, as well as steranes and also terpanes. The products of thermolysis of both strains of bacteria showed the prevalence of n-alkanes with an odd number of carbon atoms per molecule (n-R9, n-C11, n-C15 and n-C17), while thermocatalysts displayed n-alkanes with an even number of atoms (n-C16 n-C18 and n-C20). The distribution of regular C27-C29 steranes resembles that in marine oils generated in clay strata, whereas the ratio of adiantane to hopane (G29/G30) is characteristic of organic matter generated in carbonate strata. Thermolysis products of the insoluble portion of bacteria generated proto-adamantanes and proto-diamantanes while the products of thermocatalysis with aluminosilicate also generated C10-C13 adamantanes and C14-C16 diamantanes. It is suggested that one of the possible ways for the formation of diamond-like structure of hydrocarbons in oils can be catalytic conversion of biomass of bacteria.}

Bibliography:

1. Сергеев В.Н., Нолл Э.Х., Заварзин Г.А. Первые три миллиарда лет жизни: от прокариот к эвкариотам//Природа. — 1996. — № 6. — С. 54.
2. Тиссо Б.П., Вельте Д.X. Образование и распространение нефти. — М.: Мир, 1981. — 504 с.
3. Петров Ал.А., Абрютина Н.Н. Изопреноидные углеводороды нефти// Успехи химии. — 1989. — Т. LVIII. — Вып. 6. — С. 983.
4. Петров Ал.А. Нефти ранних этапов генерации//Геология нефти и газа. — 1988. — № 10. — С. 50.
5. К вопросу поисков залежей нефти с применением прямых геохимических методов/ Г.Н. Гордадзе, Е.Б. Грунис, А.В. Соколов, Г.В. Русинова, Т.И. Гордадзе/Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. — 2004. — № 4. — С. 54.
6. Гордадзе Г.Н. Термолиз органического вещества в нефтегазопоисковой геохимии. — М.: ИГиРГИ, 2002. — 336 с.
7. Образование нефтевытесняющих соединений микроорганизмами из нефтяного месторождения Дацин (КНР)/Т.Н. Назина, Д.Ш. Соколова, А.А. Григорьян, Я.Ф. Сюэ, С.С. Беляев, М.В. Иванов//Микробиология. — 2003. — Т. 72. — 206 с.
8. Добровольская Т.Г., Скворцова И.Н., Лысак Л.В. Методы определения и идентификации почвенных бактерий. — М.: МГУ, 1990. — 72 с.
9. Петров А.А. Углеводороды нефти. — M.: Наука, 1984. — 263 с.
10. Петров А.А. Геохимическая типизация нефтей// Геохимия. — 1994. — № 6. — 876 с.
11. Гордадзе Г.Н., Гируц М.В., Кошелев В.Н. Органическая геохимия углеводородов: Учебн. пособие для вузов: В 2 кн. — М.: Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина: Кн. 1, 2012. — 392 с.; Кн. 2, 2013. — 303 с.
12. Терпаны и стераны в углях различных генетических типов Сибири/В.А. Каширцев, В.И. Москвин, А.Н. Фомин, О.Н. Чалая//Геология и геофизика. — 2010. — Т. 51. — № 4. — 383 с.
13. Биомаркеры в продуктах пиролиза асфальтенов древних нефтей восточной Сибири индикаторы условий формирования нефтематеринских отложений/В.Н. Меленевский, А.Э. Конторович, В.А. Каширцев, Н.С. Ким//Нефтехимия. — 2009. — Т. 49. — № 4. — 1 с.
14. Гордадзе Г.Н., Арефьев О.А. Адамантаны генетически различных нефтей//Нефте-химия. — 1997. — Т.37. — № 5. — С. 387.
15. Гордадзе Г.Н. Геохимия углеродов каркасного строения (обзор)//Нефтехимия. — 2008. — Т. 48. — № 4. — 243 с.
16. Идентификация триамантанов в нефтях/М.В. Гируц, Ч.М. Бадмаев, О.Г. Эрдниева, О.А. Стоколос, В.Н. Кошелев, Г.Н. Гордадзе//Нефтехимия. — 2012. — Т. 52. — № 2. — 83 с.
17. Идентификация тетрамантанов в нефтях/М.В. Гируц, Н.Б. Дербетова, О.Г. Эрдниева, О.А. Стоколос, В.Н. Кошелев, Г.Н. Гордадзе// Нефтехимия. — 2013. — Т. 53. — № 5. — С. 323.
18. Биомаркеры и адамантаны в нефтях из сеноманских отложений севера западной сибири/В.А. Каширцев, И.И. Нестеров, В.Н. Меленевский, Е.А. Фурсенко, М.О. Казаков, А.В. Лавренов//Геология и геофизика. — 2013. — Т. 54. — № 8 — 1227 с.
19. Гордадзе Г.Н., Русинова Г.В. Диамантаны состава С14—С15 в органическом веществе кристаллического фундамента//Геохимия. — 2004. — № 11. — С. 1228.
20. Гируц М.В., Гордадзе Г.Н. Генерация адамантанов и диамантанов в результате термического крекинга полярных компонентов нефтей разного генотипа//Нефтехимия. — 2007. — Т. 47. — № 1. — 1 с.
21. Гируц М.В., Русинова Г.В., Гордадзе Г.Н. Генерация адамантанов и диамантанов из высококипящих насыщенных фракций нефтей разного генотипа в присутствии кислотных катализаторов//Нефтехимия. — 2005. — Т. 45. — № 3. — С. 167.
22. Гируц М.В., Русинова Г.В., Гордадзе Г.Н. Генерация адамантанов и диамантанов в результате термического крекинга высокомолекулярных насыщенных фракций нефтей разного генотипа //Нефтехимия. — 2006. — Т. 46. — № 4. — С. 251.
23. Гордадзе Г.Н., Гируц М.В. Синтез углеводорода ряда адамантана и диамантана путем высокотемпературного крекинга высокомолекулярных н-алканов//Нефтехимия. — 2008. — Т. 48. — № 6. — 412 с.