Классификация и идентификация проб нефти и образцов нефтяного загрязнения природной среды с использованием методов кластерного анализа

22 Apr 2021, 16:30
15m
1226 (Lomonosov st. 9)

1226

Lomonosov st. 9

oral Sustainable Use of Natural Resources Sustainable Use of Natural Resources

Speaker

Dr Юрий Туров (Сургутский государственный университет)

Description

Надежность идентификации источников загрязнения компонентов окружающей среды является одной из фундаментальных проблем настоящего времени при разработке программ рационального природопользования и в контроле режимов эксплуатации месторождений углеводородного сырья. Снижение разведанных запасов нефти и газа требует повышения степени извлечения углеводородов из продуктивных пластов путем оптимизации режимов работы добывающих скважин. Решение всех этих задач связано с необходимостью контроля материального состава образцов извлекаемого углеводородного сырья и загрязненных нефтью проб компонентов природной среды. Результаты химико-аналитических работ, которые получают с конечной точностью и которые всегда имеют ненулевую погрешность, в указанных областях деятельности не могут быть оценены традиционными методами аналитической химии - путем использования стандартных образцов и построения градуировочных зависимостей. Вследствие чрезвычайно широкой вариабельности состава образцов нефти различных месторождений и непрерывного изменения состава извлекаемой нефти с течением времени эксплуатации добывающих скважин. Стандартных образцов для контроля динамически изменяющихся объектов с целью их идентификации не может существовать в принципе.
Поэтому для решения задач рационального природопользования и контроля углеводородного загрязнения природной среды предлагается альтернативный подход, в котором для решения задач идентификации и классификации качество информации о материальном составе объектов оценивается не по метрологическим характеристикам отдельных, как правило, многостадийных, аналитических процедур, а формальными многомерными статистическими алгоритмами кластерного анализа. В данной работе для идентификации продуктивных скважин, из которых были отобраны конкретные образцы извлекаемой нефти, был сопоставлен изомерный состав парафинов в пробах нефти, отобранных из трех скважин с интервалом в примерно два месяца. Исходные данные представляли собой набор относительных содержаний н-парафинов от С10Н22 до С34Н70 в 9 образцах. Обработка этих данных методом кластерного анализа с использованием евклидовой меры для расстояний между характеристиками объектов и алгоритма Варда для пошаговой кластеризации позволила формально разделить все девять проб на три кластера, которые совпали с числом скважин, из которых были отобраны пробы, и оценить разброс характеристик состава как внутри каждого кластера, так и расстояние между центрами построенных кластеров. Рассчитанные позднее для всех этих проб по изомерному составу парафинов и изопреноидов значения геохимических индексов привели к получению аналогичной картины.
Аналогичные результаты были получены с использованием процедур кластерного анализа для идентификации выветренных образцов нефтяного загрязнения при сопоставлении изомерного состава ароматических углеводородов в пробах разлитой нефти и выветренных образцах.

Affiliation of speaker Сургутский государственный университет
Position of speaker Ведущий научный сотрудник
Publication Журнал «Известия ТПУ. Инжиниринг георесурсов»

Primary authors

Dr Юрий Туров (Сургутский государственный университет) Dr Марина Гузняева (Сургутский государственный университет)

Presentation Materials