georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2022.2.20geores-147Research ArticleСтатьиВыявление особенностей органического вещества нефтей и нефтегазоматеринских толщ путём сопоставления результатов геохимического анализа со статистическим анализом, основанным на методах машинного обучения (на примере одного из месторождений Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна)Identification of the features of the organic matter of oils and source rocks based on a comparison of the results of geochemical analysis with statistical analysis built upon machine learning methods: the case of one field of the West Siberian basinОсиповК. О.OsipovK. O.

Константин Олегович Осипов – выпускник аспирантуры, научный сотрудник кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых

119234, Москва, ул. Ленинские горы, д. 1

Konstantin O. Osipov – PhD student, Researcher, Petroleum Geology Department

1, Leninskie gory, Moscow, 119234

k.osipov@oilmsu.ruАбляЭ. А.AblyaE. A.

Энвер Алексеевич Абля – кандидат геол.-мин. наук, доцент кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых

119234, Москва, ул. Ленинские горы, д. 1

Enver A. Ablya – PhD (Geology and Mineralogy), Associate professor, Petroleum Geology Department

1, Leninskie gory, Moscow, 119234

СауткинР. С.SautkinR. S.

Роман Сергеевич Сауткин – кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых

119234, Москва, Ленинские горы, д. 1

Roman S. Sautkin – PhD (Geology and Mineralogy), Senior Researcher, Petroleum Geology Department

1, Leninskie gory, Moscow, 119234

БольшаковаМ. А.BolshakovaM. A.

Мария Александровна Большакова – кандидат геол.- мин. наук, старший научный сотрудник кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых

119234, Москва, ул. Ленинские горы, д. 1

Maria A. Bolshakova – PhD (Geology and Mineralogy), Senior Researcher, Petroleum Geology Department

1, Leninskie gory, Moscow, 119234

СусловаА. А.SuslovaA. A.

Анна Анатольевна Суслова – кандидат геол.-мин. наук, ведущий научный сотрудник кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых

119234, Москва, Ленинские горы, д. 1

Anna A. Suslova – PhD (Geology and Mineralogy), Leading Researcher, Petroleum Geology Department

1, Leninskie gory, Moscow, 119234

АнтоновА. П.AntonovA. P.

Алексей Петрович Антонов – кандидат физ.-мат. наук, доцент кафедры математического анализа, руководитель НОЦ ПАО «НК «Роснефть» по цифровым технологиям в нефтегазовой отрасли на базе кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых

119234, Москва, ул. Ленинские горы, д. 1

Alexey P. Antonov – PhD (Physics and Mathematics), Associate Professor of Mathematical Analysis Department, Head of Rosneft Research Center

1, Leninskie gory, Moscow, 119234

Московский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202214042024242217229Copyright © Осипов К.О., Абля Э.А., Сауткин Р.С., Большакова М.А., Суслова А.А., Антонов А.П., 20242024Осипов К.О., Абля Э.А., Сауткин Р.С., Большакова М.А., Суслова А.А., Антонов А.П.Osipov K.O., Ablya E.A., Sautkin R.S., Bolshakova M.A., Suslova A.A., Antonov A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geors.ru/jour/article/view/147

Идеей данной работы является сравнение результатов двух видов анализа – геохимического и статистического – при изучении органического вещества экстрактов нефтегазоматеринских толщ (НГМТ) и образцов нефтей. объектом исследования послужили НГМТ тутлеймской и тюменской свит и нефти викуловской свиты и юрско-доюрских отложений в западной части Западно-сибирского бассейна. среди методов статистического анализа НГМТ использовались метод главных компонент и метод случайного леса, а в качестве средств визуализации – тепловая карта корреляций. Метод главных компонент помог обнаружить явное различие органического вещества тутлеймской и тюменской НГМТ, а привлечение метода случайного леса и тепловой карты корреляций позволило не только выявить геохимические параметры, по которым наблюдаются наибольшие различия толщ, но и расшифровать геологические факторы, из-за которых это различие стало явным. Так, тюменская НГМТ имеет большую зрелость и относительно больший вклад наземной растительности относительно тутлеймской НГМТ. Тот же набор методов вместе с методом k-ближайших соседей применен для корреляции нефть-НГМТ. Нефти викуловской свиты по типу керогена, очевидно, происходят из тутлеймской НГМТ. Нефти юрских и доюрских пластов близки к тутлеймской НГМТ, хотя схожесть с тюменской НГМТ может достигать 30% в отдельных образцах. Нефти викуловских пластов менее зрелые, чем нефти из юрских и доюрских пород. Это может свидетельствовать о продолжающейся подпитке углеводородами юрских и доюрских отложений и о прекращении миграции в прошлом в вышележащие апт-альбские отложения (викуловская свита). Геохимический анализ также позволил выявить свойства НГМТ, отвечающие за зрелость и тип органического вещества. он подтвердил выводы, сделанные на основе применения методов статистического анализа.

The idea of this work is to compare the results of geochemical and statistical analyzes in the study of organic matter in extracts of oil and gas source rock. The object of the study were the samples of oil and gas source rocks of the Tutleim and Tyumen Formations, as well as oil samples of the Vikulov Formation and Jurassic and pre-Jurassic deposits in the western part of the West Siberian basin.Among the methods of statistical analysis, the principal component method and the random forest method were used. A heat map of correlations was used as visualization tools.The principal component method helped us to reveal a clear difference between the organic matter of the Tutleim and Tyumen source rocks. The random forest method and the heat map made it possible not only to identify the distinctive geochemical properties for this strata, but also reveals the geological factors of their distinction. Thus, the organic matter of Tyumen source rock turned out to be more mature and it has relatively larger contribution of terrestrial organic matter compared to the Tutleim one. The same set of methods is applied to oil-source rock correlation. The oils of the Vikulov Formation obviously originate from the Tutleim source rock. Oils of Jurassic and pre-Jurassic reservoirs have a predominant contribution of the Tutleim source rock and some similarity (up to 30 %) with the Tyumen one. Oils from the Vikulov Formations are less mature than oils from the Jurassic and pre-Jurassic rocks. This may indicate the continued migration of hydrocarbons to Jurassic and pre-Jurassic deposits and the cessation of migration in the past to the overlying Aptian–Albian Vikulov Formation. Geochemical analysis also revealed the geochemical properties responsible for the maturity of source rocks and the type of organic matter. It confirmed the conclusions made on the basis of the application of methods of statistical analysis.

сопоставление исследованийгеохимический анализметоды статистического анализанефтегазоматеринская толщакорреляция нефть-нефтегазоматеринская породаcomparison of studiesgeochemical analysismethods of statistical analysisidentification of differences in source rocksoil-source rock correlationReferencesАтлас «Геология и нефтегазоносность Ханты-Мансийского автономного округа» (2004). ред. Э.А. Ахпателов, В.А. Волков, В.Н. Гончарова, В.Г. Елисеев, В.И. Карасев, А.Г. Мухер, Г.П. Мясникова, Е.А. Тепляков, Ф.З. Хафизов, А.В. Шпильман, В.М. Южакова. екатеринбург: ИздатНаукасервис, 148 с.Geology and oil and gas potential of the Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug. Atlas (2004). Ed. E.A. Akhpatelov, V.A. Volkov, V.N. Goncharova, V.G. Eliseev, V.I. Karasev, A.G. Mukher, G.P. Myasnikova, E.A. Teplyakov, F.Z. Khafizov, A.V. Shpil’man, V.M. Yuzhakova. Ekaterinburg: IzdatNaukaServis, 148 p. (In Russ.)Ступакова А.В. (2011). Структура и нефтегазоносность БаренцевоКарского шельфа и прилегающих территорий. Геология нефти и газа, 6, с. 99–115.Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. (2005a). The Biomarker Guide. Second Edition. I. Biomarkers and Isotopes in the Environment and Human History. New York: Cambridge University Press, 492 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511524868Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. (2005a). The Biomarker Guide. Second Edition. I. Biomarkers and Isotopes in the Environment and Human History. New York: Cambridge University Press, 492 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511524868Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. (2005b). The Biomarker Guide. Second Edition. II. Biomarkers and Isotopes in Petroleum Systems and Earth History. New York: Cambridge University Press, 704 p. https://doi.org/10.1017/CBO9781107326040Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. (2005b). The Biomarker Guide. Second Edition. II. Biomarkers and Isotopes in Petroleum Systems and Earth History. New York: Cambridge University Press, 704 p. https://doi.org/10.1017/CBO9781107326040Stoupakova A.V. (2011). Structure and petroleum potential of the BarentsKara shelf and adjacent territories. Geologiya nefti i gaza = Russian Oil and Gas Geology, 6, pp. 99–115. (In Russ.)Tissot B.P., Welte D.H. (1984). Petroleum Formation and Occurrence. Second Revised and Enlarged Edition. Berlin: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 702 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-87813-8Tissot B.P., Welte D.H. (1984). Petroleum Formation and Occurrence. Second Revised and Enlarged Edition. Berlin: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 702 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-87813-8

The authors declare that there are no conflicts of interest present.