Получение качественно новой геологической информации — задача, всегда сопряженная с определенными трудностями. Наиболее остро проблема повышения детальности структурных построений стоит в районах с большой тектонической активностью; а также в районах с несогласным залеганием отложений осадочного чехла, где между перерывами в осадконакоплении формируются карсты и эрозионные выступы. Актуальность представленного материала в данной статье, полнота использования имеющейся литературы по данной проблеме диктуются необходимостью детализации строения сложнопостроенных объектов на этапах разведки и освоения месторождения УВ.
Последнее обстоятельство предполагает использование математических методов для расчета вероятностей совпадения тех или иных структурных планов и методов геолого-геофизического моделирования для построения и анализа поверхностей структурных планов.
Научная новизна результатов данного исследования заключается в получении авторами статьи набора карт мощностей, позволяющем восстановить эволюцию формирования локальных поднятий на тестовом участке месторождения, максимально используя возможности геоинформационной системы MapInfo для построения карт мощностей методом схождения и для расчета коэффициентов корреляции.

В качестве объекта исследований авторами выбран тестируемый участок в Бавлинском районе Республики Татарстан (РТ) (по согласованию с недропользователем название площади не разглашается) размерами вдоль долготы 5,5 км, вдоль широты 10,2 км. Были использованы данные сейсморазведки, включающие шесть структурных поверхностей и рельеф местности, подготовленный по данным цифровой модели местности (ЦММ) из матрицы радарной топографической съемки Shuttleradar topografic mission.

Оценка взаимосвязи между явлениями предполагает наличие определенной выборки по сравниваемым явлениям. Для примера возьмем структурные поверхности, предположительно тектонически унаследованные. Подчеркиваем, что структурные карты составлены с большой достоверностью, с использованием материалов сейсмики в модификации 3D, 2D и по данным геологии.
Берем для сравнения две структурные поверхности. Накладываем расчетную сетку (абсциссы и ординаты точек строго скоординированы) с шагом, не превышающим усредненную площадь положительных проявлений локальных структур. Вычисляем коэффициент корреляции (1):

где a_i и b_i — полученные данные от двух поверхностей, n — число пар данных, m_a, m_b —
соответствующие значения средних, δa, δb — их среднеквадратические значения.

Расчет средних данных m_a, m_b и среднеквадратичных отклонений δ_a, δ_b выполнен по формулам (2) и (3) соответственно. Эти параметры в дальнейшем использованы для расчета коэффициента корреляции.

Оценку точности — по формуле (4):

Такой подход позволяет повысить степень достоверности при изучении соотношений структурных планов по отражающим поверхностям в продуктивных горизонтах осадочного чехла при наличии высокой корреляционной зависимости между отражающими поверхностями. Коэффициент корреляции — величина, варьируемая в пределах от -1 до +1. Если коэффициент равен +1, то говорят о полной положительной зависимости. Если коэффициент равен -1, то о полной отрицательной зависимости. Соответственно, при нулевой корреляции расчетные переменные независимы друг от друга. Данный коэффициент используем для анализа поверхностей, представленных в виде матрицы точек (гридов) при условии нормального закона распределения глубины в частности.
Данный подход позволит при наличии минимума геологической и геофизической информации и при возможности получения коэффициента корреляции не менее 0,6 (как эмпирическое обобщение) восстановить структурную поверхность любого промежуточного стратиграфического горизонта. В геологии такой подход называют методом схождений и применяют при сравнении структурных планов.

Получаемые при расчетах данные систематизируем, используя классификацию [3, 5]:
• корреляция сильная при условии, если R больше 0,7;
• средняя при R от 0,5 до 0,69;
• умеренная при R от 0,3 до 0,49;
• слабая при R от 0,2 до 0,29;
• очень слабая при R меньше 0,19.
Допускаем, что при цифрах больше 0,5 присутствует унаследованность структурных планов.
Карта строится на основании предположения о том, что верхняя геологическая граница комплекса в момент начала накопления вышележащей толщи пород залегала горизонтально, то есть к этому времени произошла полная компенсация погружения осадконакоплением. Относительно этой горизонтальной плоскости и определяют положение подошвы комплекса. Представление об условиях залегания последней дают мощности, которые показывают, на какой глубине от горизонтальной плоскости находилась подошва нижнего пласта во время отложения самого верхнего слоя. Таким образом, при построении палеоструктурной карты принимается условная нулевая поверхность, причем для каждой карты своя собственная. За нулевую поверхность берем поверхность того верхнего опорного горизонта, на конец времени образования которого строится карта.

В ходе работы проведен анализ статистических значений между структурными поверхностями отражающих сейсмических поверхностей. Структурные карты, полученные по материалам сейсморазведки в модификации 3D преобразованы в расчетные гриды. Методом схождения построены карты мощностей и рассчитаны коэффициенты корреляции (табл. 1).

Наибольшие коэффициенты корреляции наблюдаются от кровли отложений бобриковского горизонта до кровли заволжского горизонта, что свидетельствует о практически полном совпадении структурных планов кровли ярусов и горизонтов в этом промежутке разреза. Вероятнее всего причина в согласном залегании всех осадочных образований без перерыва в осадконакоплении и слабо выраженной тектоникой в этом районе.
Вышележащие от кровли бобрика поверхности плохо коррелируются между собой; очевидно, ввиду несовпадения структурных планов из-за перерыва в осадконакоплении и, возможно, как частичного, так и полного размыва осадочных образований.
Как известно, палеоструктурные карты являются картами разностей глубин залегания исследуемой поверхности и вышезалегающего по разрезу стратиграфического подразделения [4]. После несложных манипуляций получаем карту мощностей исследуемого объекта на время конца накопления вычитаемого горизонта. Метод наглядно показывает историю развития локального участка поверхности во времени (рис. 1).

На данном рисунке карты представлены в виде изопахического треугольника и расположены в следующем порядке:
1 — цифровая модель рельефа местности; 2 — структурная карта по кровле тастубского горизонта сакмарского яруса нижней перми; 3 — карта кровли тастубского горизонта сакмарского яруса к дневной поверхности; 4 — структурная карта по кровле бобриковского горизонта нижнего карбона;
5 — карта кровли бобриковского горизонта к концу тастубского времени; 6 — карта кровли бобриковского горизонта к дневной поверхности; 7 — структурная карта по кровле турнейского яруса нижнего карбона; 8 — карта кровли турнейского яруса к концу бобриковского времени; 9 — карта кровли турнейского яруса к концу тастубского времени; 10 — карта кровли турнейского яруса к дневной поверхности; 11 — структурная карта по кровле заволжского горизонта верхнего девона; 12 – карта кровли заволжского горизонта к концу турнейского времени; 13 — карта кровли заволжского горизонта к концу бобриковского времени; 14 — карта кровли заволжского горизонта к концу тастубского времени; 15 — карта кровли заволжского горизонта к дневной поверхности; 16 — структурная карта по кровле данково-лебедянского горизонта верхнего девона; 17 — карта кровли данково-лебедянского горизонта к концу заволжского времени; 18 — карта кровли данково-лебедянского горизонта к концу турнейского времени; 19 — карта кровли данково-лебедянского горизонта к концу бобриковского времени; 20 — карта кровли данково-лебедянского горизонта к концу тастубского времени; 21 — карта кровли данково-лебедянского горизонта к дневной поверхности; 22 — структурная карта по подошве репера «Аяксы» верхнего девона; 23 — карта по подошве репера «Аяксы» к концу данково-лебедянского времени; 24 — карта по подошве репера «Аяксы» к концу заволжского времени; 25 — карта по подошве репера «Аяксы» к концу турнейского времени; 26 — карта по подошве репера «Аяксы» к концу бобриковского времени; 27 — карта по подошве репера «Аяксы» к концу тастубского времени; 28 — карта по подошве репера «Аяксы» к дневной поверхности (рис. 2).

Изопахический треугольник — это набор палеоструктурных карт (в нашем случае карты мощностей), расположенных в определенной последовательности сгруппированных в треугольник, позволяющий отследить всю эволюцию исследуемой структуры (локального поднятия, вала, свода). Карта строится на основании предположения о том, что верхняя геологическая граница комплекса в момент начала накопления вышележащей толщи пород залегала горизонтально, то есть к этому времени произошла полная компенсация погружения осадконакоплением [1]. Относительно этой горизонтальной плоскости и определяют положение подошвы комплекса. Представление об условиях залегания последней дают мощности, которые показывают, на какой глубине от горизонтальной плоскости находилась подошва нижнего пласта во время отложения самого верхнего слоя. Таким образом, при построении палеоструктурной карты принимается условная нулевая поверхность, причем для каждой карты своя собственная. За нулевую поверхность берем поверхность того верхнего опорного горизонта, на конец времени образования которого строится карта. Далее описание полученных данных.


В квадратах 1, 2, 4, 7, 11, 16, 22 располагаются карты, отражающие структурный план от рельефа дневной поверхности до подошвы репера «Аяксы».
В нижнем ряду ячеек (23–28) приведены карты, показывающие развитие поверхности кыновского горизонта, а именно структуроформирующие движения по кровле горизонта. Как видно из рис. 1, ряд 23–28 наглядно показывает формирование компенсированного прогиба, так как по мере течения времени на картах толщин увеличиваются толщины в западной и центральной области исследуемого участка. Наибольшие изменения приходятся на изопахиты, начиная с тастубского времени, где присутствует перерыв в осадконакоплении; а также возможен частичный размыв сакмарского яруса. Также следует отметить, что согласно [2] в данном районе были тектонические подвижки, которые тоже оказали влияние на формирование палеоповерхностей. Аналогичная картина формирования территории прослеживается и в других горизонтальных рядах:
16–21; 11–15; 7–10; 4–6.
Отсюда следует вывод: где было прогибание территории (депрессия), там увеличенная толщина, где поднятие — уменьшенная. Если по горизонталям выбрать структуру, то сможем отследить ее изменение на определенный момент времени, что позволяет косвенно оценивать готовность структуры как ловушки углеводородов на момент времени, который допускается как благоприятный для накопления углеводородов.
Оговариваемся, что на данном участке:
• отсутствуют некомпенсированные прогибы, и данный локальный участок характеризуется отсутствием колебаний мощностей с литологофациальными изменениями;
• на территории отсутствует погребенный эрозионный рельеф и имеет место быть одинаковая степень уплотнения пород на всем тестовом участке.


Согласно методу, предложенному Е.Н. Пермяковой и Ю.А. Каравашкиной (1951 г.), все карты сведем в общую схему на одном листе и расположим в несколько горизонтальных рядов, где каждый горизонтальный ряд начинается с современной структурной карты соответствующего горизонта. В связи с тем, что развитие каждого вышерасположенного и, следовательно, более молодого горизонта начинается на этап позже, каждый новый верхний ряд оказывается на одну карту короче. В результате этого схема приобретает форму треугольника. Если рассматривать карты по диагонали, то проследим структурный план по разным горизонтам на один и тот же отрезок времени.