georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2023.4.18geores-20Research ArticleСТАТЬИRESEARCH ARTICLESТрехмерное моделирование солянокупольных структур по данным детального бурения в Прикаспии3D modeling of salt domes according to detailed drilling data in the Precaspian regionЛапковскийВ. В.LapkovskyV. V.

Владимир Валентинович Лапковский – доктор геол.-минерал. наук, заведующий лабораторией математического моделирования природных нефтегазовых систем, ведущий научный сотрудник

630090, Новосибирск, пр. Коптюга, д. 3

Vladimir V. Lapkovsky – Dr. Sci. (Geology and Mineralogy), Head of the Laboratory of Mathematical Modeling of Natural Oil and Gas Systems, Leading Researcher

3 Ak. Koptyug ave., Novosibirsk, 630090

ЛунёвБ. В.LunevB. V.

Борис Валентинович Лунёв – кандидат физ.-мат. наук, старший научный сотрудник

630090, Новосибирск, пр. Коптюга, д. 3

Boris V. Lunev – Cand. Sci. (Physics and Mathematics), Senior Researcher

3 Ak. Koptyug ave., Novosibirsk, 630090

АнтиповМ. П.AntipovM. P.

Михаил Петрович Антипов – кандидат геол.-минерал.наук, и.о. ведущего научного сотрудника

119017, Москва, Пыжёвский переулок, д. 7

Mikhail P. Antipov – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Leading Researcher

4 Pyzhevsky lane, Moscow, 119017

ВоложЮ. А.VolozhYu. A.

Юрий Абрамович Волож – доктор геол.-минерал.наук, главный научный сотрудник

119017, Москва, Пыжёвский переулок, д. 7

Yuri A. Volozh – Dr. Sci. (Geology and Mineralogy), Chief Researcher

7 Pyzhevsky lane, Moscow, 119017

ПисаренкоЮ. А.PisarenkoYu. A.

Юрий Алексеевич Писаренко – доктор геол.-минерал. наук, заведующий отделом стратиграфии и  палеонтологии

413503, Саратов, ул. Московская, д. 70

Yuri A. Pisarenko – Dr. Sci. (Geology and Mineralogy), Head of the Department of Stratigraphy and Paleontology

70 Moskovskaya st., Saratov, 413503

ФоминаВ. В.FominaV. V.

Валерия Владимировна Фомина – младший научный сотрудник

119017, Москва, Пыжёвский переулок, д. 7

Valeria V. Fomina – Junior Researcher

7 Pyzhevsky lane, Moscow, 119017

valery.fomina17@gmail.comИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАНРоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of the Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationГеологический институт РАНРоссияGeological Institute of the Russian Academy of SciencesRussian FederationНижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизикиРоссияNizhne-Volzhsky Research Institute of Geology and GeophysicsRussian Federation202331032024254192202Copyright © Лапковский В.В., Лунёв Б.В., Антипов М.П., Волож Ю.А., Писаренко Ю.А., Фомина В.В., 20242024Лапковский В.В., Лунёв Б.В., Антипов М.П., Волож Ю.А., Писаренко Ю.А., Фомина В.В.Lapkovsky V.V., Lunev B.V., Antipov M.P., Volozh Y.A., Pisarenko Y.A., Fomina V.V.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/20

Для создания трехмерных моделей солянокупольных структур на основе данных детального бурения без привлечения генетических соображений и косвенной информации эффективным является метод потенциальных полей, заключающийся в нахождении по координатам точек пластопересечения аппроксимирующей трехмерной функции, изоуровневые поверхности которой отождествляются со стратиграфическими границами. Для аппроксимации преимущественно применялись трехмерные сплайны, выраженные через функции Грина. Основные трудности связаны с наличием структурных несогласий, для учета которых исходные данные и построенные на их основе модели подвергаются специальным пространственным трансформациям. Чтобы избежать влияния высокоамплитудных соляных куполов на представление геометрии слоев подсолевого комплекса, моделирование последнего выполнялось отдельно от интенсивно деформированных эвапоритов и вышележащих слоев. Апробация метода проведена на одном из участков в Прикаспии. По данным интерпретации каротажа 249 скважин для исследуемой территории построена трехмерная модель, включающая несколько солянокупольных структур и охватывающая стратиграфический интервал от эмсского яруса нижнего девона до четвертичных отложений. Полученные результаты подтвердили наличие куполов с опрокинутыми залеганиями слоев. Подобные структурные формы плохо фиксируются методами 2D- и 3D-сейсморазведки. Предложенный метод может быть применен в геологических исследованиях при поисках и разведке углеводородов в солянокупольных областях.

To create three-dimensional models of arcomorph structures based on detailed data of drilling without involving genetic considerations and indirect information, the potential fields method is effective, which consists of finding an approximating three-dimensional function, the set of isolevel surfaces of which are identified with stratigraphic boundaries, using the coordinates of the formation intersection points. For approximation, mainly three-dimensional splines expressed in terms of Green’s functions were used. The main difficulties are associated with the presence of structural unconformities, to take into account which the initial data, and the models built on their basis, are subjected to special spatial transformations. To avoid the influence of high-amplitude arcomorphs on the geometry of the layers of the pre-salt complex, the modeling of the latter was carried out separately from the intensely deformed evaporates and overlying layers. Assaying of the method was carried out at one of the sites in the Caspian Sea. On the study area, according to the interpretation of logging data from 249 wells, a three-dimensional model was created, including several arcomorph structures, and covering the stratigraphic interval from the Emsian stage of the Lower Devonian to Quaternary deposits. The results confirmed the presence of arcomorphs with overturned beds. Such structural forms are poorly fixed by 2D–3D seismic survey methods. The proposed method can be applied in geological studies in the search and exploration of hydrocarbons in salt dome areas.

соляные диапирытрехмерное численное моделированиетрехмерные сплайнынефтегазоносностьПрикаспийАстраханский сводметод потенциальных полейsalt diapirs3D numerical modeling3D splinesoil and gas potentialPrecaspian regionAstrakhan arcpotential field methodРаботы выполнена в рамках госзаданий ИНГГ СО РАН (проект FWZZ-2022-0009) и ГИН РАН.This work was carried out within the framework of state orders of INGG SB RAS (project FWZZ-2022-0009) and GIN RAS.ReferencesАнтипов М.П., Волож Ю.А. (2012). Особенности строения и нефтегазоносность надсолевого разреза прикаспийской впадины. Нефть и газ, (1), с. 47–71.Antipov M.P., Volozh Yu.A. (2012). Features of the structure and oil and gas content of the post-salt section of the PreCaspian depression. Neft i gaz, 1(67), pp. 47–71. (In Russ.)Василенко В.А. (1983). Сплайны: теория, алгоритмы, программы. Новосибирск: Наука, 214 с.Cherdabaev Zh.M. (2010). Structurally tectonic zoning of subsalt sedimentary complexes of the northeastern side zone of the Caspian depression (based on seismic survey materials). Geofizika, 3, pp. 30–35. (In Russ.)Демьянов В.В., Савельева Е.А. (2010). Геостатистика: теория и практика. М.: Наука, 327 с.Chilès J.P., Aug C., Guillen A., Lees T. (2014). Modelling the Geometry of Geological Units and its Uncertainty in 3D From Structural Data – The Potential-Field Method. Orebody Modelling and Strategic Mine Planning, 14, pp. 329–336.Дюблур О. (2003). Использование геостатистики для включения в геологическую модель сейсмических данных. EAGE, 296 c.Demyanov V.V., Savelyeva E.A. (2010). Geostatistics. Theory and practice. Moscow: Nauka, 327 p. (In Russ.)Лунёв Б.В., Лапковский В.В., Антипов М.П., Волож Ю.А., Постникова И.С. (2023). Влияние строения эвапоритовой формации на формирование структур соляной тектоники и ловушек углеводородов (по результатам численного моделирования галокинеза в Прикаспии). Геодинамика и тектонофизика, 14(2), 0690. https://doi.org/10.5800/GT-2023-14-2-0690Dubrule O. (2003). Geostatistics for Seismic Data Integration in Earth Models. EAGE, 296 p. (In Russ.)Роженко А.И. (2005). Теория и алгоритмы вариационной сплайнаппроксимации. Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 243 c.Lunev B.V., Lapkovsky V.V. (2014). Mechanism of development of inversion folding in the subsalt. Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 50(1), pp. 57–63. https://doi.org/10.1134/S1069351314010066Структурная карта надсолевого комплекса Прикаспийской впадины: 1980 (1981). Масштаб 1:1 000 000. Ред. Л.Ф. Волчегурский, О.С. Турков, А.Е. Шлезингер. Л., 4 л.Lunev B.V., Lapkovsky V.V., Antipov M.Р., Volozh Y.A., Postnikova I.S., (2023). Influence of the Evaporite Formation Structure on Salt Tectonics and Hydrocarbon Traps (by the Results of Numerical Simulation of Halokinesis in the Pre-Caspian). Geodynamics & Tectonophysics, 14(2), 0690. https://doi.org/10.5800/GT-2023-14-2-0690Тимурзиев А.И. (2007). Особенности строения и механизм формирования соляных диапиров Астраханского свода (на примере Еленовской площади). Геофизика, (6), с. 16–29.Rozhenko A.I. (2005). Theory and algorithms of variational spline approximation. Ed. by A.M. Matsokin. Novosibirsk: IVMiMG SB RAS, 240 p. (In Russ.)Чердабаев Ж.М. (2010). Структурно-тектоническое районирование подсолевых осадочных комплексов северо-восточной бортовой зоны Прикаспийской впадины (по материалам сейсморазведки). Геофизика, (3), с. 30–34.Stolz E., Spampinato G., Davidson J. (2019). A statewide 3D geological model for New South Wales. ASEG Extended Abstracts, 2019(1), pp. 1–4. https://doi.org/10.1080/22020586.2019.12073222Chilès J.P., Aug C., Guillen A., Lees T. (2014). Modelling the Geometry of Geological Units and its Uncertainty in 3D From Structural Data – The Potential-Field Method. Orebody Modelling and Strategic Mine Planning, 14, pp. 329–336.Structural map of the suprasalt complex of the Caspian basin (1981). Scale 1:1000000. Ed. Volchegursky L.F., Turkov O.S., Schlesinger A.E. (In Russ.)Lunev B.V., Lapkovsky V.V. (2014). Mechanism of development of inversion folding in the subsalt. Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 50(1), pp. 57–63. https://doi.org/10.1134/S1069351314010066Thornton J., Mariethoz G., Brunner P. (2018). A 3D geological model of a structurally complex Alpine region as a basis for interdisciplinary research. Scientific Data, 5, 180238. https://doi.org/10.1038/sdata.2018.238Stolz E., Spampinato G., Davidson J. (2019). A statewide 3D geologicalmodel for New South Wales. ASEG Extended Abstracts, 2019(1), pp. 1–4. https://doi.org/10.1080/22020586.2019.12073222Timurziev A.I. (2007). Features of the structure and mechanism of formation of salt diapirs of the Astrakhan arch. Geofizika, 6, pp. 16–29.Thornton J., Mariethoz G., Brunner P. (2018). A 3D geological model of a structurally complex Alpine region as a basis for interdisciplinary research. Scientific Data, 5, 180238. https://doi.org/10.1038/sdata.2018.238Vasilenko V.A. (1983). Splines: theory, algorithms, programs. Novosibirsk: Nauka, 214 p. (In Russ.)Wellmann F., Caumon G. (2018). 3-D Structural geological models: Concepts, methods, and uncertainties. Cedric Schmelzbach. Advances in Geophysics, 59, pp. 1–121. https://doi.org/10.1016/bs.agph.2018.09.001Wellmann F., Caumon G. (2018). 3-D Structural geological models: Concepts, methods, and uncertainties. Cedric Schmelzbach. Advances in Geophysics, 59, pp. 1–121. https://doi.org/10.1016/bs.agph.2018.09.001

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