Построение карт гидрогеохимических показателей с учетом строения вмещающих отложений

Карты в изолиниях или сеточные модели – распространенный инструмент, применяющийся для визуализации и анализа поля гидрогеохимических показателей подземных вод. Результаты картирования во многом зависят от методов построения и от плотности фактических данных, которая, в частности в Западно-Сибирском мегабассейне, является относительно невысокой и неравномерной по площади. Повышение качества картирования в зонах, слабоизученных прямыми опробованиями, как правило, достигается за счет использования косвенной информации о пространственном распределении моделируемого параметра.

Исходя из предположения о том, что структурные формы горизонтов, в частности толщины комплексов, в локальном масштабе контролируют конфигурацию полей некоторых гидрогеохимических показателей, в качестве косвенной информации были использованы детальные региональные карты общих толщин комплексов. С помощью вариационно-сеточного метода картирования были построены карты минерализации подземных вод для отложений юрского и неокомского комплексов по территории Западной Сибири. Связь величины минерализации с толщинами комплексов задавалась в виде условия коллинеарности векторов градиентов этих полей.

Показано, что такой подход помогает избежать появления на картах артефактов, характерных для стандартных способов сглаживания и затрудняющих содержательный анализ результатов построения, обеспечивает более высокую детальность результатов картирования пространственных закономерностей изменения гидрогеохимических показателей, и степень их согласованности с геологическими условиями отложений.

1. Андреева Е.Е. (2017). Эколого-геофизический мониторинг и гидрогеохимия подземных вод территорий нефтеразработок. Экспозиция Нефть Газ, 58 (5), c. 21–25.

2. Поликарпочки В.В., Удодов П.А. (1982) Гидрогеохимические методы поисков рудных месторождений. Новосибирск, Наука, 1982, с. 201.

3. Ицкович М.В., Плавник А.Г. (2018). Метод построения согласованной квазитрехмерной модели изменения гидрогеохимических условий глубоких горизонтов. Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, № 2, c. 23–31.

4. Киреева Т.А. (2025). Нефтегазопромысловая гидрогеохимия: учебное пособие. М., Директ-Медиа, 288 с.

5. Кирюхин В.А., Коротков А.И., Шварцев С.Л. (1993). Гидрогеохимия. М., Недра, 383 с.

6. Кокорина И.П., Мартынов Г.П., Кацко С.Ю., Карасюк М.А. (2023). Применение методов пространственного анализа для определения средней минерализации подземных вод Курганской области. Вестник СГУГиТ, т. 28 (5), c. 67–79.

7. Конторович А.Э., Костырева Е.А., Меленевский В.Н., Москвин В.И., Фомин А.Н. (2009). Геохимические критерии нефтегазоносности мезозойских отложений юго-востока Западной Сибири (по результатам бурения скважин восток-1, 3, 4). Геология нефти и газа. Т. 1. 4–12 с.

8. Крайнов С.Р., Швец В.М. (1992). Гидрогеохимия. М., Недра, 463 с.

9. Курчиков А.Р., Плавник А.Г., Ицкович М.В. (2017). Микрокомпонентный состав подземных вод сопредельных Колтогорско-Толькинской шовной зоне районов. Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. № 12, c. 20–27.

10. Курчиков А.Р., Плавник А.Г., Ицкович М.В. (2017) Содержание макрокомпонентов в подземных водах сопредельных Колтогорско-Толькинской шовной зоне районов. Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, № 11, c. 36–44.

11. Курчиков А.Р., Плавник А.Г., Ицкович М.В. (2020). Сопоставление гидрогеохимических и геодинамических условий глубоких горизонтов центральной части Западно-Сибирского мегабассейна. Водные Ресурсы. т. 47 (3), c. 312–321.

12. Курчиков А.Р., Плавник А.Г. (2009). Кластеризация гидрогеохимических данных в задачах оценки прогнозных ресурсов углеводородов нефтегазоносных комплексов Западной Сибири. Геология и геофизика. т. 50 (11), c. 1218–1226.

13. Матусевич В.М., Рыльков А.В., Ушатинский И.Н., Семенова Т.В. (2005). Микроэлементы подземных вод в решении фундаментальных геологических проблем Западно-Сибирского мегабассейна. Известия ВУЗов. Нефть и газ. № 1, c. 5–15.

14. Новиков Д.А., Вакуленко Л.Г., Ян П.А. (2019). Особенности латеральной гидрогеохимической и аутигенно-минералогической зональности оксфордского регионального резервуара Надым-Тазовского междуречья. Геология И Геофизика. т. 60 (6), c. 843–859.

15. Новиков Д.А., Черных А.В., Садыкова Я.В., Дульцев Ф.Ф., Хилько В.А., Юрчик И.И. (2019). Эволюция гидрогеохимического поля северных и арктических районов Западно-Сибирского осадочного бассейна в мезозое. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. т. 330 (10), c. 165–180.

16. Остроух О.А. (2013). Использование ГИС-технологий в процессе обработки гидрогеологической информации. Мониторинг, наука и технология. т. 16 (3), c. 30–36.

17. Плавник А.Г., Сидоров А.Н., Сидоров А.А., Торопов Э.С. (2021). Геокартирование на основе сплайн-аппроксимационного подхода. Тюмень, ТИУ. 189 с.

18. Посохов Е.В. (1975). Общая гидрогеохимия. Л., Недра. 208 с.

19. Самарина В.С. (1977). Гидрогеохимия. Л., Изд-во Ленингр. ун-та. 361 с.

20. Сенников Н.В., Фомин А.Н., Данилова В.П., Иванова Е.Н., Конторович А.Э., Костырева Е.А. (2005). Геохимические критерии перспектив нефтегазоносности мезозойских, палеозойских и вендских отложений степного Алтая и его горного обрамления. Геология и геофизика. т. 46 (6), c. 652–666.

21. Сидоров А.А. (2021). О формировании цифровой постоянно действующей структурной модели осадочного чехла Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Геология И Геофизика. т. 63 (8), c. 41–50.

22. Сидоров А.Н., Плавник А.Г., Сидоров А.А., Шутов М.С., Степанов А.В., Пономарева М.А. (2005). Свидетельство о регистрации программы GST. Реестр программ для ЭВМ Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. № 2005612939.

23. Ставицкий Б.П., Курчиков А.Р., Конторович А.Э., Плавник А.Г. (2006). Вертикальная и латеральная гидрохимическая зональность, типизация подземных вод Западно-Сибирского бассейна. Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. № 5–6, c. 58–84.

24. Ставицкий Б.П., Курчиков А.Р., Конторович А.Э., Плавник А.Г. (2004). Гидрохимическая зональность юрских и меловых отложений Западно-Сибирского бассейна. Геология и геофизика. т. 45 (7), c. 826–832.

25. Хоробрых Д.Л., Пикулевич И.А., Пенягин П.В., Каримова Н.А. (2003). Гидрогеохимическая характеристика неокомского клиноформного комплекса севера Западной Сибири. Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. № 4–5, c. 61–66.

26. Шварцев С.Л. (1978). Гидрогеохимия зоны гипергенеза. М., Недра. 287 с.

27. Шварцев С.Л., Новиков Д.А. (2004). Природа вертикальной гидрогеохимической зональности нефтегазоносных отложений (на примере Надым-Тазовского междуречья, Западная Сибирь). Геология и геофизика. т. 45 (8), c. 1008–1020.

28. Шварцев С.Л., Пиннекер Е.В., Перельман А.И., Кононов В.И., Назаров А.Д., Рассказов Н.М., Удодов П.А., Швец В.М. (1982). Основы гидрогеологии. Гидрогеохимия. Новосибирск, Наука. 289 с.

29. Boisvert J.B., Deutsch C.V. (2011). Programs for kriging and sequential Gaussian simulation with locally varying anisotropy using non-Euclidean distances. Computers & Geosciences. v. 37 (4), p. 495–510.

30. Boisvert J.B., Manchuk J.G., Deutsch C.V. (2009). Kriging in the Presence of Locally Varying Anisotropy Using Non-Euclidean Distances. Mathematical Geosciences. v. 41 (5), p. 585–601.

31. Dragon K., Gorski J. (2014). Identification of groundwater chemistry origins in a regional aquifer system (Wielkopolska region, Poland). Environmental Earth Sciences. v. 73 (5), p. 2153–2167.

32. Kurchikov A.R., Plavnik A.G. (2009). Clustering of groundwater chemistry data with implications for reservoir appraisal in West Siberia. Russian Geology and Geophysics. v. 50 (11), p. 943–949.

33. Kurchikov A.R., Plavnik A.G., Itskovich M.V. (2020). Comparison of Hydrogeochemical and Geodynamic Conditions in Deep Horizons in the Central West-Siberian Megabasin. Water Resources. v. 47 (3), p. 468–477.

34. Kurchikov A.R., Plavnik A.G., Itskovich M.V. (2019). Quasi-three-dimensional modelling of the Jurassic-Cretaceous sediments hydrogeochemical conditions in the central part of the West Siberian megabasin. Applied Geochemistry. v. 110 (November), p. 104433.

35. Montcoudiol N., Molson J., Lemieux J.-M. (2015). Groundwater geochemistry of the Outaouais Region (Québec, Canada): a regional-scale study. Hydrogeology Journal. v. 23 (2), p. 377–396.

36. Narvaez-Montoya C., Bonilla M.R., Goldscheider N., Mahlknecht J. (2025). Groundwater salinization patterns in the Yucatan Peninsula reveal contamination and vulnerability of the karst aquifer Check for updates. Communications earth & environment Article A Nature Portfolio journal Communications Earth & Environment. v. 6, p. 1234567890.

37. Odeh T., Salameh E., Schirmer M., Strauch G. (2009). Structural control of groundwater flow regimes and groundwater chemistry along the lower reaches of the Zerka River, West Jordan, using remote sensing, GIS, and field methods. Environmental Geology. v. 58 (8), p. 1797–1810.

38. Plavnik A.G. (2010). Generalized spline-approximation problem formulation for spatial data modeling in geosciences. Russian Geology and Geophysics. v. 51 (7), p. 801–807.

39. Plavnik A.G., Sidorov A.N. (2018). Mapping the Properties of Geological Objects with Allowance for Anisotropy Based on the Simulation of the Deformation Transformation. Mathematical Models and Computer Simulations. v. 10 (5), p. 629–638.

40. Pyrcz M.J., Deutsch C.V. (2014). Geostatistical reservoir modelling. NewYork, Oxford University Press. 449 p.

41. Raiber M., White P.A., Daughney C.J., Tschritter C., Davidson P., Bainbridge S.E. (2012). Three-dimensional geological modelling and multivariate statistical analysis of water chemistry data to analyse and visualise aquifer structure and groundwater composition in the Wairau Plain, Marlborough District, New Zealand. Journal of Hydrology. v. 436–437, p. 13–34.