Размытое литолого-стратиграфическое районирование
Гришкевич В.Ф., Пономарёва Е.А. (НАЦ РН ХМАО)
Как известно, решения Межведомственных стратиграфических совещаний оформляются в виде унифицированных схем (1). Неотъемлемым элементом таких унифицированных схем являются карты литолого-стратиграфического районирования территории. При этом предполагается, что территориально действие основных таксонов местных стратиграфических шкал: комплексов, серий и свит – описывается некоторым районированием. Для свит “Стратиграфический кодекс СССР”(2) регламентирует: “В своем горизонтальном распространении она (свита) ограничена районами с одинаковой или сходной историей формирования пород… Свита должна иметь стратотип, который является эталоном ее фациально-литологических особенностей и стратиграфического объема, а также присущих ей фаунистических и флористических ассоциаций…”
Дальнейшая практика использования показывает, что такое определение свит не всегда достаточно. Чем дальше от стратотипа, тем чаще одни и те же участки разреза различными авторами именуются по-разному. Границы распространения свиты, зафиксированные схемой районирования, размываются — иногда стихийно корректируются, иногда просто игнорируются.
Мы проанализировали на площади частотность употребления наименований всех свит юрского, мелового и палеогенового возрастов в центральной части Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Работа выполнялась с использованием автоматизированного каталога литолого-стратиграфических разбивок разрезов скважин (более 14 тысяч поисково-разведочных скважин). В базе данных каталог разбивок построен как таблица глубин залегания кровли стратиграфических подразделений. Для кодирования границ в каталоге использованы их имена. Между собой имена синхронизированы с использованием условных абсолютных возрастов по шкале Г.П.Мясниковой и В.И.Шпильмана [3]. Пример синхронизации свит представлен в табл.1, первый столбец которой — условные абсолютные возрасты; следующие столбцы — перечни свит конкретных нефтегазоносных районов. Кровли свит, входящих в одну строчку, имеют один возраст. Нетрудно проверить, что таблица составлена в строгом соответствии с унифицированной схемой.
Таблица 1. Пример синхронизации кровли свит по условным абсолютным возрастам.
Для изучения соотношения свит на произвольном возрастном срезе во всех скважинах, вскрывших эту возрастную границу, по каталогу определяется имя вскрытой свиты, учитывается присутствие отбивки не только кровли свиты, но и ее подсвит. Пример «облака» точек классификации скважин, вскрывших кровлю отложений кимериджа, приведен на рис.1. Для построения карты частот употребления имени конкретной свиты мы используем возрастной срез ее кровли. При этом в скользящем статистическом окне (50 км на 50 км) подсчитывается число скважин, в которых возрастной срез поименован данной свитой (S), и общее число скважин, где этот возрастной срез имеет имя какой-либо свиты, не только данной, но и любой другой (N). Относительная частота использования имени свиты (p=S/N) приписывается геометрическому центру статистического окна. При попадании в статистическое окно менее 5 поименованных скважин мы отказываемся от оценки относительной частоты. Оцененные таким образом относительные частоты картируются, и изолинии частот наносятся на карту. При этом и точки (поименованные скважины) и соответствующие изолинии частот имеют один цвет (рис.1).
Рис.1. Карта частот поименования свит в скважинах по кровле кимериджских отложений центральной части Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Условные обозначения: 1,2,3,4 — скважины, поименованные абалакской (1), васюганской (2), даниловской (3) и сиговской (4) свитами; 5,6,7,8 — изолинии частот употребления имен абалакской (5), васюганской (6), даниловской (7) и сиговской (8) свит.
Анализ карты показывает, что «облака» точек и поведение изолиний хорошо согласуются между собой. С содержательной стороны, площадное соотношение использования имен свит на данном возрастном срезе различно. Свиты с большой площадью распространения (васюганская — синий цвет и абалакская – красный) более привычны для геологов и используются чаще, чем полагается. Наблюдается их «экспансия» на территории свит с малой площадью распространения. Скважины, поименованные сиговской (сиреневый цвет) и даниловской свитами (салатный цвет) оказываются как бы вкрапленными в «облака» точек соседствующих абалакской и васюганской свит. По нашему мнению, это явно свидетельствует об отсутствии четких критериев разграничения этих свит.
Из-за естественной изменчивости свойств горных пород неоднозначность употребления имен свит при описании разрезов конкретных скважин неизбежна. Площадные границы разумного использования имени свиты неизбежно размыты. Предлагаемый метод позволяет подвергнуть эту неоднозначность визуальному контролю, что может быть полезно при подготовке решений Межведомственных стратиграфических совещаний и комиссий.
Так, например, если в повседневной практике поле распространения имени какой-либо свиты полностью поглощается «облаком» точек другой свиты, то правомерен вопрос об обоснованности и необходимости ее выделения. Может быть, надо применить принцип Аккама, отсекающий лишние сущности, и отнести подобную свиту в разряд устаревших, умерших или мертворожденных. Но меч принципа Аккама нельзя применять вслепую. В этом ключе нам представляется полезным при подготовке Межведомственных стратиграфических совещаний строить комплекты карт частотности употребления имен свит и других синхронизированных таксонов местных стратиграфических шкал.
Нам также представляется разумным использование подобных карт при литолого-стратиграфическом районировании. Естественными границами в таком районировании могли бы стать изолинии 50% относительных частот употребления имен свит, выявленных при совместном анализе каталогов посвитных разбивок скважин, выполненных в организациях – участника Межведомственных стратиграфических совещаний и комиссий. Представленная нами карта отображает практику применения имен свит тюменской школой (ЗапСибНИГНИ, НАЦ РН ХМАО). Для принятия коллегиальных решений подобная искусственная монополия вряд ли уместна. Вероятностный подход, по нашему мнению, мог бы быть полезен и для перехода от жесткого к размытому литолого-стратиграфическому районированию. Разумно показывать на схемах районирования зоны исключительного применения имен свит при описании отложений (например, внутри 90% изолинии карты частот), оставляя остальную территорию для переходных зон (рис.2).
Рис.2. Карта-схема посвитного районирования кровли кимериджских отложений центральной части Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Условные обозначения: 1 — зона надежного распространения абалакской свиты, 2 — зона надежного распространения васюганской свиты, а также см.рис.1.
Подобные карты, утвержденные Межведомственным стратиграфическим совещанием, могли бы использоваться в автоматизированных каталогах для логического контроля вводимой информации и корректного отбора обучающих выборок для программ распознавания образов (свит).
Данная публикация появилась благодаря неоднократным плодотворным обсуждениям с коллегами: В.М.Яковлевым, В.А.Волковым и А.Н.Сидоровым. Авторы выражают им свою искреннюю признательность.
ЛИТЕРАТУРА
- Региональные стратиграфические схемы мезозойских отложений Западно-Сибирской равнины. Тюмень.- 1991.
- Стратиграфический кодекс СССР.- Л.- 1977.- 80 с.
- Территория деятельности предприятия «Хантымансийскнефтегазгеология». //Под редакцией А.М.Брехунцова, В.И.Шпильмана. -Тюмень — Ханты-Мансийск. – 1992.- 96 с.