Геологическое моделирование является важным этапом в формировании знаний о строении подповерхностного пространства. Мировая практика последних десятилетий показала,
что массовое внедрение технологий построения цифровых геологических моделей является кардинальным решением проблемы качественного, глубокого и достоверного изучения месторождений полезных ископаемых. Прежде всего это касается месторождений нефти
и газа [1, 3].
Являясь сравнительно новым научным направлением, технология построения цифровых геологических моделей бурно развилась в самостоятельную отрасль программного обеспечения. Произошел рост от научно-исследовательских разработок небольших коллективов до интегрированных программных комплексов таких ведущих игроков нефтегазовой отрасли, как Schlumberger, Roxar (Emerson), Paradigm и др. Современные программные комплексы представляют собой решения, включающие полную линейку приложений, используемых на этапах поиска, разведки и разработки месторождений углеводородов.

В процессе геологического моделирования могут быть задействованы результаты интерпретации данных сейсморазведки в виде структурных карт и прогнозных кубов параметров пласта. Также могут использоваться данные предыдущих этапов моделирования объекта, данные, полученные
в процессе эксплуатации месторождения, а также данные гидродинамического моделирования. Комплексное использование данных геологического моделирования совместно с данными предыдущих исследований позволяет точнее выделить перспективные зоны для поиска новых скоплений залежей нефтей и природных битумов; в частности, выявить мелкие локальные положительные структуры как потенциальные ловушки для углеводородов.
В рамках данной работы изучены строение поверхности природного резервуара сакмарского яруса в пределах западного борта Южно-Татарского свода и восточного борта Мелекесской впадины; а также литология и текстурные особенности карбонатных пород-коллекторов сакмарских отложений в пределах изучаемой территории.

Стратиграфически сакмарский ярус включает тастубский и стерлитамакский горизонты. Отложения сакмарского яруса нижнего отдела пермской системы широко распространены, толщина пород яруса на изучаемой территории составляет порядка 30 м. Подошва яруса определена по смене морских окремнелых карбонатных пород ассельского яруса на лагунно-морские карбонатные и сульфатно-карбонатные отложения сакмарского яруса. Кровля яруса почти повсеместно размыта и глубоко закарстована. Нижняя часть разреза яруса с преобладанием сульфатных пород относится к тастубскому горизонту, верхняя — с преобладанием карбонатных пород — к стерлитамакскому. Отложения стерлитамакского горизонта залегают на отложениях тастубского горизонта согласно и на большей части изучаемой территории выклиниваются в западном направлении.

Стерлитамакский горизонт (P₁st) сложен известняками пелитоморфными, прослоями оолитовыми, органогенными, слоистыми, переслаивающимися с доломитами, ангидритами и гипсами, наблюдаются редкие прослои известняков глинистых, зеленовато-серых глин и мергелей. Мощность горизонта от 5 до 40 м [2].

Коллективом авторов рассмотрены карты кровли сакмарского яруса, построенные в 70-х гг. ХХ в. учеными-геологами Татарстана; а также геолого-геофизический материал по 656 скважинам в пределах разведочных площадей восточного борта Мелекесской впадины (МВ) и западного склона Южно-Татарского свода (ЮТС) (рис. 1). (По согласованию с недопользователем номера скважин и разведочные площади не разглашаются.)

Из общего числа рассмотренных скважин 183 пробурены с отбором кернового материала из отложений стерлитамакского горизонта сакмарского яруса; описание керна этих скважин послужило для построения карты смены литотипов сакмарских известняков (рис. 2).

Структура базы данных по скважинам с отобранным керновым материалом включала следующие поля: № скважины, площадь структурного бурения, условные географические координаты (широта — х, долгота — у), абс. отметка кровли сакмарских отложений, толщина сакмарских отложений, литологическое описание пород (табл. 1).

Характер битумопроявлений во всех изученных скважинах от слабых (порода по трещинам, порам и пятнами пропитана битумом) и средних (порода неравномерно интенсивно или слабо сплошь пропитана битумом), реже до сильных (порода сплошь интенсивно пропитана битумом), мощность учитываемых битумонасыщенных пластов по описанию керна составляла от 1 м и более.
По данным таблицы 1 построена карта смены литотипов сакмарских отложений восточного борта МВ и западного борта ЮТС с выделением литологических зон (рис. 2). В каждом из структурных элементов зоны выделены по смене литологических особенностей пород, а также структурно-текстурных особенностей (трещиноватость, кавернозность, брекчированность и т.д.).

Как видно из литологической карты, район западного склона представлен по большей части доломитами кавернозными, трещиноватыми и брекчированными (в северной части тектонического элемента). Районы литологических зон 2, 3 построены с наибольшей достоверностью ввиду наличия кернового материала в большинстве скважин, пробуренных в пределах этого района. Район литологической зоны 1 построен условно по небольшому количеству скважин, вскрывших лишь кровельную часть стерлитамакского горизонта. Толщины сакмарского яруса в районе литологических зон 2–3 варьируют от 31 м в южной части западного склона ЮТС до 70 м в центральном районе. Сакмарские отложения в изучаемом районе в той или иной степени размыты, и по анализу распределения толщин можно судить, что интенсивность размыва сакмара в южной части западного склона была более значительной, чем в центральной.

Данный район представлен преимущественно карбонатно-сульфатными породами (в частности, загипсованными доломитами и трещиноватыми известняками). Максимальная концентрация скважин с отбором керна из отложений сакмара локализована в прикраевой зоне в восточной части борта Мелекесской впадины, ближе к границе с ЮТС; следовательно, этот участок литологической карты отстроен с максимальной достоверностью. Толщины сакмарских отложений в пределах этих площадей варьируют от 13 до 55 м ввиду неравномерного размыва кровельной части сакмарского яруса.
Вышеописанные литологические и структурно-текстурные особенности позволяют авторам оценить сакмарские отложения в пределах изучаемого района как потенциальный коллектор для сверхвязких нефтей и природных битумов. Вышележащие отложения уфимского яруса представлены двумя формациями: песчаная в кровельной части; песчано-глинистая с прослоями сульфатов в центральной и подошвенной части уфимского яруса. Нижележащая пачка может послужить породой-покрышкой для сакмарского природного резервуара.

На основе рассмотренного геолого-геофизического материала всех структурных скважин коллективом авторов построена модель кровли сакмарского яруса (рис. 3). Для большей детальности построения карты в изучаемых районах также учитывались структурные построения поверхности сакмара предыдущих лет, которые были переведены в цифровой вид с привязкой по координатам и сопоставлены с вновь построенной моделью.

При рассмотрении прикраевых зон восточной части Мелекесской впадины (на границе с ЮТС) и юго-восточной части западного склона ЮТС прослеживаются локальные поднятия по кровле сакмарского яруса, имеющие субмеридиональное простирание. Поднятия характеризуются брахиморфной структурой, размеры изменяются от 1,5×3 км до 2×3,5 км.
На основании вышесказанного можно в той или иной степени судить, что есть определенная вероятность открытия новых мелких (или мельчайших) месторождений битумов при детальных геологоразведочных работах с последующей постановкой запасов на госбаланс.