曲流河砂體三維構(gòu)型地質(zhì)建模及數(shù)值模擬

油田進入高含水期后,由于砂體內(nèi)部泥巖夾層的存在導致以河道砂體為主的儲層依然有一定未動用的可動油。綜合應用地質(zhì)、測井和生產(chǎn)動態(tài)等資料,結(jié)合剖面分析、水動力條件等研究,應用recon軟件和petrol軟件實現(xiàn)了大慶油田北三區(qū)西部砂體內(nèi)部側(cè)積夾層的三維數(shù)字化表征,建立了曲流河砂體傾斜狀泥巖夾層的三維地質(zhì)模型,并最終實現(xiàn)了對曲流河點壩側(cè)積夾層的半定量描述,進一步深化了對喇薩杏油田儲層非均質(zhì)性的認識程度,對以后該類儲層挖潛具有一定的指導意義。

針對建立復雜三維地質(zhì)模型難度大、效率低及與數(shù)值計算聯(lián)合分析困難的現(xiàn)狀,文章通過研究和分析各類三維建模與數(shù)值分析軟件,提出了采用gocad、surfer、catia、ansys、flac3d、midas等軟件協(xié)同操作的有效方法,實現(xiàn)軟件間模型格式的互導與真三維數(shù)值模擬計算分析,并總結(jié)出其關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實例,介紹了三維建模與數(shù)值模擬軟件協(xié)同分析的具體操作方法。

激光掃描測繪技術(shù)作為新技術(shù)的一種被廣泛應用于多個領(lǐng)域之中,它能夠通過目標對象表面的三維坐標得到完整全面的外觀,且重建精度較高,通過對原始數(shù)據(jù)的快速訪問構(gòu)建出三維數(shù)據(jù)的采集模型.本文將對三維激光掃面技術(shù)在巖土工程中的應用以及自動建模方法進行分析.

地質(zhì)問題本身的復雜性,使得三維地質(zhì)建模成為制約巖土工程數(shù)值模擬發(fā)展的障礙之一。充分利用工程地質(zhì)勘察的基本資料,根據(jù)所研究地質(zhì)對象的空間形態(tài)和相互關(guān)系,以autocad為平臺,借助autolisp二次開發(fā)技術(shù),進行autocad三維地質(zhì)模型的構(gòu)建。探討了建模過程中關(guān)于地表、地層以及軟弱帶等模擬的方法以及奇異單元的優(yōu)化處理技術(shù)。最后,將此建模方法應用到實際工程中。結(jié)果表明,所建立的模型基本上保存了原地質(zhì)體的信息,在網(wǎng)格規(guī)模一定時充分利用了地質(zhì)體的控制信息,避免了建模過程中不必要的簡化所造成的失真。

三維地質(zhì)建模與可視化是數(shù)字礦山的一項關(guān)鍵技術(shù),對礦山生產(chǎn)、地學分析和資源評估具有重要的意義。以鉆孔信息和地質(zhì)剖面圖為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),提出了基于剖面的三維地質(zhì)建模流程,建立了地質(zhì)體的面模型及其相應的地質(zhì)塊段體模型,最終實現(xiàn)了“剖面-tin-塊段”(section-tin-block)面體混合構(gòu)模和科學計算可視化。對建模涉及的關(guān)鍵算法進行了研究:提出“切開-縫合”法解決了形狀和頂點數(shù)目差異較大的相鄰剖面輪廓線重構(gòu)三維形體問題;研究了含島嶼多邊形的三角剖分算法,解決了含有夾石或孔洞的復雜地質(zhì)體構(gòu)模問題。

a地區(qū)b組地層河道縱橫疊置,儲層橫向變化快,砂體縱向分布薄,預測存在一定困難。本次研究是在儲層精細標定的基礎(chǔ)上,運用正演模擬、地震剖面追蹤、地震屬性分析等手段開展砂體預測,并結(jié)合曲流河儲層沉積模式,成功描述了本區(qū)河道發(fā)育特征,揭示出多個潛力目標區(qū)。據(jù)此部署方案井位,實施后儲層鉆遇率高,從而證明該套技術(shù)在本區(qū)是可行的,能夠提高儲層預測精度。

針對當前石油開采中前期地質(zhì)分析的重要性,對地質(zhì)分析中的三維地質(zhì)建模技術(shù)進行詳細的分析,包括在油藏描述、地質(zhì)建模、信息交流、儲量計算等方面的應用,從而為三維地質(zhì)建模技術(shù)的深入推廣提供參考。

傳統(tǒng)地質(zhì)圖件是以二維形式表達的,人們只能通過想象力構(gòu)建深部地質(zhì)模型。受地質(zhì)知識水平差異、地質(zhì)復雜程度的影響,讀者難以在腦海中構(gòu)建準確的地質(zhì)模型。每個人腦海中的模型差異較大,教師要準確、完整地向?qū)W生表述自己腦海中的地質(zhì)模型較為困難。三維地質(zhì)模型具有強大的三維可視化功能,能夠確切表達地質(zhì)體的三維空間展布及各地質(zhì)體之間的接觸關(guān)系。三維地質(zhì)模型在地質(zhì)教學中的廣泛運用不僅可以加強學生對知識點的理解程度,還可以提高學生對課堂的興趣,提高教學質(zhì)量。將三維地質(zhì)建模技術(shù)引入?yún)^(qū)域地質(zhì)調(diào)查實習中,可以增強學生的動手能力,讓學生在校期間內(nèi)就掌握最先進的三維建模技術(shù),為將來從事地質(zhì)工作打下良好基礎(chǔ)。

由于深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復雜性、地質(zhì)信息的不確定性,使得三維地質(zhì)模型一直存在可信度問題。通過多元數(shù)據(jù)的綜合分析、對比、相互約束,能夠較為準確的控制深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)與隱伏地質(zhì)體,進而提升地質(zhì)模型可信度。該方法在銅陵礦集區(qū)建模工作中取得較好效果。

隨著淺地表礦床發(fā)現(xiàn)的難度增大,資源勘查深度增加,三維建模技術(shù)在深部找礦中作用更加突出。三維地質(zhì)模型的精確程度直接決定了對地質(zhì)背景及成礦條件的認知程度,為此提出了一套基于航磁資料處理與三維可視化相結(jié)合的三維地質(zhì)建模技術(shù)。對研究區(qū)選取適當剖面進行二維反演,獲得各剖面地質(zhì)模型。通過剖面相連法構(gòu)建各地質(zhì)單元的三維地質(zhì)模型后,引入起伏地形三維塊體磁場正演技術(shù),對構(gòu)建的三維初始模型正演計算,從而獲取全區(qū)三維地質(zhì)模型及各地質(zhì)單元的航磁異常理論響應。與實測結(jié)果對比分析后,合理添加地質(zhì)約束條件,重新修正模型,使得構(gòu)建的模型最大程度接近實際情況,這樣模型既能很好地反映地質(zhì)信息,又能滿足觀測場與理論場的擬合誤差最小,最大限度發(fā)揮地質(zhì)學家的經(jīng)驗和對區(qū)域地質(zhì)的理解。利用主塊體和次級塊體思想對地質(zhì)體進行剖分建模,在保證模型精度的同時,減少總的模型塊體個數(shù),大幅提高模型正演運算速度,有效解決三維反演建模方法在建模過程中對模型復雜度和規(guī)模的限制,可方便構(gòu)建形態(tài)復雜、不同規(guī)模的三維地質(zhì)模型。并將該方法應用于湖北大冶鐵礦區(qū),構(gòu)建大冶鐵礦研究區(qū)三維地質(zhì)模型,驗證了該方法的可行性及合理性。

將三維地質(zhì)建模技術(shù)用于地質(zhì)分析,提出一種基于tin的建模方法。采用帶斷層約束的三角剖分算法,實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)delaunay三角剖分,建立地質(zhì)層面模型,以地層和斷層為約束,根據(jù)層序地層學原理,按層序網(wǎng)格表征方式細分地層,建立層序模型,并在結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,使用距離加權(quán)反比法估算網(wǎng)格結(jié)點的屬性,建立地質(zhì)體屬性模型。

隨著三維可視化技術(shù)的發(fā)展，三維仿真中地質(zhì)建模技術(shù)越來越受到重視，本文闡述了catia軟件在水利工程建立地質(zhì)模型的應用過程，詳細介紹了此軟件在建立地質(zhì)模型時的操作步驟、流程、相關(guān)命令功能和技巧。主要通過visualbasic語言編程和catia軟件的逆向工程模塊，首先利用visualbasic語言編程提取地形圖信息，將點云數(shù)據(jù)信息導入catia，使用dse、qsr、partdesign等工作臺建立工程區(qū)的三維地質(zhì)模型。發(fā)現(xiàn)catia軟件能夠快速、簡捷地建立地質(zhì)模型，而且直觀、真實地反映出地形、地貌特征。因此將這種成熟的地質(zhì)建模技術(shù)引入水電行業(yè)是可行的，并將具有廣闊的前景。

根據(jù)本礦山現(xiàn)有的地質(zhì)勘探資料,通過三維礦業(yè)軟件3dmine建立相關(guān)圖形文件和地質(zhì)數(shù)據(jù)庫,從而創(chuàng)建礦山的地形dtm表面、礦體和塊體模型等實體模型。利用地質(zhì)統(tǒng)計分析和塊體估值等實現(xiàn)真實直觀的三維可視效果、方便日后生產(chǎn)計劃的編制等,顯著提高礦山的經(jīng)濟效益。

當今礦業(yè)領(lǐng)域開始不斷向著數(shù)字化、可視化的方向發(fā)展,“數(shù)字礦山”已成為礦山采礦行業(yè)未來發(fā)展的主要趨勢.該文在基于某地區(qū)金礦的勘查數(shù)據(jù),介紹了surpac三維數(shù)學建模軟件的主要功能,模塊和在地學領(lǐng)域中的應用,并綜合論證該軟件未來的發(fā)展優(yōu)勢和前景.

根據(jù)本礦山現(xiàn)有的地質(zhì)勘探資料,通過三維礦業(yè)軟件3dmine建立相關(guān)圖形文件和地質(zhì)數(shù)據(jù)庫,從而創(chuàng)建礦山的地形dtm表面、礦體和塊體模型等實體模型。利用地質(zhì)統(tǒng)計分析和塊體估值等實現(xiàn)真實直觀的三維可視效果、方便日后生產(chǎn)計劃的編制等,顯著提高礦山的經(jīng)濟效益。

在分析三維地質(zhì)體建模特點的前提下,利用計算機圖形學相關(guān)知識,提出了一種利用二維剖面構(gòu)建三維塊狀地質(zhì)模型的方法.該方法以用戶編輯的二維地質(zhì)剖面為輸入,尋找地質(zhì)塊體的拓撲關(guān)系,自動構(gòu)建以地質(zhì)塊體為單元的塊狀三維地質(zhì)模型,且能夠讓用戶充分利用已有資料進行交互式建模.應用實例表明該方法簡單有效,具有較強的實用性.

不規(guī)則三角網(wǎng)(tin),廣義三棱柱(gtp)和四面體(ten)是廣泛應用于鉆井三維地質(zhì)建模的數(shù)據(jù)模型。本文重點研究tin-gtp-ten混合建模方法,通過引入vtk作為可視化工具,利用vtk類庫中的相關(guān)建模函數(shù)以及其自身數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以點索引號集合來表達任意幾何體的特點,對基于鉆井數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)三維地質(zhì)建模過程作了一些改進。例如,通過在tin構(gòu)造方法上添加頂點排序步驟,使tin拓撲信息更加豐富。簡化了gtp模型結(jié)構(gòu),使原來的6組拓撲關(guān)系只保留兩組,分別為修正的tin-gtp和gtp-頂點,其中修正的tin-gtp拓撲關(guān)系能實現(xiàn)gtp快速剖分為四面體,用于模型顯示和空間操作分析。此外,利用vtk提供的蝶形細分方法來得到更加精細的模型體。實驗表明,本文得到的tin-gtp-ten混合模型可以很好地完成整個模型系統(tǒng),也能實現(xiàn)線,面及體的快速查詢,模型數(shù)據(jù)的維護和更新也更為簡便。

隨著淺地表礦床發(fā)現(xiàn)的難度增大，資源勘查深度增加，三維建模技術(shù)在深部找礦中作用更加突出。三維地質(zhì)模型的精確程度直接決定了對地質(zhì)背景及成礦條件的認知程度，為此提出了一套基于航磁資料處理與三維可視化相結(jié)合的三維地質(zhì)建模技術(shù)。對研究區(qū)選取適當剖面進行二維反演，獲得各剖面地質(zhì)模型。通過剖面相連法構(gòu)建各地質(zhì)單元的三維地質(zhì)模型后．引入起伏地形三維塊體磁場正演技術(shù)。對構(gòu)建的三維初始模型正演計算，從而獲取全區(qū)三維地質(zhì)模型及各地質(zhì)單元的航磁異常理論響應。與實測結(jié)果對比分析后，合理添加地質(zhì)約束條件，重新修正模型，使得構(gòu)建的模型最大程度接近實際情況．這樣模型既能很好地反映地質(zhì)信息，又能滿足觀測場與理論場的擬合誤差最小，最大限度發(fā)揮地質(zhì)學家的經(jīng)驗和對區(qū)域地質(zhì)的理解。利用主塊體和次級塊體思想對地質(zhì)體進行剖分建模．在保證模型精度的同時，減少總的模型塊體個數(shù)，大幅提高模型正演運算速度，有效解決三維反演建模方法在建模過程中對模型復雜度和規(guī)模的限制，可方便構(gòu)建形態(tài)復雜、不同規(guī)模的三維地質(zhì)模型。并將該方法應用于湖北大冶鐵礦區(qū)，構(gòu)建大冶鐵礦研究區(qū)三維地質(zhì)模型．驗證了該方法的可行性及合理性。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,三維可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)也得到了快速發(fā)展。公路工程設(shè)計已從2d-gis發(fā)展到3d-gis,從分散的單一要素設(shè)計發(fā)展到基于數(shù)字地球的綜合要素的統(tǒng)一設(shè)計。公路地質(zhì)體三維可視化既可以拓展現(xiàn)有的理論基礎(chǔ),在方法模型上有所突破又能在實際中解決地質(zhì)領(lǐng)域中的許多基礎(chǔ)問題。作者對地質(zhì)體三維可視化中的部分問題進行了研究。

隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和各種應用軟件的開發(fā)，三維可視化技術(shù)也不斷地應用到地學領(lǐng)域中?；趹密浖⒌牡V體模型可以直觀形象的展現(xiàn)礦床內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部形態(tài)空間變化，實現(xiàn)礦山生產(chǎn)的動態(tài)管理和資源的合理利用，降低礦產(chǎn)勘查和開采的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此文章就surpac軟件在三維地質(zhì)建模中的應用進行略述。

近年來gis技術(shù)作為關(guān)鍵的空間信息方法,被廣泛應用于地理信息相關(guān)的多門類行業(yè)。其中,礦山三維地質(zhì)建模主要是在傳統(tǒng)三維地質(zhì)建模的基礎(chǔ)上,吸收了大量先進的科學信息技術(shù),并有效利用地質(zhì)建模軟件構(gòu)建出基于gis的多元化、多方法的新型三維地質(zhì)建模方法,其能夠在一定程度上保持礦山數(shù)據(jù)在空間與時間上的統(tǒng)一,提高礦山管理的數(shù)字化程度,使其生產(chǎn)過程能夠更加的安全、可靠。本文主要圍繞應用gis的礦山三維地質(zhì)建模方法進行了探討分析,以期能夠為相關(guān)工作人員的后續(xù)工作提供一些借鑒意義。

提出了一種基于工程柱體的三維地質(zhì)建模方法。該方法結(jié)合鉆孔數(shù)據(jù)特點和地層分布規(guī)律,根據(jù)鉆孔平面位置將勘探區(qū)域劃分為若干工程柱體,對每個柱體側(cè)面進行礦段對比連接,得到柱體線框圖,再逐柱、逐層、逐面構(gòu)建三角網(wǎng),最后構(gòu)建出整個地質(zhì)體的三角網(wǎng),建立三維地層模型,能夠解決包括尖滅、分叉和斷層等在內(nèi)的復雜地層構(gòu)造推理和自動建模,便于按儲量級別進行儲量估算。該方法對基于工程柱體的三維地質(zhì)建模具有一定的參考價值和指導意義。