[發明專利]一種基于GOCAD的三維地質建模方法

在審

• 申請號: 201711053537.4
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107808413A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 胡建青;盧玲敏;周瑩
• 申請（專利權）人: 中國煤炭地質總局水文地質局
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 張瑩

技術領域

本發明屬于煤礦防治水領域，尤其是涉及一種基于GOCAD的三維地質建模方法。

背景技術

在傳統的煤礦防治水研究工作中，地質、水文地質資料的分析和解釋一般只局限于二維、靜態的表達方式，它描述空間地質體起伏變化和直接性差，往往不能充分顯示其空間變化規律，不易直接、完整、準確的理解和感受地下三維地質情況。如今，隨著計算機技術的飛速發展以及數字地質學的深入研究，使得三維地質建模及顯示成為了現實。現在三維地質建模及可視化技術在水利水電工程、石油工程和巖土工程中的成功應用，為在煤礦防治水工作領域中的應用帶來了許多可借鑒的成功經驗。因此，研發一種應用三維地質建模及可視化技術建立煤礦地質體模型的方法，讓地質工作者直觀地掌握在煤礦防治水工作中所需要的各種信息(如隔水頂、底板薄弱帶的分布、導水斷層的展布情況、疏排水工程的最佳區域等)，可以為煤礦防治水工作的分析研究等提供一種新的手段和方法，有效的分析指導煤礦防治水。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種基于GOCAD的三維地質建模方法，可以有效的分析指導煤礦防治水。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種基于GOCAD的三維地質建模方法，其過程如下：

步驟一：數據分析、導入、生成點集

如有測量原始數據點文件時，可以通過文本格式將文件導入到GOCAD中；當無測量原始數據點文件時，可由地形圖提取等高線，把AUTOCAD圖件保存為DXF格式，以DXF文件導入GOCAD。

步驟二：建立構造地形面

根據步驟一生成的點集，通過GOCAD中Surface creation功能生成地形曲面，如果生成的點面上的節點和控制點不重合，需要進行幾何適應，然后通過hide constraints來隱藏不需要的限制，最后附上等值線值即可。

步驟三：鉆孔的生成

鉆孔數據只作為層面的控制要素，建模中基本采用文本文件方式錄入鉆孔相關數據，數據讀入GOCAD后，可在Well的Marker項修改各層的信息并加入各層的產狀信息。

步驟四：巖層面、構造面的建模

將巖層的地表出露線從AUTOCAD導入GOCAD，得到一個curve對象，然后巖層產狀換算為面的切向量，地表curve對象沿該切向量拉伸一定距離得到一個面對象(surface)，再將這個面擬合到由鉆孔、平硐確定的該層的離散點位置，得到一曲面，重復以上過程，對每一個地層面、斷層面分別建模，就得到整個建模區域的巖性、構造分布情況面模型。

步驟五：編輯曲面

1、對于曲面上不合理部分，通過在GOCAD中拖動三角面網的節點進行調整。

2、為了地層面建立統一的約束，使地層面在垂直方向上位于同一個范圍，在GOCAD的Surface mode模型下生成Tube曲面，然后通過的Surface mode模型下的edit功能需要延伸的地層面的邊界延伸到Tube曲面。

3、通過by surfaces命令切割地層面不需要的部分。

步驟六；網格/實體模型的建立

通過GOCAD的網格模型對象(Sgrid)完成了地質網格模型的建立。

進一步的，在步驟一中，對所得到鉆孔、測井的分布和根據其取得的數據進行分析，對地質剖面進行矢量化形成ascⅡ文件，輸入到Gocad中形成三維地質面，可以根據其提供的地層起伏、尖滅等對研究區進行建模，增加建模的精確度。

進一步的，GOCAD軟件以DSI插值方法為基礎，融合地質體形狀的定性數據，提供了一種“地質體網格”的概念：一個地質體網格由邊界和內部網格單元組成，其中邊界由地質體的界面定義，內部網格單元代表地質體的內部組成，用來進行面向對象的隨機模擬方法。

進一步的，所述插值方法包括離散光滑方法和克立格(Kriging)插值法。

進一步的，在步驟二中，由已建立的各個巖層的曲面，在GOCAD的workflow中建立地質體的相關層面結構模型；根據建立的層面結構模型，生成體模型(Sgrid)，然后輸入參數，建立物性模型。

進一步的，在步驟六中，首先定義上下地層面，計算上下地層面間的Pillars，然后定義各中間地層，并將中間地層一定要按地層的新老順序進行排列，生成中間各地層面，最后在將單元切割得小一些。

進一步的，本方法以巖層出露線和巖層產狀作為巖層的形態要素，鉆孔數據作為層面的控制要素，建立各層面，對層面進行修改以滿足實際情況，再用workflow指導建立研究區的三維地質模型由面成體。