鄂尔多斯盆地南部彬长地区砂岩型铀矿三维地质建模及意义

建立三维数字地质模型可以实现各类地质实体、构造等要素及其相互关系的三维空间展布和可视化,挖掘矿床深部及外围隐伏矿体,从而达到深部找矿预测的目的。文章在收集和处理彬长地区基础地质和铀矿相关资料的基础上,利用三维建模平台建立了地形地貌模型、钻孔模型、地层模型、断裂构造模型、含矿目的层直罗组下段辫状河推测河道中心线模型、氧化—还原过渡带模型、矿体模型,实现了各成矿要素及其之间的关系三维可视化。对彬长地区进行了三维地质模型分析,结合区域砂岩型铀矿成矿地质背景及成矿规律,认为彬县亭口镇-炭店具有较好的铀矿成矿条件,是鄂尔多斯盆地南部重要的铀矿找矿远景区。研究成果为该区域下一步找矿预测、铀矿勘查及深钻布设等工作提供新的证据,具有重要指导意义。

塔里木盆地顺北1号断裂带奥陶系碳酸盐岩储层结构表征及三维地质建模

综合利用地震、测井、岩心以及动态生产资料,对塔里木盆地顺北1号断裂带断控型碳酸盐岩储集体的内部结构进行了层级划分;基于层级划分,通过地震资料属性提取与转换、深度学习、基于目标示性点过程模拟以及离散裂缝网络模拟(DFN)等方法建立了三维地质模型,并以模型进行油气储量和油藏数值模拟,将拟合结果与实际生产数据进行对比。研究结果表明:(1)顺北1号断裂带奥陶系断控型储层按层级由大到小分为走滑断裂影响带、断控体、类洞穴、类洞穴内簇充填和裂缝带共5个层级。(2)走滑断裂影响带受应力差异影响具有分段性,可细分为挤压段、拉分段和平移段;断控体在拉分段发育断裂交会型、单支走滑型,在平移段发育双断裂交错型和两断裂交会型,在挤压段发育双断裂扭曲型和双断裂交会型,共有6种平面组合样式;类洞穴在地震剖面上呈串珠状反射特征;类洞穴内部分为栅体与栅间(基岩),其中栅体又可进一步分为簇(角砾带)、簇间(裂缝带),整体表现为栅状结构,簇的物性更好;裂缝带为类洞穴的主要储集空间,在簇内部比簇间更发育,在一间房组比鹰山组更发育,一间房组和鹰山组均以发育高角度裂缝为主,在两者连接处则以发育水平缝为主。(3)地质模型预测的油气储量与地质分析储量误差为1.75%,模型模拟的生产井地层压力及累产液结果与生产动态吻合度较高,拟合误差小于10%。

基于PSO-Kriging算法的三维地质建模技术研究

三维地质模型的构建对于理解和预测地下结构至关重要。地质钻孔数据能够反映岩体空间分布和地质构造特征,本研究以小保当一号煤矿11盘区内的23个地质钻孔数据为基础,采用添加虚拟地层的方法解决了地层缺失与地层重复现象,构建共计27层地层的三维地质模型以及二维剖面模型。此外,针对传统的克里金方法在处理复杂地质数据参数选择困难的问题,采用粒子群算法对传统克里金插值方法中的块金值(C 0)、偏基台值(C)和变程(a)三个关键参数进行寻优,从而克服普通克里金插值参数选择的主观性和不确定性,采用实际验证法选取了研究区内四个钻孔来对比插值结果,结果表明经过PSO优化的Kriging算法在X3-1、X3-2、K3-4、K3-5四个钻孔的RMSE值分别降低至1.184、1.267、1.606、1.560,相比于Kriging的RMSE平均降低了31%,且PSO-Kriging算法在四个钻孔处对2-2煤层的插值结果与实际值相比较误差分别为1.00 m、0.01 m、0.11 m和0.03 m,比Kriging插值结果更接近实际值,表明了所提方法的有效性和优越性。

基于三维地质建模技术的煤矿隐蔽致灾因素透明化研究

隐蔽致灾因素是制约煤矿智能开采建设的关键问题,而三维地质建模是实现隐蔽致灾因素透明化的主要技术手段。目前煤矿三维地质建模技术以几何建模为主、属性建模为辅,缺少针对隐蔽致灾因素的灾害属性建模。针对上述问题,以陕北某煤矿作为研究对象,对煤层厚度、顶底板构造起伏、积水区、浅埋煤层地形地貌等隐蔽致灾因素进行三维地质建模。首先,完成对地质资料、物探、钻探等成果的数字化工作,建立煤矿地质数据库。其次,利用DepthInsight建模软件从全矿井和工作面2个尺度开展建模工作,即以钻孔分层数据作为地层控制点,通过煤层及地表等高线、虚拟钻孔等数据联合控制地层层序,并处理初始层面模型中的穿层异常,构建地层面模型和地质体模型,再运用数字高程模型对工作面进行地表模型构建。然后,采用岩体建模构建采空区、积水区模型并标注温度、气体等信息,利用工作面回采测量数据构建回采实测模型。最后,创建截断网格模型,通过序贯高斯模拟生成含水层渗透率、富水系数模型,实现区内水文隐蔽致灾因素透明化显示。基于三维地质模型,从地层、煤层及工作面、采空区及其积水区、水文属性多角度分析隐蔽致灾因素的分布及影响。研究成果可为煤矿隐蔽致灾因素的精准治理提供靶区,助力煤矿智能开采建设。

三维地质建模技术与方法综述

三维地质建模是起源于工业领域计算机图形学引用到地学领域形成的三维数字化技术,地质体轮廓不规则性、特性的空间不均匀性、已知数据的稀疏性和认识过程的反复性决定了三维地质建模对图形几何算法和渲染技术的特殊要求,也决定了与其他领域三维技术如GIS和BIM之间存在的基础性差别。针对我国基础建设领域工程地质三维地质建模技术类型繁多、良莠不齐的现实,本文系统性地阐述了三维地质建模的基础理论与核心技术、建模方法、应用功能实现与展望:(1)三维地质建模以离散数学理论为基础,插值算法是其中最关键的核心技术,文中介绍和对比分析了离散光滑(DSI)和克里金两种插值方法,从原理和应用的角度论证了DSI具有更好的适应性;(2)显式和隐式建模方法是核心技术针对不同场景形成的三维地质建模的通用方法,在工程地质领域分别适合于勘探为主和物探为主的情形,文中结合应用案例阐述了各自的特点;(3)应用功能是显式和隐式建模方法针对不同特点的地质体的应用方式,其中的通用型功能针对地层和构造等所有地学领域都涉及的地质体,定制化功能则针对行业关心的特定地质体(如水电行业的深切河谷岸坡卸荷带)且以提高建模效率为主要目的。本文通过对三维地质建模技术的阶段性总结,为未来发展提供有价值的技术指引,并将为三维工程地质体结构的透明化表征提供重要的技术支撑。

河南围山城金银矿集区三维地质建模与成矿预测

三维建模与成矿预测已成为当前国内外十分流行且较成熟的技术方法。通过研究银洞坡金矿和破山银矿成矿地质特征,对围山城矿集区开展三维可视化模型构建及深部成矿预测。利用82条地质剖面建立了地质体(地层、岩体、矿体)、构造模型,利用1∶5万重磁数据和63条电测深数据建立了密度、磁化率、电阻率等地球物理模型,利用52条岩石剖面、614个钻孔、117个探槽、56个浅井及94个平硐数据建立了地球化学模型,实现了地、物、化数据的综合集成。以“三位一体”找矿预测理论为指导,建立了研究区岩浆热液型Au、Ag矿床三维定量预测模型,确定了Au、Ag矿床成矿有利信息变量;采用证据权法提取了预测变量的权重值和相关程度,选择合适的变量进行成矿预测,利用C-V分形确定阈值,圈定了6个找矿靶区,选择新庄预测靶区(A 1)进行钻孔验证,发现金矿体6条,充分证明了利用证据权法进行三维成矿预测具有可行性与科学性,圈定的靶区对矿山进行深边部隐伏矿体找矿具有重要的实践意义。

尖灭分叉型煤层三维地质建模研究:基于地质统计学和符号矩阵的方法

由于成煤期的泥炭沼泽基底不平以及地质环境等的变化,导致相对较大的地质区域内煤层常出现尖灭、分叉等复杂情况,影响开采设计,为高效准确定位煤层边界及分布位置,提出一种基于地质统计学和符号矩阵进行三维地质建模的方法。通过符号矩阵方法,按照一定精度离散煤层和非煤层数据,利用泛克里金法确定平面煤层厚度,反距离加权法确定每个栅格的符号距离函数估值,局部窗口对煤层进行精准定位,确定与煤层厚度相匹配的距离函数截距,建立煤层的三维地质模型,并讨论了距离函数截距对煤层精度的影响;滑动垂直窗口大小与煤层位置对建模结果中煤层连通性的影响。结果表明:该建模方法可以针对煤层尖灭、分叉等复杂情况快速建模,对大范围区域地质模型构建有一定的适用性,自动化程度高,可应用于煤层开采设计及资源评估。

深层碳酸盐岩强非均质储层双重介质三维地质建模——以普光气田飞仙关组—长兴组储层为例

普光气田碳酸盐岩储层具有地层埋深大、礁滩相发育、基质物性差、天然裂缝广泛发育、储层非均质强等特征,开展此类强非均质储层双重介质的三维地质建模具有很大的挑战。为此,将储层建模对象划分为基质与裂缝2大介质,基于单井解释数据与地震波阻抗数据体,通过井-震结合、逐级相控、多趋势融合概率体约束建立基质模型;按照分尺度、分期次建模思路,通过融合成因-地质-地震,综合构造应力场、距断层远近和裂缝地震敏感属性,采用熵权法联合专家经验评价的方式,多元融合构建裂缝空间展布约束体;在该约束体约束下,以离散裂缝网络建模方法构建裂缝模型。对融合后的基质-裂缝双重介质模型开展气藏数值模拟,各井历史拟合率最高可达90%,拟合误差控制在20%以内,模型拟合精度较高。

三维地质建模为地震数值预测带来的机遇

地震预测预报亟需从经验性预测向数值预测转变,但是建模难的问题制约了地震数值预测的发展和行业应用。三维地质建模技术的发展及其在地震行业的应用,为地震数值预测带来了解决模型问题的机遇。文中从地震数值预测的概念、发展历程和现状入手,简述了地震数值预测目前存在的难点。随后简述了三维地质建模技术的发展和在地震行业的应用,以及国内外三维公共断层模型的构建和应用情况。结合以上2部分内容,对如何利用三维地质建模技术解决地震数值预测中的难点问题进行了展望,包括多源多精度异构数据的联合建模、地质模型-属性模型-数值模型一体化建模、平直断层结构建模、三维断层结构建模、数据-模型-计算的迭代与相互驱动等。最后简述了三维地质建模在地震数值预测应用中的难点。三维地质建模技术有望为地震数值预测及相关数值计算领域提供更逼近现实的数值模型和几何模型,可缩短建模工期,实现快速更新迭代,从而解决建模难的问题。

江西相山居隆庵铀矿床隐式三维地质建模

目前铀矿床的三维地质建模主要采用显式建模方法,但该方法在建模过程中存在大量人机交互操作,且数据变化后模型难以快速更新。为提高铀矿床三维地质建模效率,探索运用快速径向基函数插值法进行三维地质建模,该方法可直接运用钻孔分层数据进行空间数据插值快速构建三维地质模型。文章选用Leapfrog Geo软件为建模平台,运用35个钻孔数据和隐式函数快速、自动、高精度构建了居隆庵铀矿床三维地质模型,并运用后增的3个钻孔数据对模型进行了快速动态更新。结果表明,隐式三维地质建模具有速度快、操作简单、精度高、模型可快速更新等特点,可为其他地区的铀矿床三维地质建模提供技术借鉴。构建的居隆庵铀矿床三维地质模型立体呈现了矿区深部各地质体的三维形态特征,为下一步深部找矿提供了重要依据。

基于三维地质建模的准噶尔盆地断层稳定性研究

地应力的分布特征及断层稳定性对复杂区域的水平井井位部署、钻井方位及水力压裂设计等方面至关重要。准噶尔盆地构造运动剧烈,地层特征较为复杂,需厘清地应力变化规律,判别断层稳定性,把控钻井风险,以提高钻井作业效率。该文以区域地质构造、地震等资料为基础,优选地应力计算模型,进行三维地质力学建模。通过模型计算,得出区域地应力大小和特征,判断区域特征为走滑断层控制过渡到正断层控制;基于模拟结果对三段重点层位进行研究,分析得到断层对地应力变化规律的影响。利用Coulomb破坏函数对研究区域内5条主干断层进行力学判别,分析得到F1和F3断层处于稳定状态,F2、F4和F5断层处于不稳定状态,这一判断结果有助于实现钻井风险的及时预警。该研究通过系统的地质力学建模和断层稳定性分析,为复杂区域相关工程研究提供了理论支持,可以有效地提高钻井作业效率。

黔西南戈塘金矿三维地质建模与矿床成因研究

为直观展现戈塘金矿矿体空间展布规律并进行综合成矿分析,本文基于现有钻孔与剖面等地质资料,结合已有成矿物质来源等研究结果,利用Petrel软件建立了戈塘金矿三维地质模型,在此基础上讨论了戈塘金矿体在地下的空间展布规律与富集特征,分析了该矿床的成矿过程,并总结了该矿床的成矿模式。研究结果表明:Au主要富集于龙潭组1段地层,大多矿体品位较低,达到工业品位的矿体多集中于断层附近,总体上矿体品位与矿体体积呈负相关,但高品位矿体多次出现体积的异常增加;矿床顺地层展布特征显著,受不整合面或层间滑脱面控制明显,但断层可能为含矿热液提供了上升通道;矿床形成与岩浆活动有较大关系,热液沿断层进入含矿层并发生强烈蚀变,使Au析出预富集,在后期地下水等作用下形成金矿床,为热液运移-流体改造的成矿模式。上述研究结果对我国卡林型金矿成因研究及找矿工作具有一定的指示及参考意义。

基于TIN-GTP算法的煤矿三维地质建模技术研究

【背景】煤矿三维地质模型是指导煤矿安全高效生产的重要前提,对实现煤炭精准开采和地质保障具有重要意义。特别是在复杂地质条件下,地质模型若不能准确描述构造和地层之间的关系,将会影响到煤矿生产过程中的采区规划、采掘工艺及生产效率等方面。【方法】以内蒙古桌子山煤田棋盘井煤矿为例,结合现场的地质资料、断层成果和验证结果,开展高精度的煤矿三维地质建模技术研究。首先,通过空间配准、交叉验证和联合反演等手段对地质数据进行融合,以获取更为精确的建模数据;其次,通过沉积构造规律研究,掌握沉积演化特征和构造发育规律;然后,通过不规则三角网-广义三棱柱(TIN-GTP)算法构建三维地质模型。【结果和结论】结果表明:基于该算法的建模技术能够有效、准确且快速地模拟任意复杂地质体,为处理地层不整合、地层尖灭、煤层分叉和断层切割等问题提供了便利。同时,构建了棋盘井煤矿矿井、采区、工作面及其顶底板等不同尺度地质模型,为实现矿井地质透明化智能开采提供了重要数据支撑。经验证,模型误差值均处于0.2 m以下,且0~0.1 m范围内占整体95%,表明该建模技术具有先进性与合理性。研究成果对于提升煤矿生产的安全性、效率性和可持续性具有重要意义。

基于物探方法的中深层地热三维地质建模研究——以开封市为例

利用物探方法进行中深层地热三维地质建模,比传统地质钻孔资料建模更方便和省时。采用超低频探测方法在开封市开展物探探测,并将物探解译结果与地热井测井曲线进行对比,在物探解译基础上,采用FEFLOW软件建立开封市三维地热地质模型,对模型进行水流场、地温场和水文地质参数赋值验证。研究结果表明,解译数据可靠,模型各项参数与实际地质条件基本相符,说明物探方法在地热三维地质建模中具有较好的可行性。

正安地区页岩气三维地质建模及数值模拟应用浅析

本文以贵州正安地区A区块页岩气储层为研究对象,结合地震解释、钻井资料、测井数据等资料,运用petrel三维建模软件,建立正安地区A区块页岩气储层三维构造模型、三维地质力学模型及天然裂缝模型,对储层构造形态及天然裂缝的几何分布特点进行表征;在模型基础上,考虑应力阴影、天然裂缝分布特征、支撑剂沉降及运移,结合实际施工情况进行正安地区A区块人工裂缝扩展数值模拟并开展压后产能数值模拟研究,总体模型拟合率较高;该类页岩气藏模型的构建方法和实际应用,可为同类气藏的开发提供借鉴。

结合伽马成像技术的三维地质建模在页岩油地质导向中的应用

长庆油田鄂尔多斯盆地陇东地区长7页岩油属于重力流沉积,横向上岩性变化快,非均质性强,砂体分布不稳定,纵向上隔夹层发育,小层间物性、含油性等差异大,地质条件相对复杂,在地质导向方面带来了很大的困难。为了准确识别储层甜点,提高储层钻遇率,提出充分利用钻井、测井和地震数据,开展构造建模、属性建模和随钻近钻头方位伽马成像技术,形成了三维地质建模与近钻头方位伽马成像技术相结合的地质导向技术。现场应用实践表明,该技术在长庆油田页岩油水平井地质导向中有着重要的指导意义,其中的研究思路可为其他非常规油气藏提供借鉴。

基于3DE平台的三维地质建模及可视化研究

三维地质建模及可视化技术是水利水电工程勘察BIM工作的重要组成部分,是水利水电工程勘察信息化研究的重点和难点。通过深圳市罗田水库—铁岗水库输水隧洞工程的具体实践,探讨了基于达索3DE平台进行三维地质建模及可视化的一般过程,包括覆盖层下底面插值、实体模型构建、三维展示等,重点研究了覆盖层、风化面等地质体的插值算法,为达索3DE平台进行三维地质建模提供了有效技术手段,大大提高了建模效率,增强了项目三维可视化效果。

前常铁铜矿三维地质建模及应用

安徽前常铁铜矿正在开展深部基建,亟需摸清深部主矿体的三维空间分布特征、优质资源富集情况以及各地质要素的影响情况。基于Surpac软件对研究区的资料进行系统整理,建立了前常铁铜矿深部巷道模型、断层模型、含水体模型和主矿体Ⅴ9、Ⅵ1的三维地质模型;使用距离幂次反比法对主矿体资源量进行了重新估算,分析了主矿体在不同中段的资源分布特征;主矿体高品位优质资源在-750 m水平以上较富集,-750 m水平以下品位较低但规模相对较大。从三维可视化角度分析了断层和含水体对采矿的影响,明确了断层和含水体的影响范围和重点防范区域。

矿产勘查的三维地质建模及可视化技术研究

矿产勘查构建的地质模型存在吻合度低的问题,因此,本文对矿产勘查的新型三维地质建模及可视化技术进行研究。通过钻孔分层节点提取、剖面图数据离散转换等操作,融合多源地质数据。考虑轮廓线相似度、梯度插值函数,本文对地质勘探线剖面图上的轮廓线进行层间插值处理,获取层间梯度插值充当形态约束条件,构建径向基隐式曲面重建方法,生成矿产勘查的三维地质实体模型。利用3ds Max软件工具和VC混合编程系统,可视化三维地质建模结果。试验结果表明:应用新技术后,形成的三维地质实体模型各岩层吻合度均高于0.93,可以更好地展示地质情况。

安庆铜矿三维地质建模与评价

安庆铜矿位于安徽省怀宁县,属于矽卡岩型铜矿床。本文介绍了安庆铜矿三维地质建模的技术路线和具体方法,通过先进的DIMINE软件建立科学合理的三维可视化资源模型,针对建模取得的各项成果进行综合评价。本项目的实施将实现矿山数字化升级和地质工作的智能化,提高矿山的经济效益,助力矿山跨越式发展。