油田三维地质多级建模策略与方法——以渤海湾盆地整装孤岛油田为例

三维地质建模应用于油田勘探开发的各个阶段,解决不同的问题时,对建模的规模、精度及要求也不同。分区块地质建模在井位部署、开发调整分析上可以起到一定的指导作用,但是各独立区块模型没有统一的标准,不能实现由小模型到大模型的拼接,制约了油田的整体勘探开发及规划工作。为了更好发挥地质建模在油田勘探开发全生命周期的精准作用,研究以渤海湾盆地整装孤岛油田为例,提出了油田—区块—储层单砂体构型的多级建模策略。使用具有自主知识产权的Direct、M^(3)地质建模软件,应用地质约束的地质统计学及嵌入式储层构型建模方法,实现了从大到小、整体到局部、笼统到精细。分层级刻画了油田的构造沉积演化特征、储层内部构型及油藏空间展布,建成了中国首例油田级亿万网格节点的三维地质大模型及分级模型,为深化地质认识、油藏开发潜力评价、整体开发调整提高采收率提供了有利的手段。多级三维地质建模技术既为技术人员提供了多学科一体化的交流平台,又为油田勘探开发提供了方向,是油田数字化管理的有力抓手,更是数字化、智能化油田发展的必然趋势。

乌龙泉矿品位分布的3D-Mine数字模型构建及其应用

乌龙泉矿东区采场内矿石出矿品位波动较大、低品级矿石难以回收,而采场内配矿效率低、准确度不高,不利于矿山高效稳定生产。采用3D-Mine构建乌龙泉矿东区采场矿石品位分布数字模型,将品位分布数字模型样品数据与钻孔数据库进行对比分析,验证了模型品位输出的可靠性。提出了品位分布数字模型应用于实际工程的基本流程为模型上圈定开采计划线—开采计划线内矿石产量和品位统计—爆破区域划分—配矿方案制定—现场开采及配矿工作,并应用于乌龙泉矿东区采场的实际开采和配矿工作中。结果表明:品位分布数字模型可以简单方便地统计任意开采区域内矿石的产量和品位,有效地指导工作面的推进和爆破区域的划分;通过统计各爆堆矿石的产量和品位,可以提高现场配矿的效率和准确性,促进采场低品位矿石的回收、出矿品位稳定及矿山高效稳定的生产。

3Dmine平台下的三维地质建模与应用

三维地质建模是实现矿山信息化的必要环节,对提高矿山的管理水平和经济效益具有重要意义。以滁州市某露天水泥石灰矿为研究对象,基于3Dmine软件,建立了地形与采场现状面模型、矿体与地层实体模型、品位属性块体模型,并对研究区进行了三维地质建模、储量计算和品位空间分布的研究。结果表明,利用等值线赋高程与网格估值得到的面模型能够直观地反映矿体赋存的地表与采场环境。在考虑传统人工块段法、建模操作及其他矿山条件影响因素后,依靠本次建立的块体模型所计算的可采储量可信度较高。通过品位属性三维空间模型发现,在自西南向东北方向上,矿体中CaO含量呈现由大变小的分布规律,MgO、SiO_(2)含量则呈现由小变大的分布规律,MgO、SiO_(2)与CaO含量分布呈现明显的反相关性。游离二氧化硅含量自南向北总体呈变大趋势,局部略有降低。

3DMine软件在某钨矿三维建模中的应用

本文描述了采用3DMine矿业软件对某钨矿448~328m中段范围内各矿块矿体模型的构建过程。通过建立三维矿体模型,该钨矿可以清晰地了解矿体的空间分布,且能通过软件得到品位分布和储量计算结果。

辽宁东鞍山铁矿三维地质建模与深部找矿应用

为查明东鞍山铁矿多种类型矿体的空间形态和矿物组分的空间分布情况,指导矿山开展深部找矿工作,基于矿区水平断面与钻孔数据等地质资料,依托3DMine平台,采用三维地质建模和距离幂次反比法分别建立研究区矿体模型和品位分布模型。在三维模型基础上,结合矿床成因和矿体分布规律,基于“相似类比”和“地质异常”两种矿床勘查理论,提取找矿预测要素,开展深部找矿应用,在矿区深部圈定找矿靶区2处,拓宽了东鞍山铁矿深部找矿空间。

地质三维建模技术及其在抽水蓄能电站的应用

地质三维建模是实现地质工作数字化的关键环节,地质三维建模技术的优劣直接影响地质三维成果质量和工程应用深度。本文系统研究国内外地质三维建模技术发展历程及地质建模核心算法DSI的特点,总结基于DSI插值算法的三维地质建模软件CnGIM在桐城抽水蓄能电站工程的应用经验。在此基础上,分析探讨CnGIM在抽水蓄能电站的深化应用前景。结论为:DSI插值算法是最适合地质三维建模的底层算法,能够真正实现任意复杂地质体建模;CnGIM软件具备复杂地质条件下的三维建模能力,并可用于电站围岩质量分级和块体稳定性评价等工作,提升电站勘察设计阶段数字化应用水平;施工期,采用云、互联网等技术,快速完成新揭露地质信息的编录、传输和处理,在地质三维模型平台上快速实现勘察数据更新和再加工,以此开展施工期围岩动态失稳预测,有助于提高施工期地下工程块体稳定性分析的可靠性和准确性,减少施工期安全事故。

基于SolidWorks的称重式水果分选机设计

称重式水果分选机在水果分级市场应用最为广泛,对其传统的研究方法是以二维平面图来设计其结构,抽象且很难修改。因此利用SolidWorks软件设计了一种新型称重式水果分选机,通过SolidWorks实现了对托盘称重式水果分选机支架、托盘、传动系统和链轮轴的设计,建立了电动机减速器和轴承座的三维模型,最终实现了称重式水果分选机的整体装配,系统的对分选机零件进行三维建模、虚拟装配、干涉分析和初步的有限元分析。结果表明,SolidWorks有助于新型农业机械的设计,缩短了其开发周期,提高其设计的质量。

广东大宝山钼矿床三维地质建模应用

广东大宝山多金属矿床历史悠久,矿种众多,是华南重要的矿产资源基地之一。以大宝山斑岩型钼矿为研究对象,对以往的地质勘探资料进行数字化处理,并运用三维地质建模方法,构建了钼矿床的矿体模型和品位-吨位模型,从可视化角度立体分析钼矿体的空间形态和展布,为进一步开展综合信息三维预测提供基础资料。

基于三维体素模型的功能梯度材料信息建模

以快速成型技术为背景,提出了一种基于体素模型的功能梯度材料/零件建模方法。根据八叉树结构,将复杂CAD模型离散为精确的26-邻接体素模型,选取点、线或面作为参考特征,以数字距离变换为手段,计算体素中心到特征点、线或面的最短欧氏距离,选取适当的以此距离为变量的材料组分分布函数,建立起复杂零件的功能梯度材料模型,实验证实了本方法的有效性。

西藏铁格隆南铜(金)矿床三维模型分析与深部预测

铁格隆南铜(金)矿床是近年来在班公湖-怒江成矿带西段多龙矿集区新发现的超大型Cu(Au-Ag)矿床。本文针对铁格隆南矿区深部找矿问题,以现代成矿地质理论和多元地学信息综合分析技术为支撑,以构建矿床找矿模型为指导,依托数据库技术、3S技术、三维建模与可视化技术及地质统计学理论与方法,开展基于矿产地质、地球物理、地球化学等成矿条件及找矿标志的三维地质实体建模与矿化异常三维空间重构,将铁格隆南矿床的预测评价研究拓展到三维空间,揭示了区内成矿地质特征、地球化学及地球物理异常表征,据此探讨了矿床的成因及矿体分布特征。并在此基础上,开展了矿区的地质-地球化学-地球物理综合信息分析与预测评价,以期减少单一信息多解性和成矿条件不确定性,为铁格隆南矿区深部找矿工作提供参考。研究结果表明:在地质找矿模型指导下,基于深部成矿空间三维结构重构基础上的三维地质、地球物理、地球化学异常信息提取与综合分析,可以有效的识别成矿地质体和矿致异常信息,实现深部矿产资源靶区空间定位预测,为深部找矿预测研究提供了新思路。综合分析结果显示铁格隆南矿床深部找矿潜力巨大。

内蒙古乌奴格吐山铜-钼矿床三维可视化研究

利用V u lcan软件系统对乌奴格吐山铜-钼矿床地质体进行三维可视化研究,建立了矿体及断层的三维模型,并采用现代地质统计学方法进行了矿体品位和储量估算,为矿山更直观地研究矿体的形态产状特征及生产规划提供了科学依据。

基于DIMINE软件的易门铜厂矿床Cu品位分布规律研究

在三维可视化环境下可快速实现矿体品位的高精度计算,直观体现矿体规模及矿体(矿化)的空间分布规律。本文基于DIMINE软件,利用易门铜厂矿区的坑道及钻孔资料建立地质数据库,运用地质统计学理论和块段构模方法创建铜厂矿体沿走向、倾向、厚度三个方向上的矿化数学模型。并用块段模型对Cu元素进行了品位推估,得出Cu品位空间分布模型,从三维角度更直观、准确地揭示矿体中铜品位在空间上的分布规律,为认识矿化分布规律提供了新依据。

MICRONMINE系统在爆破设计中的应用

以某铜矿为研究对象,介绍了一种可用于地下矿山进行爆破设计的软件系统——MICRONMINE。利用该系统建立了整个矿山矿床以及工程的三维实体模型,并在此模型的基础上进行爆破设计。详细地阐述、分析了爆破设计的过程及其结果,从而得出结论:MICRONMINE系统提供的平台使爆破设计过程智能化、参数化、数字化,能够实现在整个设计过程中可视、可控、可调等功能,并且优化了设计,满足了矿山生产要求,取得了良好的技术经济效益。

离子吸附型稀土矿储量动态估算方法(RiRee)及其拓展运用

我国南方离子吸附型稀土矿勘查中一般采用传统的地质块段法估算资源储量,存在着探矿工程量大、投入高、效率低的缺点。而稀土资源包含17种不同的稀土元素,不同元素精矿的市场价格差别又很大,现有的基于稀土氧化物总量的工业指标难以快速对接实际矿山生产,造成表外矿实际在产、而表内矿不经济可采甚至可能无法利用的反常现象。本文基于离子吸附型稀土矿床的特点,借鉴土壤化探样品处理的克里格法,建立了离子吸附型稀土矿资源储量估算的三维模型及其相应评价方法,简称RiRee。该模型和方法不但可以对风化壳中的"样品点"进行体积和品位的估算,而且与市场价格直接关联、可根据每天市场价格的动态变化确定边界品位和工业品位,进行实现矿体的实时圈定、资源储量的日常更新与矿山经济效益的动态评价。运用该模型,作者在赣南、滇西、浙江等地不同离子吸附型稀土矿区开展了典型研究和试点示范,取得了初步成效。结果显示,利用克立格法计算的矿体体积与传统手工圈定的块段法相比较,前者计算的结果是合理的,且具有快速、准确、方便的特点。利用自主开发的以克里格法为基础的数字矿山经济评价系统(主要是其中的价格-边界品位敏感性分析模块),动态设置边界品位,灵活圈定不同稀土单元素价格下经济可采的矿体边界,一旦稀土精矿的市场价格发生变化,即可通过软件系统快速修正盈亏平衡点,并随时变更边界品位,动态确定经济可采的矿体的空间范围,为合理布置采矿工程提供科学依据,有助于促进离子吸附型稀土矿产资源(尤其是重稀土)的合理、高效的开发利用。

骨料和砂浆等影响混凝土强度的细观层次机理分析

基于全级配三维细观混凝土随机模型分析方法,系统研究了混凝土中砂浆和骨料等各组分的受力特点,通过现场试验以及数值模拟分析,揭示了骨料降低砂浆强度的作用机理,提出混凝土宏观抗压强度与砂浆抗压强度间的修正关系,并讨论了骨料体积分数及混凝土强度分别对该修正系数的影响规律.研究表明:骨料的加入会降低水泥基材料的强度;混凝土材料的强度小于相同配比条件下的砂浆;用混凝土强度参数代替砂浆参数进行细观层次分析会造成较大误差,应进行修正;修正系数随骨料体积分数增加而线性增长,与混凝土强度关系不大.

三维地学建模技术与Kriging方法在固体矿产储量计算中的应用

结合Kriging方法在计算机上的实现和应用,介绍了运用三维地学建模技术生成矿体的三维品位模型的原理流程以及关键技术,并在此基础上进行矿产资源储量计算。其基本流程为:根据实际地质勘探数据生成矿体三维实体模型;在实体tin模型内部应用块模型方法进行划分,建立矿体块体模型;利用Kriging方法进行插值,生成矿体的品位模型;在此基础上进行储量计算。以某铜矿为例,对储量计算结果进行了比较和分析,取得了良好效果。

金山店铁矿低贫化放矿试验研究

为了解决金山店铁矿由于采用了改进的大间距结构参数后所带来的矿石贫化率增大的问题,开展了低贫化放矿实验室模拟研究。利用多分间立体放矿模型,分别进行了低贫化放矿方法和现行截止品位放矿方法2种不同的放矿试验;然后对所得结果进行比较,发现在金山店推行低贫化放矿方法完全可行,并推荐采用放矿截止品位为30%的低贫化放矿方案。

河南栾川西沟铅锌银金矿床三维地质建模与深部找矿预测评价

随着矿区浅部矿的日益减少,深部找矿越来越受到重视,三维地质建模技术在成矿预测、资源定量评价等方面得到了广泛的应用。本文利用三维地质建模平台GOCAD中的三维建模技术及地质统计学等方法,基于收集测试得到的地质图、钻孔和采样点的地层、岩性、构造、品位等数据,构建了西沟铅锌银金矿区的三维地质模型,包括断裂构造模型、矿体模型及地层模型等,并且通过离散光滑插值及克里金插值等方法建立了西沟铅锌银金矿区的三维属性模型,完成了矿区3处找矿预测靶区的圈定与评价。基于地质认识及建立的矿区三维地质模型的研究认为:(1)该矿床的找矿有利标志主要为地层、构造、辉长岩以及品位指示等4个方面;(2)基于三维地质建模技术的找矿预测方法科学有效;(3)S139矿体的中部及东南部深部仍有找矿潜力。本文能够为将来的深部找矿突破提供一定的参考依据。

温度对铁精粉品位检测传感器的影响研究

给出了采用自感式电感传感器进行铁精粉品位测量的测试原理,分析了电感传感器的感应机理。利用ANSYS 12.0有限元仿真软件建立圆柱型铁精粉品位传感器的3D温度场仿真模型,对电感传感器内部温度场进行仿真分析,明确传感器在不同温度下自身热分布的相应变化;进行传感器温度贮存试验,分析环境温度对传感器输出的影响规律。通过温度场仿真和可靠性环境温度试验,探讨温度对铁精粉品位测量的影响,并采取相应措施减小或控制温度影响,为实现铁品位快速测试奠定必要基础。

基于Micromine软件的澳大利亚某矿床铅锌品位分布规律研究

基于三维模型的矿床地质统计学研究,可以准确反应矿体的空间结构变化和品位的空间变化规律,在矿床评价中具有不可替代的作用。本文在已有的钻探工程数据基础上,借助三维建模软件以地质统计学思维对澳大利亚某矿床铅锌品位的空间分布特征及内在规律进行了揭示,通过对矿体铅锌品位在走向、倾向和厚度三个方向的理论变异函数的拟合,表明矿体呈明显的各向异性,在走向方向变程值较大,连续性较好,倾向方向次之。对矿体块体模型空间赋值,并进行投影分析,结果表明矿体沿走向向东矿化范围和强度均有扩大趋势,且在815800E线以东深部倾向方向铅锌品位逐渐增强,高品位矿化断续出现。因此矿区下一步勘查重点应该在矿体走向东部和815800E线以东的倾向延伸方向。