[发明专利]一种基于GOCAD的三维地质建模方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿防治水领域，尤其是涉及一种基于GOCAD的三维地质建模方法。

背景技术

在传统的煤矿防治水研究工作中，地质、水文地质资料的分析和解释一般只局限于二维、静态的表达方式，它描述空间地质体起伏变化和直接性差，往往不能充分显示其空间变化规律，不易直接、完整、准确的理解和感受地下三维地质情况。如今，随着计算机技术的飞速发展以及数字地质学的深入研究，使得三维地质建模及显示成为了现实。现在三维地质建模及可视化技术在水利水电工程、石油工程和岩土工程中的成功应用，为在煤矿防治水工作领域中的应用带来了许多可借鉴的成功经验。因此，研发一种应用三维地质建模及可视化技术建立煤矿地质体模型的方法，让地质工作者直观地掌握在煤矿防治水工作中所需要的各种信息(如隔水顶、底板薄弱带的分布、导水断层的展布情况、疏排水工程的最佳区域等)，可以为煤矿防治水工作的分析研究等提供一种新的手段和方法，有效的分析指导煤矿防治水。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于GOCAD的三维地质建模方法，可以有效的分析指导煤矿防治水。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于GOCAD的三维地质建模方法，其过程如下：

步骤一：数据分析、导入、生成点集

如有测量原始数据点文件时，可以通过文本格式将文件导入到GOCAD中；当无测量原始数据点文件时，可由地形图提取等高线，把AUTOCAD图件保存为DXF格式，以DXF文件导入GOCAD。

步骤二：建立构造地形面

根据步骤一生成的点集，通过GOCAD中Surface creation功能生成地形曲面，如果生成的点面上的节点和控制点不重合，需要进行几何适应，然后通过hide constraints来隐藏不需要的限制，最后附上等值线值即可。

步骤三：钻孔的生成

钻孔数据只作为层面的控制要素，建模中基本采用文本文件方式录入钻孔相关数据，数据读入GOCAD后，可在Well的Marker项修改各层的信息并加入各层的产状信息。

步骤四：岩层面、构造面的建模

将岩层的地表出露线从AUTOCAD导入GOCAD，得到一个curve对象，然后岩层产状换算为面的切向量，地表curve对象沿该切向量拉伸一定距离得到一个面对象(surface)，再将这个面拟合到由钻孔、平硐确定的该层的离散点位置，得到一曲面，重复以上过程，对每一个地层面、断层面分别建模，就得到整个建模区域的岩性、构造分布情况面模型。

步骤五：编辑曲面

1、对于曲面上不合理部分，通过在GOCAD中拖动三角面网的节点进行调整。

2、为了地层面建立统一的约束，使地层面在垂直方向上位于同一个范围，在GOCAD的Surface mode模型下生成Tube曲面，然后通过的Surface mode模型下的edit功能需要延伸的地层面的边界延伸到Tube曲面。

3、通过by surfaces命令切割地层面不需要的部分。

步骤六；网格/实体模型的建立

通过GOCAD的网格模型对象(Sgrid)完成了地质网格模型的建立。

进一步的，在步骤一中，对所得到钻孔、测井的分布和根据其取得的数据进行分析，对地质剖面进行矢量化形成ascⅡ文件，输入到Gocad中形成三维地质面，可以根据其提供的地层起伏、尖灭等对研究区进行建模，增加建模的精确度。

进一步的，GOCAD软件以DSI插值方法为基础，融合地质体形状的定性数据，提供了一种“地质体网格”的概念：一个地质体网格由边界和内部网格单元组成，其中边界由地质体的界面定义，内部网格单元代表地质体的内部组成，用来进行面向对象的随机模拟方法。

进一步的，所述插值方法包括离散光滑方法和克立格(Kriging)插值法。

进一步的，在步骤二中，由已建立的各个岩层的曲面，在GOCAD的workflow中建立地质体的相关层面结构模型；根据建立的层面结构模型，生成体模型(Sgrid)，然后输入参数，建立物性模型。

进一步的，在步骤六中，首先定义上下地层面，计算上下地层面间的Pillars，然后定义各中间地层，并将中间地层一定要按地层的新老顺序进行排列，生成中间各地层面，最后在将单元切割得小一些。

进一步的，本方法以岩层出露线和岩层产状作为岩层的形态要素，钻孔数据作为层面的控制要素，建立各层面，对层面进行修改以满足实际情况，再用workflow指导建立研究区的三维地质模型由面成体。