地質(zhì)建模方法(三維地質(zhì)建模)
1.三維地質(zhì)建模
是兩種不同的概念，但也有聯(lián)系。
狹義來(lái)講，三維地質(zhì)建模是利用可靠的地質(zhì)資料，運用空間插值、幾何重建、計算機圖形圖像等技術(shù)方法，還原地質(zhì)對象實(shí)體或屬性的空間分布特征的技術(shù)方法和工作過(guò)程。
地質(zhì)數據三維可視化是指利用三維可視化技術(shù)，展示地質(zhì)數據本身的時(shí)空特征。
從字面上來(lái)看，三維地質(zhì)建模強調了推測，重視推理和分析，重視地質(zhì)專(zhuān)家的經(jīng)驗和知識的參與，三維模型只是分析結果的展示手段；而地質(zhì)數據三維可視化，強調的的利用三維可視化方法，還原地質(zhì)對象原本的三維空間特征。
廣義來(lái)講，三維地質(zhì)建模是地質(zhì)數據三維可視化的一種手段。國內，這兩個(gè)概念沒(méi)有人搞清楚，就算是地質(zhì)行業(yè)的專(zhuān)家也是模棱兩可。科研領(lǐng)域對三維地質(zhì)建模的研究或局限在網(wǎng)格構建算法方面，或局限在地質(zhì)構造的幾何結構描述方面，三維可視化普遍被認為是沒(méi)有技術(shù)含量的軟件方法而已。
2.模型建立的方法和步驟
一、模型建立的方法 GMS軟件有三種建立確定性模型的方法，包括概念模型法、網(wǎng)格法和Solids法。
本書(shū)中所選擇的方法為Solids法。不管是利用網(wǎng)格法或者概念模型法建模，對含水層結構進(jìn)行合理的概化是其中一個(gè)重要環(huán)節，所建模型的準確性很大程度上取決于對實(shí)際水文地質(zhì)條件的正確判斷。
若輕視對具體水文地質(zhì)條件的研究，過(guò)多依賴(lài)模擬技術(shù)建立的模型，通常與實(shí)際問(wèn)題相差甚遠，也沒(méi)有使用價(jià)值（魏加華等，2003）。當地層出現尖滅、垂向上具有多元結構、水文地質(zhì)條件比較復雜時(shí)，前兩種方法不能準確描述此類(lèi)地層結構，也不能驗證基于地質(zhì)統計學(xué)插值求得的含水層頂底板高程是否與實(shí)際的鉆孔資料相符。
GMS中的實(shí)體模塊Solids利用鉆孔資料可以建立地層的三維結構可視化模型，Solids模型定義了地層結構的空間分布，可以切割生成三維顯示任意方向的地層剖面（王麗霞等，2011）。二、模型建立的步驟 利用Solids建模的步驟：（1）在鉆孔模塊（borehole）中定義鉆孔的坐標位置及垂向上的層位（horizon）。
層位即不同地層的交線(xiàn)或巖性分界線(xiàn)。由于地層沉積通常是連續的，因此層位按照一定的次序排列。
然而實(shí)際地層一般比較復雜，鉆孔資料常出現地層缺失現象，遇到此種情況，將缺失的層位空出，使Solids得到的剖面和實(shí)際地層剖面相符合。（2）根據實(shí)際的鉆孔資料將相應的層位用弧線(xiàn)連接，同時(shí)注意地層尖滅的標示。
層位連接后生成不同多邊形，每個(gè)多邊形表示相應的地層或巖性。（3）在地圖模塊Maps中定義不規則三角網(wǎng)格TIN，來(lái)表示地層單元插值的表面邊界。
（4）在實(shí)體模塊Solids選擇恰當的插值方法，由horizons生成其相應地層的Solids。如果有N個(gè)horizons則有N-1個(gè)Solids,Solids生成后即可以在模型上切割任意剖面來(lái)檢驗模型的三維空間結構。
（5）根據Solids數來(lái)確定所需網(wǎng)格的最小層數，生成三維網(wǎng)格并進(jìn)行MODFLOW的初始化。將Solids記錄的地層空間信息轉成MODFLOW中含水層的頂底板標高，至此地下水三維空間結構模型建立完成。
三、建模過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題及解決方法 地下水三維可視化模型建立，首先要基本查明灌區的水文地質(zhì)條件。了解灌區的地貌、地質(zhì)條件、構造發(fā)育、各地層厚度等信息，需要收集和整理地下水的相關(guān)資料，包括灌區水文地質(zhì)報告、構造圖、地質(zhì)地貌圖、水文地質(zhì)剖面圖、電子版地理底圖、等高線(xiàn)圖、含水層頂底板高程等值線(xiàn)圖以及鉆孔數據資料等。
再結合水文地質(zhì)條件對含水層資料進(jìn)行整理和概化。利用GMS建立地下水三維可視化模型時(shí)，尤其是在大區域建模中，可能出現3類(lèi)問(wèn)題（張永波等，2007；孫紅梅等，2008）。
1.由于鉆孔分布不均勻而導致的地層缺失 在大區域建模中，由于研究區范圍較大，各部分研究程度不同，一般會(huì )引起鉆孔分布的不均勻。通過(guò)不均勻分布的鉆孔資料建立水文地質(zhì)結構模型，可能致使部分地層產(chǎn)生缺失，導致結構模型失真。
另外，鉆孔分布均勻程度是一個(gè)相對概念，對于地形平緩、地層結構相對簡(jiǎn)單的地區，少量鉆孔基本可以比較清楚地反映地層結構；對于地形起伏較大、地層結構比較復雜、構造比較發(fā)育的地區，需要較多的有效鉆孔，才可能準確揭示地層分布及構造發(fā)育狀況，然而實(shí)際工作中完全實(shí)現是不可能的。對于此種問(wèn)題，根據研究區的地質(zhì)地貌圖、構造分布圖及前人繪制的剖面圖，對已有的鉆孔數據資料進(jìn)行分析和整理，在具有控制點(diǎn)作用的位置可以適當虛擬部分鉆孔數據或者各層面的高程數據，以準確反映該區域地層結構和構造。
采用擴充后的鉆孔數據資料建立水文地質(zhì)結構模型，可以彌補由于鉆孔資料缺乏而導致的部分地層的缺失。2.由于鉆孔不夠深而引起的下伏地層抬升 在鉆探工作中，往往有些鉆孔深度不夠，不能完整地揭露地層。
根據這樣的鉆孔數據建立水文地質(zhì)結構模型時(shí)，系統默認將鉆孔底部的標高作為上一層的底部界面。這樣就造成下伏地層的抬升。
對于這種情況，根據前人繪制的地層等厚度線(xiàn)及剖面圖，結合四周鉆孔數據對該鉆孔資料進(jìn)行修正，修正后的鉆孔資料可以比較準確地反映地層結構。采用修正后的數據資料建立水文地質(zhì)結構模型，可以有效地控制下伏地層的抬升。
3.由于鉆孔資料過(guò)細而引起的地層混雜 在野外紀錄的鉆孔資料中，局部有透鏡體形成的地層，透鏡體分布的連續性相對較差。采用過(guò)細的資料建模，計算機不能分辨透鏡體及連續地層，容易出現地層混雜，即將某個(gè)鉆孔的透鏡體地層和另一個(gè)或其他幾個(gè)鉆孔的連續地層分界面相連接，導致生成錯誤的地層結構。
對于這種情況，根據該區域剖面圖整理資料時(shí)，將透鏡體區分出來(lái)，忽略較小的透鏡體，針對較大的透鏡體則另外生成地層結構。此外，在插值計算中，由于計算方法的不同，產(chǎn)生的結果也許會(huì )有很大差異，這需要在進(jìn)行插值計算時(shí)，根據不同的具體條件選擇適當的插值方法。
3.建模流程
在前期項目的工作基礎上，我們總結了大量的建模經(jīng)驗、教訓，并結合地質(zhì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)指導，針對華北平原地區的特點(diǎn)，提出一套建模流程。
根據其構建流程，有條不紊地完成建立模型，模型制作的流程： （1）數據的收集、整理與檢查。包括剖面數據的預處理，鉆孔數據的預處理，以及剖面數據與鉆孔數據的配準等工作。
并且通過(guò)Mapgis格式的華北地區底圖，提取出地表離散點(diǎn)信息。此外，搜集了渤海地區的海底數據。
（2）數據導入到建模系統軟件中，進(jìn)行模型構建。將剖面數據、鉆孔數據、地表離散點(diǎn)數據以及渤海海底數據等，導入到工區中，按照一定的建模順序依次建立各模型元素。
（3）根據導入的數據，理清其對應的關(guān)系，依序建立各種地質(zhì)體。按照上面建模過(guò)程中生成的地質(zhì)元素，建立地質(zhì)體模型。
（4）檢查與校驗。檢查、校驗所建立的三維可視化模型，如果發(fā)生錯誤，重復前面的步驟，進(jìn)行模型的修改工作。
（一）導入剖面數據 剖面是地質(zhì)專(zhuān)業(yè)人員根據工作要求，依據鉆孔信息繪出的地層斷面圖，需要說(shuō)明的是，剖面圖也許不是地質(zhì)情況的真實(shí)反映，但它包含著(zhù)技術(shù)人員的推理和經(jīng)驗，可以說(shuō)是地層情況最接近真實(shí)的反映。剖面圖的存放格式，由于各技術(shù)隊伍作圖采用軟件不同，圖形存放的文件格式也不盡相同，主要有MAPGIS圖形數據格式和AUTOCAD圖形數據格式。
本系統的數據輸入可留出這兩種圖形文件數據接口。具體地說(shuō)，若是MAPGIS圖形格式，采用把圖形數據轉換成MAPGIS明碼文件文本數據格式，再讀入系統進(jìn)行復原即可。
若是AUTOCAD圖形數據格式，可把DWG圖形文件格式轉換成DXF標準圖形文件格式，讀入系統即可。還可把MAPGIS和AUTOCAD兩種圖形文件混合輸入。
例如需在剖面圖上添加巖性顏色，即可在MAPGIS中調用剖面，做巖性顏色區文件，再輸出MAPGIS明碼文件，可很好地解決剖面圖剖面數據輸入問(wèn)題。對于三維建模系統來(lái)說(shuō)，這種方式可很好地解決地下各含水層的表達問(wèn)題。
MAPGIS明碼文本文件包括兩種文件，即.WAL和.DXF文件，.WAL文件記錄了測線(xiàn)的名稱(chēng)、段數和測點(diǎn)坐標等信息，.DXF文件記錄了剖面上的點(diǎn)和線(xiàn)等內容信息。通過(guò)讀入這兩種文件和一些變換便可以導入剖面信息，將剖面立在工區中（工區用來(lái)在三維地質(zhì)體中劃定一個(gè)待研究的區域，它是一個(gè)立方體，有一個(gè)頂面、一個(gè)底面及四個(gè)側面。
用戶(hù)關(guān)心的所有地層、斷面等都將包含在這個(gè)立方體中。）。
從.WAL文件中讀出剖面線(xiàn)上每個(gè)點(diǎn)的位置信息，每?jì)蓚€(gè)相鄰的點(diǎn)可以確定一個(gè)面。圖5-93為剖面導入到工區中的情況。
將剖面信息導入后，用戶(hù)便可以觀(guān)察剖面上的各種信息，并對進(jìn)行分析。剖面是生成地層、斷層、透鏡體等的主要數據源之一，用戶(hù)要從剖面上拾取地層線(xiàn)、斷層線(xiàn)、透鏡體線(xiàn)用于在后面生成各種地質(zhì)元素，并且可以根據地質(zhì)專(zhuān)家的要求對這些線(xiàn)信息進(jìn)行增加、修改、刪除等編輯操作。
圖5—93 剖面導入到工區中 1.拾取斷層線(xiàn) 拾取斷層線(xiàn)時(shí)，首先在樹(shù)節點(diǎn)上選定一個(gè)剖面，選擇拾取斷層線(xiàn)功能，便可以用鼠標左鍵在剖面上拾取合適的線(xiàn)用來(lái)控制生成斷層，拾取完后要指定所拾取折線(xiàn)所屬的斷層。同樣，可以完成在剖面上增加一個(gè)斷層線(xiàn)的功能，增加斷層線(xiàn)時(shí)要根據專(zhuān)家的意見(jiàn)，合理增加，以便更好的控制斷層的生成。
當我們選中一個(gè)斷層線(xiàn)時(shí)，可以對它進(jìn)行編輯操作。如圖5—94。
2.拾取地層線(xiàn) 在拾取地層線(xiàn)時(shí)，首先在樹(shù)節點(diǎn)上先選定一個(gè)剖面，然后旋轉觀(guān)察各個(gè)剖面上的信息，以便確定哪些線(xiàn)屬于同一個(gè)地層，確定后再對剖面上的線(xiàn)進(jìn)行拾取。拾取完成后，要設置每一條線(xiàn)所屬的地層，以便后面生成地層時(shí)進(jìn)行識別。
同樣，可以完成在剖面上增加一個(gè)地層線(xiàn)的功能，增加地層線(xiàn)時(shí)要根據專(zhuān)家的意見(jiàn)，合理增加，以便合理的控制地層的形態(tài)。由于剖面圖是在平面上繪制的，這樣就會(huì )有一定的誤差，表現在導入的剖面上，相同的地層線(xiàn)不能吻合，這樣就會(huì )對生成的地層產(chǎn)生影響，需要進(jìn)行一定的編輯。
系統按照需要提供了這樣的功能，首先在樹(shù)上選中一條地層線(xiàn)節點(diǎn)，并選擇編輯地層線(xiàn)功能，便可以完成對地層線(xiàn)的編輯操作。如圖5—95。
圖5—94 拾取斷層線(xiàn) 圖5—95 拾取地層線(xiàn) （二）導入鉆孔數據 鉆孔數據主要包括鉆孔各地層深度、巖性、所屬時(shí)代等與地質(zhì)結構相關(guān)的內容。鉆孔數量有240多個(gè)，主要分布在黑河流域平原區。
鉆孔數據已裝訂成冊記錄，為符合建模數據的要求，把鉆孔全部錄入到地下水資源數據系統Access數據庫Gwexplore中。鉆孔數據是地質(zhì)技術(shù)人員在野外鉆探現場(chǎng)記錄并整理的第一手技術(shù)資料，它對于模型的生成起直接或間接校正的作用，因此，要對鉆井數據進(jìn)行充分利用。
我們實(shí)現了對斷層鉆點(diǎn)、地層鉆點(diǎn)以及透鏡體鉆點(diǎn)的加載和編輯功能。 1.導入鉆孔數據 導入鉆孔數據時(shí)，首先切換到鉆孔模型樹(shù)下，選中“鉆孔集”根節點(diǎn)，然后選擇將導入的鉆孔數據文件，連接數據庫。
完成了數據庫的連接之后，用戶(hù)可以選擇導入所有鉆孔或單個(gè)鉆孔信息，這樣就將鉆孔信息加載到了工區中。同樣，用戶(hù)也可以選擇斷開(kāi)與鉆孔數據源的連接。
如圖5—96。 圖5—96 導入鉆孔 2.編。
4.三維地質(zhì)建模
是兩種不同的概念，但也有聯(lián)系。
狹義來(lái)講，三維地質(zhì)建模是利用可靠的地質(zhì)資料，運用空間插值、幾何重建、計算機圖形圖像等技術(shù)方法，還原地質(zhì)對象實(shí)體或屬性的空間分布特征的技術(shù)方法和工作過(guò)程。地質(zhì)數據三維可視化是指利用三維可視化技術(shù)，展示地質(zhì)數據本身的時(shí)空特征。
從字面上來(lái)看，三維地質(zhì)建模強調了推測，重視推理和分析，重視地質(zhì)專(zhuān)家的經(jīng)驗和知識的參與，三維模型只是分析結果的展示手段；而地質(zhì)數據三維可視化，強調的的利用三維可視化方法，還原地質(zhì)對象原本的三維空間特征。廣義來(lái)講，三維地質(zhì)建模是地質(zhì)數據三維可視化的一種手段。
國內，這兩個(gè)概念沒(méi)有人搞清楚，就算是地質(zhì)行業(yè)的專(zhuān)家也是模棱兩可。科研領(lǐng)域對三維地質(zhì)建模的研究或局限在網(wǎng)格構建算法方面，或局限在地質(zhì)構造的幾何結構描述方面，三維可視化普遍被認為是沒(méi)有技術(shù)含量的軟件方法而已。
5.地質(zhì)填圖方法種類(lèi)有哪些
你才加10分，太少了。
地質(zhì)填圖：1.室外工作：首先要對工作區進(jìn)行踏勘，確定填圖的精度，新工作區要進(jìn)行實(shí)測剖面，建立標志層，尋找化石，計算各個(gè)巖層的厚度，建立柱狀圖等。然后根據設計的精度布線(xiàn)，組織技術(shù)人員進(jìn)行填圖，對于重要的構造或者地層，可以采用穿插法，也可以采用追索法，對于工作區的礦點(diǎn)或者重要的構造可以做些地表揭露工程，每天的野外工作都要認真的搜集地質(zhì)特征，做好記錄。
2.室內工作：把野外搜集到的資料投影在地形圖上。工作區任務(wù)完成后要整理資料，寫(xiě)地質(zhì)報告。
地質(zhì)填圖的種類(lèi)：地質(zhì)填圖可以根據需要確定它的精度，我國1:5萬(wàn)的地質(zhì)填圖早在70年代以前就完成了，西部地區也早已完成了1:10萬(wàn)的填圖。同時(shí)我國的航測探礦工作也早就完成了，對于一些比較大的或者中型的礦床大部分都已探明或者備案，現在我們需要做的是對一些礦點(diǎn)，礦區外圍進(jìn)行填圖，這些工作都是大比例尺的。對于這些地區，同時(shí)還會(huì )有相關(guān)專(zhuān)業(yè)的工作，比如，物探，化探，水文地質(zhì)等。
就簡(jiǎn)單的回答這些。
6.三維地質(zhì)建模的地質(zhì)研究
若要將三維地質(zhì)建模技術(shù)直接應用到油藏開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，必須也能夠與油藏地質(zhì)研究相結合。
下面的圖片是一個(gè)華北油田的例子。我認為是一個(gè)將三維地質(zhì)建模直接應用于生產(chǎn)研究的很好的例子。
由于渤海灣盆地沉積、構造的復雜性，在許多區塊地層對比是一個(gè)很大的難題，尤其是斷點(diǎn)的對比，出現50m左右的誤差是很平常的事。但斷點(diǎn)對比的不準確，會(huì )直接影響到斷層兩側油藏關(guān)系的認識，并進(jìn)而影響到生產(chǎn)措施的實(shí)施。在利用最初的地層對比方案建立斷層模型的時(shí)候發(fā)現，兩條主要斷層的斷點(diǎn)是分散在斷層模型兩側的，顯然這是由于地層對比的誤差所導致的。對于常規建模工作來(lái)說(shuō)，我們完全可以不必考慮所有的斷點(diǎn)，只要根據多數斷點(diǎn)建立起一個(gè)平均的斷面就可以。如果出現不準確的問(wèn)題，哪是地層對比人員的事，不是我們的責任。但油田采油廠(chǎng)的人從生產(chǎn)要求的角度出發(fā)，采用了斷層建模與地層對比相交互的方法。即通過(guò)Petrel的斷層模型找出與斷層面不吻合的斷點(diǎn)，然后對斷點(diǎn)進(jìn)行重新對比。經(jīng)過(guò)多次的反復，最終將所有的斷點(diǎn)都收斂到了一個(gè)斷面上。其結果不僅使斷層模型更為準確，也幫助解決了地層對比工作中長(cháng)期存在疑問(wèn)。從而使建模技術(shù)很快的被油田一線(xiàn)生產(chǎn)人員所接受和喜愛(ài)。
三
7.常用的工程地質(zhì)勘察方法有哪些
工程地質(zhì)勘察是為查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素而進(jìn)行的地質(zhì)調查研究工作。
所需勘察的地質(zhì)因素包括地質(zhì)結構或地質(zhì)構造：地貌、水文地質(zhì)條件、土和巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，自然（物理）地質(zhì)現象和天然建筑材料等。這些通常稱(chēng)為工程地質(zhì)條件。
查明工程地質(zhì)條件后，需根據設計建筑物的結構和運行特點(diǎn)，預測工程建筑物與地質(zhì)環(huán)境相互作用（即工程地質(zhì)作用）的方式、特點(diǎn)和規模，并作出正確的評價(jià)，為確定保證建筑物穩定與正常使用的防護措施提供依據。 一般包括兩大部分：文字和圖表。
文字部分有工程概況，勘察目的、任務(wù)，勘察方法及完成工作量，依據的規范標準，工程地質(zhì)、水文條件，巖土特征及參數，場(chǎng)地地震效應等，最后對地基作出一個(gè)綜合的評價(jià)，提承載力等。圖表部分包括平面圖，剖面圖，鉆孔柱狀圖，土工試驗成果表，物理力學(xué)指標統計表，分層土工試驗報告表等。
