GOCAD 软件三维地质建模方法
Gocad 建立三维地质模型网格
选择参考面
选择参考面———顶底面，可以 设置网格方向和网格化范围。
设置网格
有三种方式： 1.自动；
2.交互式；
3.用已经建立好的。
定义顶底面
首先选择自动计算Guess Up to Distance，如果有不满意的地方， 可以修改、添加和删除断层断过 层面的轨迹线及其端点。来自设定顶底面之间的连 接
点击自动计算Guess All Associations，并可以点击其它键 进行修改。
设置平面网格方向
有三种方式：
1.平行于X、Y方向；
2.平行于外边界； 3.定义矢量方向。
分布网格走向
点击Guess Alignment自动分布网 格走向，或选择其他图标修改网 格分布。
创建层间连接线
点击Initialize Pillars 自动初始化 两层之间的连接线
创建网格
定义纵方向上层与层之间的网格 数，输入适当的值。
建立网格
定义平面方向上的网格数，输入I、 J方向上的网格数，点击Create Grid，建立网格。
谢谢！
Gocad 建立三维地质模型 网格
新建三维地质模型网 格流程
打开workflow，右键点击3D Reservoir Grid Builder，新建三 维地质模型网格流程，输入新流 程名，点击OK。
建立三维地质模型网 格的方法
一种是由面来建立；一种是用已 经存在的二维网格来建立。另外 还可以对加载进来的网格进行编 辑。我们主要用面来建立三维网 格。
基于GoCAD与Surfer平台建立三维地质模型研究
基于GoCAD与Surfer平台建立三维地质模型研究【摘要】本文基于GoCAD与Surfer平台建立三维地质模型进行研究，通过分析地质模型建立方法、数据获取与处理、模型建立过程、结果分析和模型验证等内容，探讨了该方法在地质研究中的应用。
研究表明，该方法能够有效地模拟地质构造、地层分布等信息，为地质工作者提供了强大的工具和技术支持。
通过对研究成果进行总结和分析，本文阐述了其在地质学领域的重要意义，并展望了未来的研究方向和应用前景。
该研究为地质学领域的发展提供了新的思路和方法，具有一定的理论和实践价值。
【关键词】GoCAD, Surfer, 三维地质模型, 研究背景, 研究目的, 地质模型建立方法, 数据获取与处理, 模型建立过程, 结果分析, 模型验证, 研究成果总结, 研究意义, 未来展望.1. 引言1.1 研究背景地质模型是地质学研究中重要的工具之一，可以帮助地质学家们更好地理解地质构造、矿产资源分布及地下储层特征。
随着计算机技术的不断发展，基于GoCAD与Surfer平台建立的三维地质模型在地质学领域中得到了广泛应用。
研究人员可以通过这些先进的建模工具，将多种地质信息整合在一起，利用空间分布等特征来重建地下结构的立体模型，为地质勘探与资源开发提供重要的指导。
本研究旨在探讨如何利用这些平台，结合丰富的地质数据，建立高精度、高可靠性的三维地质模型，为地质学研究和实践提供更为准确的工具与方法。
通过对地质模型建立方法、数据获取与处理、模型建立过程、结果分析和模型验证等方面进行系统研究，旨在为地质学领域的发展和应用提供新的思路和技术支持。
1.2 研究目的研究目的是通过基于GoCAD与Surfer平台建立三维地质模型，深入了解地下地质结构、构造特征和矿产资源分布规律。
具体来说，主要包括以下几个方面：1. 理解地质构造演化过程：通过建立三维地质模型，可以揭示不同地质时代的构造事件，分析地质体系之间的相互关系，揭示地质构造演化的规律。
三维地质结构建模规范
三维地质结构建模规范---------第0版主编单位：北京超维创想信息技术有限公司完成时间：2009年01月10日总则1.为在三维地质结构建模过程中贯彻执行国家现行的有关方针政策，保证建模质量，提高建模水平，以使建模过程达到技术先进、经济合理、安全可靠，制定本规范。
2.本规范适用于城市地质、矿山地质、煤田地质、石油地质三维模型构建。
3.三维地质模型构建应在数据采集、数据分析和吸取国内外先进科技成果的基础上合理选择参数，优化设计。
4.三维地质模型构建除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。
0 术语1.GSIS：Geology Space Information System 地质空间信息系统；2.GOCAD：Geology Object Computer Aided Design地质模型计算机辅助设计；3.钻孔：Drill 获得地层岩性分层情况的一种方式；4.探槽：Prospecting Trench 在地质勘查或勘探工作中，为了揭露被覆盖的岩层或矿体，在地表挖掘的沟槽；5.轮廓线：Contour Line 地质对象（矿体）的外边缘线；6.地质构造：Geologic(al) Structure 地壳或岩石圈各个组成部份的形态及其相互结合方式和面貌特征的总称；7.褶皱：Fold 由于地壳运动，岩层受到挤压而形成弯曲的过程；8.断层：Fault 地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造；9.地震：Earthquake地球内部介质局部发生急剧的破裂，产生的震波，从而在一定范围内引起地面振动的现象；10.地基：Subsoil 直接承受构造物荷载影响的地层，基础下面承受建筑物全部荷载的土体或岩体称为地基。
11.1 收集资料不同的工作区，不同的建模要求，数据的类型，格式也不同。
综合分析，目前地质数据详见表1。
表1显示，地质图件主要是MapGIS和AutoCAD两种格式，其他取样数据主要是Access数据库和Excel数据表的格式，而工程地质方面还有理正数据，石油地质有地震剖面数据和测井曲线。
基于GOCAD的三维地质模型构建方法
谢谢观看
2、导入数据：将准备好的地质数据导入到GOCAD软件中，支持多种数据格式， 如CSV、Excel、DBF等。
3、编辑数据：在软件中对数据进行清洗、过滤和整理，以确保数据的质量和 准确性。
4、创建地层实体：利用软件提供的工具，创建地层实体并设置其属性，如厚 度、颜色等。
5、添加断裂构造：利用软件的断裂工具，添加断裂构造信息，并设置其属性， 如方向、倾角等。
2、二维切片图：通过将三维模型进行二维切片，生成各种专业图表，如柱状 图、平面图等，满足不同领域的需求。
3、三维可视化效果：利用GOCAD的强大可视化功能，对生成的三维地质模型 进行实时三维可视化操作，提供更直观的地质信息展示效果。
结论基于GOCAD的三维地质模型构建方法是一种高效、精确的建模技术，已广 泛应用于地质领域。该方法通过数据采集、数据处理和模型构建等步骤，能够 生成高精度的三维地质模型。通过质量控制和成果展示，这种方法具有较高的 实用价值和使用价值。
研究方法
本次演示采用文献调研和案例分析相结合的方法，首先对现有的地质数据管理 和三维地质模型构建方法进行梳理和评价，然后通过实际案例深入探讨这些方 法的优缺点及改进方向。此外，我们还引入了大数据和人工智能技术，开发了 一套全新的基础地质数据管理和三维地质模型构建系统。
结果与讨论
通过对文献的梳理和案例分析，我们发现现有的地质数据管理方法主要面临数 据格式不统一、数据冗余和数据更新困难等问题。而三维地质模型的构建方法 则存在建模过程复杂、计算精度不高和可视化效果不佳等问题。针对这些问题， 我们提出了全新的解决方案：首先，我们通过统一数据格式、引入数据挖掘技 术和建立动态更新机制等手段，
三维地质模型构建的第一步是数据采集。数据采集包括地面测量、钻孔数据、 遥感影像等多种来源的数据。这些数据经过处理和筛选，为后续建模提供基础 数据支撑。
GOCAD在岩体三维可视化模拟中的应用经典
坝陵河地区研究区域地表等高线（Z坐标显示）
结论
课题组通过融合CAD图形技术，借助GOCAD软件强大 的地质建模功能，尝试建立了贵州安顺坝陵河大桥西岸局 部地质体的三维模型。
该模型融合了众多钻孔、地质剖面等各种地质信息，不 但清楚直观地展现了地层的空间走向和分布，模拟了复杂 岩体的产状、形状，同时将GOCAD模型转化到CAD模型 之中，使CAD将属性信息附着于图形，从而在图形上即可 获知整个区域的属性分布，并清楚地显现出来。这有利于 发现以往二维可视化成果难以获取的信息，为设计人员作 出迅速或正确决策提供有效参考。
（4）属性模型
地质对象的各种属性不但可以附加在模型上，而且，GOCAD 里对象的属性还可以遗传，比如将孔隙率属性附加在点对象上， 由点生成的线或面的控制点上也具有同样的属性，这样就可利用 离散平滑内插技术对属性进行内插，由局部点的特征属性插值得 到整个地质区域内该属性的分布情况。
基于GOCAD软件所建立的实体模型，模拟了复杂岩体的产状 和形状与其接触关系，图形实体的主要特征属性能够相互接触，利 用其所具有的图形特性和直接利用图形的运算能力，属性的分布和 相关关系可从图形中导出和计算，然后应用于多种数值方法之中， 较之现有的纯数学计算方法更加直观、简便和可靠。
CAD 图形 技术
GOC AD软 件
精确绘图技术
图形拓扑运算
岩
三维实体模型的创建
体
三
三维实体模型的编辑
维
可
核心的地质建模功能
视
化
结构特征和地质属性的统一
模
拟
强大的可视化功能
地质解释功能
GOCAD软件与数学处理方法
➢ GOCAD软件简介 ➢ GOCAD的数学处理方法 ➢ 建模方法 ➢ 三维数据结构 ➢ 数据接口和二次开发
GOCAD软件在工程地质三维建模中的应用
GOCAD软件在工程地质三维建模中的应用摘要：针对三维建模中的不精确、和数值分析接口不连续性问题，采用GOCAD软件建立工程地质体的三维模型，使得建立的模型达到既“可视”又“可算”的目的。
将其应用于岩滩水电工程的地质三维建模中，证明了该法具有准确、快捷和合理等优点。
关键词：GOCAD；工程地质；三维建模1引言传统的地质信息的模拟与表达主要采用平面图和剖面图，其实是将三维空间中的地层、构造、地貌及其它地质现象投影到某一平面上进行表达。
该方法存在的主要问题是空间信息的损失与失真、制图过程繁杂及信息更新困难。
三维地质建模正是针对传统的地质信息模拟与表达方法的缺陷，借助计算机和科学计算可视化技术，直接从三维空间的角度去理解和表达地质体与地质环境。
国外将可视化技术应用于三维地质数据的管理、分析和模拟起步较早，并达到一定的深度，目前已有许多成熟的软件系统推出，如GOCAD、AVS、LYNX、CTECH、EARTHVISION等。
这些软件涉及地震勘探、地质结构建模、矿床模拟、开采评估、规划设计、生产管理等领域，有的是通用型可视化系统，有的则是面向地质领域的专用系统。
其中GOCAD是一个关于地球物理、地质、工程应用的三维地学模拟软件，其核心模块是基于离散光滑插值技术（DSI）进行扩展实现的，在地质体结构建模上有独到之处，能够准确表达工程地质特征。
本文以岩滩水电站为例，基于现有工程地质勘察的基本资料(等高线图、钻探及物探资料等)，利用GOCAD软件，建立起相应的三维工程地质概念模型，更清晰认识地质体的空间形态和相互关系，而且为地质体的三维数值模拟提供了基础，达到“可视”又“可算”的目的。
2三维结构面的建立结构面是地质体三维建模的基础，利用已有的离散数据资料构建地质体的地形面及各个构造面，是建立合理的三维地质体模型的前提。
GOCAD中提供了支持CAD所产生的DXF格式文件的接口，可以将CAD中构造的等高线地形图导入，经处理后自动生成三维地形面。
GOCAD油藏三维综合地质建模技术
国际大趋势在勘探开发日益一体化的今天，国际上已相当普及从油气田规模到区块规模再到单个油气藏的三维定量综合地质建模。
对于中国普遍存在的复杂地质条件油气藏，三维综合地质建模更不可少，可以肯定地说，这也是国内勘探开发一体化发展的必然环节。
勘探开发一体化三维综合地质建模及虚拟现实技术您理想的综合地质建模解决方案主要内容国际石油工业界的建模共识 国际石油工业界的通力协作 GOCAD软件产品简介GOCAD综合建模技术特色GOCAD 综合建模技术简介国际石油工业界的建模共识现代油气藏科学管理两大支柱：静态描述+动态模拟•油气藏描述：目标―储层三维定量地质模型构造格架模型、储层结构模型、流动单元模型、参数分布模型•油气藏模拟：基础―储层三维定量地质模型三维油藏数值模拟成败的关键什么是储层三维定量地质模型呢？定量表征油气藏目前状态下，储层特征（储层结构及属性参数）在三维空间分布规律的地质模型。
储层地质模型分类一、按勘探开发阶段及模型精度分类(裘亦楠，1991)•概念模型（Conceptual model）•静态模型（Static model）•预测模型（Predictable model）储层概念模型：点坝砂体的半连通模式（据薛培华，1991）储层静态地质模型概念：描述某一具体油气田或区块的一个或一套储层的属性特征在三维空间上的变化和分布规律的地质模型。
目的：为编制开发方案及调整方案提供地质依据实现：小层平面图、油层剖面图、栅状图、三维分布图、切片图缺点：地震-信息覆盖面广但垂向分辨率低测井-井间参数内插与外推预测精度考虑较少，精度欠缺储层预测地质模型概念：对井间及其外围地区的储层参数进行高精度内插和外推预测的高质量地质模型。
目的：开发调整、井网加密或三次采油实现：地质随机建模技术、地震约束、井网控制精度：井间预测精度―数十米或数米级储层地质模型分类二、按储层表征内容或建模步骤分类•构造格架模型•储层结构模型•流动单元模型•参数分布模型储层结构地质模型储层相模型：相控建模技术应用的基础概念：描述储层几何形态以及三维空间分布的地质模型。
GOCAD三维地质建模的应用
GOCAD三维地质建模的应用GOCAD三维地质建模的应用摘要GOCAD是以工作流程为核心的新一代地质建模软件，达到了半智能化建模的世界最高水平，具有强大的三维建模、可视化、地质解释和分析的功能。
既可以进行表面建模，也可以进行实体建模; 既可以设计空间几何对象，也可以表现空间属性分布。
本文主要介绍了GOCAD三维地质建模的背景、方法、流程、效果四个方面。
关键词GOCAD 三维可视化地质建模1建模背景目前，对于地质勘测所获得的大量二维和静态的地质信息资料，地质专业人员只是依照经验推断出地下岩层和构造的走向、分布，进而预测其变化规律。
近年来，计算机软硬件技术的发展为地质勘测资料在计算机上建立三维地质模型创造了条件。
目前，在地质学领域中，岩体的三维可视化模拟已成为人们广泛关注的热点。
本模型建立主要针对某煤矿主采煤层进行三维地层可视化工作。
基本思想是以煤层底板等高线和地质柱状图为建模基础信息，采用三维可视化技术，将二维抽象的等高线信息以三维可视化的图形效果直观形象地表达出来，为开采决策提供依据。
2建模方法三维地层可视化建模的思想，是通过利用各种地质勘测资料，借助GOCAD内部的离散平滑内插运算方法，将离散数据转化为连续曲面，进而建立地层的三维模型，处理岩层界面与结构面的组合关系，逼真地反映地质体的全貌。
3三维地质模型构建流程3.1数据的选择及录入利用GOCAD进行三位地质建模采用的基本数据大致分为点数据及线数据两种，在煤矿建模中，点数据一般指钻孔柱状图信息，而线数据则通常指煤层底板等高线。
利用钻孔柱状图选取构建三维地质模型点数据的优势在于能精确选择同一钻孔中不同高程的多个具备代表性的点，例如某一钻孔中的地表、煤层顶、底板以及岩层等点数据。
同时，这些点数据也能很好地描述所代表地质信息的精确方位和坐标。
而煤层底板等高线数据相对于钻孔数据而言，在三维地质建模过程中的优势则在于能形象突出地描述该地质区域的整体地貌，在三维地质模型中具体面的整体表现上更为突出。
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GOCAD 软件三维地质建模方法
1建模方法
GOCAD 三维地质建模主要包括两类：一类是构造模型（structural modeling）建模，一类是三维储层栅格结构（3D Reservoir Grid Construction）建模。
（1）构造模型（structural modeling）建模建立地质体构造模型具有非常重要的意义。
通过建立构造模型能够模拟地层面、断层面的形态、位置和相互关系；结合反映地质体的各种属性模型的可视化图形，还能够用于辅助设计钻井轨迹。
此外，构造模型还是地震勘探过程中地震反演的重要手段。
（2）三维储层栅格结构（3D Reservoir Grid Construction）建模根据建立的构造模型，在3D Reservoir Grid Construction 中可以建立其体模型；同时地质体含有多种反映岩层岩性、资源分布等特性的参数，如岩层的孔隙度、渗透率等，可对这些物性参数进行计算和综合分析，得到地质体的物性参数模型。
当采样值在地质体内密集、规则分布时，可以直接建立采样值到应用模型的映射关系，把对采样值的处理转化为对物性参数的处理，这样可以充分利用计算机的存储量大、计算速度快的特点。
当采样值呈散乱分布，并且数据量有限时，需要采用数学插值方法，拟合出连续的数据分布，充分利用由采样值所隐含的数据场的内部联系，精确的模拟模型中属性场的分布。
图1-1孔隙度参数模型分布图
2 建模流程
2.1数据分析
（1）钻孔、测井分布及数据分析
支持三维建模的数据主要为钻孔和测井。
由于对区域范围和建立三维地质建模的精度要求不同，得对所得到的钻孔、测井的分布和根据其取得的数据进行分析和处理是的必要。
根据钻孔、测井的分布范围和稠密程度可以大致确定地层的分布界限，对钻孔较少区域采取补充钻探或者采用其它方法进行处理。
（2）地质剖面
对于建立三维地质模型，只根据钻孔和测井是不够的，在长期的地质勘探中形成的地质剖面图，对建立三维地质模型具有重要的作用。
对地质剖面进行矢量化形成ASCII文件，输入到GOCAD 中形成三维地质剖面，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。
图2-1由二维地质剖面图形成的三维连井剖面图
（3）参数分析
由钻孔、测井取样得到的地质参数如孔隙度、饱和容重、压缩系数、压缩模量等等，具有随机性和结构性：随机性指参数在特定点上取值不确定，杂乱无章，但参数总体取值服从一定概率分布规律的一种现象；结构性指参数在空间分布上确定的、有规律的一种表现特征。
根据建立不同的参数模型时，要对所选择的参数进行统计分析，使建立的参数模型更加合理。
2.2 插值方法
离散光滑插值根据数据分析得到的离散点建立各个岩层的曲面，并与建立的三维地质剖面进行对照，提取剖面与曲面相异处的点，作为控制点，经过离散光滑插值来拟合曲面，使建立的曲面符合已知数据，提高精确度。
空间数据的内插是通用CAD 和GIS 软件的进本功能但这两类软件使用的数据内插算法并不使用地质构造的数据内插。
CAD 系统的数据插值目标是建立光滑、漂亮的曲线或曲面，不考虑空间对象本身具有的属性特征，以及这些属性同空间几何形态之间的关联，但仅使用与二维空间对象的插值，无法满足三维空间的插值需求，同时GIS 插值算法使用与连续表面的插值，对断裂等空间不连续现象的支持不足。
针对以上通过插值算法的不足，提出了针对地质建模特点的插值算法，即离散光滑插值算法（DSI）。
DSI 类似于解微分方程的有限元方法，用一系列具有
空间实体几何和物理特性、相互连接的空间坐标点来模拟地质体，已知节点的空间信息和属性信息被转化为线形约束，引入到模型生成的全过程，因而DSI 插值适用于自然物体的模拟。
DSI 技术的基本内容是，对一个离散化的自然体模型，建立相互之间联络的网络，如果网络上的点值满足某种约束条件，则未知节点上的值可以通过解一个线性方程得到。
2.3 建立三维地质模型
(1) 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。
(2) 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。
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。
对于地质建模来说，利用有限的观测数据集合来进行地质体的物性随机模拟是非常重要的，该方法需要以下三步来完成：
①用确定性或者随机性方法定义一个由几何形态定义的三维地质体网格地质体的外壳；
②使用这个外壳来选择定位于地质体外壳内的三维网格的子集；
③对上述步骤②定义的子网格应用地质统计方法来模拟地质体内的物性参数变化。
2.4 地质统计分析
在GOCAD 软件中，地质统计主要分析数据的空间关系。
根据输入的参数数据，进行空间数据分析，把分析得到的变量分析保存成文件，然后根据所选择的地质统计方法，如普通Kriging、简单Kriging、协同Kriging 等方法进行估计，最后利用软件提供的有序高斯（SGS）算法进行模拟，根据此，可以形成参数模型的随机模拟。