三维地质建模学习资料
矿床三维地质模型构建
矿床三维地质模型构建引言矿床三维地质模型是根据地球内部结构和特定地质过程的理论基础上，通过采集、处理和分析地质数据，以及运用地质模拟方法和数学建模技术建立起来的地质现象的可视化模拟模型。
这种模型构建可以帮助地质学家、矿产资源管理者和矿业公司更好地理解和掌握矿床的成因、分布和演化规律，为矿产资源勘查和开发提供决策依据。
三维地质模型构建的基本步骤1. 数据采集与预处理矿床三维地质模型的构建首先需要采集相关的地质数据，包括地层、地球物理、遥感和地球化学等方面的数据。
这些数据需要进行预处理，进行数据清理、滤波、平滑等处理，以提高数据的质量和完整性。
2. 数据解释与分析在数据采集和预处理之后，需要对采集到的数据进行解释和分析。
这包括地质剖面的解释、地球物理图像的解释以及地球化学数据的分析等。
3. 建立模型框架在数据解释和分析的基础上，需要建立矿床三维地质模型的框架。
这个模型框架包括矿床的主要元素、空间分布规律和演化过程等方面的要素。
4. 模型参数设定与模拟模型参数设定是矿床三维地质模型构建的一个关键步骤。
参数设置需要根据地质数据和模型框架进行合理的设定，以保证模型的可靠性和准确性。
5. 模型验证与优化在模型参数设定之后，需要对模型进行验证和优化。
这包括与实际地质观测数据进行对比和验证，同时根据验证结果进行模型参数的调整和优化，以改进模型的可信度和准确性。
6. 模型展示与应用在模型验证和优化之后，可以将矿床三维地质模型进行展示和应用。
这可以通过三维可视化的方式展示模型结果，同时可以将模型结果用于矿产资源勘查和开发中的决策和规划。
三维地质模型构建的关键技术和方法1. 地质数据处理与解析地质数据处理与解析是矿床三维地质模型构建的基础。
这包括地层解析、电磁测深解析、遥感数据解析、地球化学解析等。
这些解析技术可以帮助地质学家理解地质数据的含义和特征。
2. 数值建模与计算数值建模与计算是矿床三维地质模型构建的关键步骤。
GMS-地质三维建模
GMS 地质三维建模学习教程本教程由群友pocar（马朋林，地大）与冬-京-地质（王铎）共同总结。
1、建立工程（project）选择钻孔模块，然后左侧目录浏览框中--右键--new--borehole，新建钻孔数据project2、选择工程所需模块在project上右键，选择model interfaces…弹出对话框，选择进行模拟所需要的模块3、输入地层分层数据在顶部菜单栏中，选择（materials）按钮，弹出如下对话框根据所选的模块不同，会自动添加所需输入的地层分层数据相关的参数，在这里只进行地质三维建模，因此，模块选择为空，地层分层数据所需输入的数据参数如下：4、导数或输入钻孔数据（包括坐标、标高、分层数据等）选中Borehole，右键，选择 ptoperties…弹出如下对话框输入钻孔数据5、建立地层剖面在顶部菜单栏中，选择Boreholes菜单下的 Auto cross blank cross section建立地层剖面线然后在顶部菜单栏中，选择Boreholes菜单下的Auto fill blank cross section，对剖面进行填充弹出如下对话框勾选第二个单选点OK，然后生成剖面6圈定模拟范围在顶部工具栏选择选择水平投影视图目录浏览框中右键，NEW，Coverage弹出选择OK选中coverage，然后点选中间竖条工具栏最后一个画弧按钮，在右侧编辑窗口中画弧线，圈定模拟区范围然后，选择，在右侧编辑窗口选定用于圈定模拟区范围的弧线选择顶部菜单栏中的菜单中的弹出将spacing 中的值改小点，一般在20-30之间即可，点ok，边界线上的点增加变多继续，选择顶部菜单栏中的菜单中的biuld polygons，建立区域7、建立地质三维模型选择顶部菜单栏中的菜单中的Map-TIN弹出点OK左侧目录浏览框中，选中tin（1），顶部菜单变为在顶部菜单栏中，选择菜单栏中的弹出下一步下一步点OK，然后选择旋转一下角度，即可显示完成三维地质建模基本工作。
三维地质建模
前言GMS（Groundwater Modeling System）是种综合性的图形界面软件，是一个各种软件于一体的，能够从钻孔到地层结构、从平面到空间、从单元到系统的综合性、系统性、全面性的软件。
不仅具有地下水模拟、地下水溶质运移模拟的功能，其在实现地质结构可视化方面功能亦同样突出。
经过10多年的发展，GMS软件的功能越来越完善，并在各个领域中取得广泛应用。
本文重点介绍了GSM软件在工程地质方面的应用情况，与其他三维地质建模软件对比。
对比显示GMS软件在当前广泛应用的三维建模软件软件中，如：GIS、FEFLOW、MOFDFLOW、FFMWATER、MT3DMS、RT3D、SEAM3D、MODPATH、SFFP2D，以其强大的功能明显优于其他三维地质建模软件。
在本文最后的工程实例中对3D GMS软件在三维地质建模中的应用有更详尽的阐述。
1三维地质建模基本问题概述1.1三维地质建模概述三维地质建模技术在上世纪60年代被国外学者提出，在国外，地质建模已经发展了几十年，中国自上世纪80年代末开始引入EsrthVision以来，也已经发展了快二十年。
近10年来，地学领域将其理解为地理Geography、地质Geology、地球物理Geophysics和大地测量Geodesy等地学相关学科的统称,因其英文名称之前缀均（Geo-)关于三维空间信息的研究与日俱增,形成了两大并行发展的支流:一是三维地理信息系统(3D GIS),二是三维地学模拟系统(3D Geosciences Modeling System,3D GMS)。
真3D地学模拟、地面与地下空间的统一表达、陆地海洋的统一建模、三维拓扑描述、三维空间分析、三维动态地学过程模拟等问题,已成为地学与信息科学的交叉技术前沿和攻关热点。
三维地质建模(3D Geological Modeling)又称为三维地学建模(3D Geoscience Modeling)、三维地质数字化建模等，一般对其过程进行了概括：三维地质建模是指在原始的地质勘探数据基础上，在地质工程师的专家知识和经验指导下经过一系列的解译、修改后，以适当的数据结构建立地质特征的数学模型，通过对实际地质实体对象的几何形态、拓扑信息(地质对象间的关系)和物性三个方面的计算机模拟，由这些对象的各种信息综合形成的一个复杂整体三维模型的过程[1]。
地质 三维 数据结构模型
地质三维数据结构模型
地质三维数据结构模型是将地质数据以三维形式进行表示和存储的模型。
它通过使用空间坐标和属性信息，以及各种先进的计算和可视化技术，将地质对象的空间分布、几何形状和属性特征进行描述和呈现。
以下是几种常见的地质三维数据结构模型：
1.点云模型：点云模型使用大量的点来描述地质对象的空间位置，在每个点上附加了属性信息。
这种模型通常用于地质勘探、地形测绘和三维扫描等应用，如激光雷达扫描得到的地形数据。
2.三角网格模型：三角网格模型使用一系列相连接的三角形来近似地表面或地质对象的几何形状。
每个三角形都有顶点和属性信息，可以包括地层分布、岩性、地球化学特征等。
这种模型常用于地质建模和地质工程分析。
3. 体素模型：体素模型将空间划分为一系列相等大小的立方体单元（体素），每个体素都有一组属性信息，如密度、属性、岩石类型等。
这种模型主要用于岩石物性模拟、地下水模拟和地震模拟等领域。
4. 网格模型：网格模型将地质对象分割为规则或不规则的网格单元，每个单元都带有属性信息，如物性参数、岩性等。
这种模型常用于地下水流动模拟、矿产资源评估和地质灾害分析等应用。
5. 分层模型：分层模型根据地质体的内部结构和层序关系来描述地层的连续性。
它可以用来表示地层的分布、变形和岩性等信息，用于石油勘探、地层建模和地质演化研究等领域。
这些地质三维数据结构模型能够更好地支持地质数据的可视化、分析和预测，为地质学研究、资源开发和环境保护等提供有力的工具和方法。
三维地质建模技术方法及实现步骤ppt课件
（二） 、建立层模型技术
正在攻关的方向及内容
地震、测井结合高分辨率层序地层学 测井约束下的地震反演；
沉积学：在野外露头精细解剖各类沉积体的建筑 结构要素，识别界面特征；
计算机自动对比:有模拟手工对比，有地质统计对 比（见一些报导）。
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（二） 、建立层模型技术
目前的实际应用：
在建立本区“岩—电”关系的基础上，用测 井
三维地质建模技术方法及实现步骤
阴国锋
2007.10.22
1
目录
一、三维地质建模的意义 二、三维地质建模技术发展的现状 三、三维地质建模的发展动向 四、三维地质建模技术方法及实现
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一、建模意义 建模的意义：
最大程度地集成多种资料信息， 最大程度地减少储层预测的不确定性。
3
二、地质建模技术发展的现状
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（二） 、建立层模型技术
现有成熟和流行技术：
河流砂体小层对比，应用“等高程”，“切片” 等方法：现已比较广泛应用，但仍为有待深化的技术；
地震横向追踪技术：有待提高分辨率； 高分辨率层序地层学：露头—岩心—测井—地 震综合，力争把准层序缩小到“十米级”。
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（二） 、建立层模型技术
正在攻关的方向及内容：
最重要的是新测井技术的发展和完善：
成像测井； 过套管测井； 随钻测井。
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（二） 、建立层模型技术
目的：
建立储集体格架：把每口井中的每个地质单 元通过井间等时对比联接起来——把多个一维柱 状剖面构筑成三维地质体，建成储集体的空间格 架。
关键点：
正确地进行小单元的等时对比，即要实现单 个砂层的正确对比。可对比单元愈小，建立的储 集体格架愈细。对于陆相沉积难度更大。
3DMine地质建模教材
附图：参数设置
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3DMine 矿业工程软件系列教程
附ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：异常值显示效果图
还可以通过菜单“表面模型>>DTM 等值线”功能，形成此异常值的等值线图。相关的操 作如下：
点击此功能后，左键选择该实体表面模型，将弹出对话框：
程序将自动判别出属性字段的值域范围（最大值和最小值），确定后即可得到此区域异
性表和样品表分开，以符合矿山实际工作流程为出发点。
以上钻孔的资料，一般都可以从钻孔编录中得到，不过，在过去的资料中，往往省略了
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3DMine 矿业工程软件系列教程
一些相同的内容，在运用数据库来管理时，需要将这些资料补齐。
对于坑道取样的记录，我们可以理解为沿坑道一帮或两帮的钻孔取样，所不同的是，此 时需要得到坑道实测位置图以及巷道的高程，如果是掌子面取样，还需要知道掌子面的方位 （与主坑道垂直）。如图在 1070 中段巷道上掌子面取样 633-83，在穿脉右帮取样 633-84。 此时，可以通过直接在实测巷道图上找到取样位置点（X/Y），根据巷道的底板标高（1070.6）， 加上巷道的腰高（1 米），也就是取样点的标高为 1071.6；另外可以通过穿脉巷道的方位， 或沿脉的方位换算出掌子面的方位。如果是斜坡道上取样，需要测算斜坡道的角度，以便求 出样槽的角度。如下表：
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3DMine 矿业工程软件系列教程
编号 633_83 633_84
Y 3682752.684 3682756.47
X 430203.38 430210.84
Z 1071.6 1071.6
长度 2 15.8
方位 角度
27.42
地质体三维建模方法与技术指南
地质体三维建模方法与技术指南本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March内容简介本书系统分析了目前国内外地质体三维模拟技术和应用软件开发的现状，由此提出了不同领域地质体三维建模的数据需求、技术流程和主要建模软件的数据接口；详细阐述了Micmmine、surpac、Mapgis、3D-Grid等三维地质体模拟软件在矿山、地下水、城市地质等领域的应用实践和示范工作，以及提交的相应三维模型成果；并对今后如何展开相关工作提出了建议。
本书可作为开展三维地质建模工作的指导用书，同时亦可作为地质及相关专业学生的专业参考书。
【节选】(一)地下水三维地质建模所需数据类型在地下水三维地质建模中，会涉及的地质现象主要有：地貌(或地形)、地层、褶皱、断裂、透镜体及侵人体等，为刻画这些地质现象，就需要用到地表数字高程模型数据(DEM)、遥感影像数据、地理信息数据、钻孔数据及剖面数据等。
具体来说，为刻画三维模型中的各种地质现象，需要的相关数据包括以下几种：1．地表数字高程模型(DEM)数据地表数学高程模型数据用于生成三维地质结构模型顶面(地表面)，此部分数据可以从测绘主管部门获取或向国家测绘局基础地理信息中心购买，从基础地理信息中心购买的数据属于标准数据，数据以ARCINFO数据格式存放。
DEM数据比例尺有多种，其中，全国的1：25万数据库在空间上包含816幅地形图数据，覆盖整个国土范围，国外部分沿国界外延25公里采集数据。
地貌统一在TERLK层中存放，包括等高线、等深线、冲沟等，DEM等高线的等高距，在全国范围内共分40 m、50 m、100 m三种，使用时可参照等分布图确定。
对于标准数据，可以根据需要进行数据格式转换、比例变换、投影变换等多种处理。
另外，如果不能获取现成的DEM数据，也可以自己使用专门的地理信息系统软件用地形图生产。
地质体三维建模及滑坡分析
地质体三维建模及滑坡分析N图1 地形面平面显示（等高线为10m间距）N图2 地形面平面显示（根据高程赋予不同颜色）图3 地形面立体显示（等高线为10m 间距）图4 地形面和基岩顶面平面显示图中地形面用浅黄色显示，地形面的2m 等高线用黄色显示，10m 等高线用绿色显示。
基岩顶面用紫色显示，基岩顶面的等高线为2m 间距，用红色显示。
从图4可以看出钻孔范围内的地形面与基岩顶面的关系。
N图5 基岩顶面的平面显示（根据高程赋予不同的颜色）1层，坡洪积土，亚粘土含碎石2层，洪坡积土，碎石土3层，岩堆，块石土5层，基岩，为泥岩shui1，覆盖层水shui2，基岩顶面水图6 钻孔资料显示从图6可以看到每个钻孔揭露的地层岩性，以及覆盖层水和基岩顶面水在钻孔处的出水位置、水的厚度、含水层的岩性。
fugaiceng, 覆盖层jiyan, 基岩图7 覆盖层和基岩的立体显示图8 覆盖层和基岩的剖面显示图6是well，然后做了region和marker，用不同颜色表示了。
图7是做了一个SGrid，然后用一个面将它分为两个region了，图8是sgrid的剖面显示。
讨论区：有几个问题请教大家，帮帮忙啊！谢谢！1、我感觉well的marker的颜色是自动设置的，而且不能改，只能通过修改名字系统配给另一种颜色。
而且保存后重新打开，它的颜色又变了。
我是好不容易才把水的颜色变为绿色和蓝色的。
2、SGrid生成region的时候，所用的surface必须能完全切开SGrid。
而我希望是中间有两个面围成一个封闭的部分（范围比较小）也能生成一个region。
就像面包中有一个杏仁的东西。
3、生成的面按属性（比方是高程）动态出现。
如模拟水从较高的一个地方流向较低的地方，就是一个面按高程逐渐出现。
SGrid生成region的时候，可以用中间两个面围成一个封闭的部分（范围比较小）也能生成一个region。
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好的地质模型就是对地质体的数字化表述
其实三维地质模型的建立就是对地质体的数字化
表述的过程，例如，建立地质模型需要将钻井分层数
据、井位坐标、钻井轨迹、测井曲线、测试资料、地
震解释成果等多种资料加载到计算机内，三维地质模
型本身也可以产生各种成果图件，这就相当于建立了
一个完整地基础资料和成果数据库。因此，一个精细
+
的地质模型应该起到一个地质研究数字平台的作用。 从这个模型中可以随时提取各种地质研究和油藏开发
所需要的资料。例如，它应该是一个可靠、落实的钻
井资料和地层对比数据库；可以随时从中提取构造图、
地层等厚图、砂岩厚度图、岩石物性等值线图、断面
图等基础研究图件以及任意部位和方向的油藏剖面图、
储层分布图等油藏研究成果图件。研究人员可以随时
根据模型对开发方案进行调整。能做到这样一个模型，
建模的第二作用和第三个作用即为数值模拟提供基础
模型和用于油藏的整体评价也就应纫而解。
地质建模的目的和意义 油气田的勘探评价和开发阶段都需要对油藏的构造形态和储层分布特征进 行细致的描述和研究。人们最初使用各种平面趋势图件和属性数据综合统 计结果作为油藏描述和储量计算的标准和依据；然而随着精细油藏描述的 客观需求的增加，传统的平面图、剖面图以及数据统计分析图表已经难于 满足人们对于油藏认识的渴求。同时计算机模拟技术的不断发展和计算机 硬件的不断更新换代，使得三维整体数据油藏描述技术逐渐成熟起来。严 格的说，三维整体数据油藏描述技术可以分为互相衔接的两大部分：油藏 静态描述和油藏动态模拟。而目前我们的工作核心就是油藏静态描述，即 地质建模。
把抽象的东西具体化，把没有想到的东 西凸现出来，提高研究水平。
地质建模在油田开发中的作用
严格的讲，地质建模已经不能算是 很新的技术，在国外，地质建模已经 发展了几十年，中国自上世纪80年代 末开始引入EsrthVision以来，也已经 发展了快二十年。但回顾一下地质建 模在油田开发中的作用，我们不难发 现，目前的三维地质建模主要有三个 方面作用：一是：地质体的数字化表 述；二是为数值模拟提供基础模型； 第三是用于油藏的整体评价，例如油 藏勘探开发的风险评价。
地质建模的方法和手段 地质建模技术完全依托于地质统计学基本原理，使用数学算法的手段来 模拟地质现象。
最后做总结
储层三维建模流程图
主要研究内容和步骤
①、基本数据集成。集成地质分层、各种图形化数据、测井 参数解释数据，建立地质建模软件数据平台，生成层面图。 ②、三维网格建立。建立精细的三维地质框架，应用局部迭 代算法和矢量场算法及断层锯齿化使模拟网格达到更好的正 交性。设置不同的参数控制网格化程度、确保层位的一致性、 防止层位的串层。 ③、构造建模 在区内的最新地震解释成果的基础上，对目的层段的层位进 行追踪，并利用构造解释成果，构造建模是以地震解释成果 为基础，在地质建模软件中建立构造模型。 ④、岩石物性建模 利用测井数据、钻井数据和趋势数据对储层物性进行模拟， 定量描述储层参数的空间变化。确定性和随机建模采用岩相 模型等作为属性模型的约束条件，从而建立能够反映地下储 层非均质性的孔、渗、饱等参数模型。 ⑤、数据分析及地质统计 进行多种数据转换，描述属性在空间的分布规律。 ⑥、模型检验和储量计算 应用定性法和定量法对地质模型进行检验，在确定合理的地 质模型的基础上，计算储量，并与上交地质储量进行对比分 析，同时进行储量评价。 ⑦、模型后处理 对合理的地质模型进行网格粗化和后处理，为油藏数值模拟 提供合格的地质模型。
三维地质建模
三维地质建模的优越性
三维地质建模之所以受到重视是因为其以 下优越性：
① 逼真的三维动态显示效果，使不熟 悉地质结构和构造复杂性的人对对难以 想象的复杂地质条件的理解和判别，为勘 察、井位论证等工作提供验证和解释。
③ 强有力的数据统计和空间变化交互 式分析工具，使地质分析功能加强，灵活 性提高。
数据集成的目的是得到更多更准确数据
其实三维地质模型的建立就是对地质体的数字化
表述的过程，例如，建立地质模型需要将钻井分层数
据、井位坐标、钻井轨迹、测井曲线、测试资料、地
震解释成果等多种资料加载到计算机内，三维地质模
型本身也可以产生各种成果图件，这就相当于建立了
一个完整地基础资料和成果数据库。因此，一个精细
根据模型对开发方案进行调整。
三维网格的建立
三维网格的建立
+
数据加载以后要形成三维网格框架，地震解释成果、各类散点数据进 行有机的结合。软件本身提供很多工具。
三维网格建立的好不好主要看和原始数据，地质实际情况符合的好不 好。
基本数据的集成和三维网格的建立这两部分工作，工作量非常大，是 建好模型的基础。
1.井位坐标文件(wellhead.txt) 2.分层数据文件(welltop.txt) 3.测井曲线文件（las / ASCII) 4.地震解释层及断层文件（seiswork
horizon and fault） 5.岩性及相带(离散) 6.测井综合解释结果(连续) 7.气水界面
建立三维地质模型的最终目的是更细致、准确地研究地下的 油藏，为油藏开发提供可靠依据。分为两个部分：静态描述 和动态模拟。
+
的地质模型应该起到一个地质研究数字平台的作用。 从这个模型中可以随时提取各种地质研究和油藏开发
所需要的资料。例如，它应该是一个可靠、落实的钻
井资料和地层对比数据库；可以随时从中提取构造图、
地层等厚图、砂岩厚度图、岩石物性等值线图、断面
图等基础研究图件以及任意部位和方向的油藏剖面图、
储层分布图等油藏研究成果图件。研究人员可以随时
基本数据的集成
建模所需的基础数据
原始资料
1．井位坐标库（斜井资料） 2．地层分层库 3．小层分层库 4．地震数据体（SEGY、反射层解释文件、断层文件） 5. 速度场 6．沉积相描述库 7．测井曲线（GR，AC，RLLD，SP） 8．孔隙度，渗透率，饱和度资料 9．气水界面
2．数据准备及加载 根据所提供的原始资料，我们依照PetrelTM软件 的数据输入格式对原始的资料进行整理。以下 是作为本次建模的输入文件：