三维地质建模3
三维地质建模
5、地质建模的步骤：
第一步：点击角点网格，完成层模型定义； 第二步：骨架网格剖分（断层模型检查、二级边界定义、生成顶面、中面、底面
网格骨架面）；
第三步：构造插值（生成砂层组顶面的构造面）； 第四步：地层创建（在砂层组顶面控制下创建小层的构造面）； 第五步：垂向网格划分； 第六步：BW创建（井数据网格化---沉积相、孔渗饱参数）； 第七步：沉积相表征（指示克里金插值、序贯指示模拟）； 第八步：相控参数表征（普通克里金插值、序贯高斯模拟、相控）； 第九步：油气水界面插值； 第十步：储量计算； 第十一步：模型粗化；
三维地质模型是油藏描述成果的可视化！
2、三维地质模型的分类
分类 依据
不同研究 阶段与任 务
分 类 结 果
概念模型（典型化、概念化、抽象化） 静态模型（实体模型：一个油田实际资料点描述储层特征 三维空间分布和变化） 预测模型（重视与资料点、追求控制点间的内插和外推） 离散型---骨架模型----相模型、亚相模型、微相模型；砂 体模型
5、地质建模的步骤：
油藏模型粗化：（1）油藏数模网格的建立；（2）网格对应关系设置；（3）油 藏参数模型粗化。
算法名称
算术平均 （Arithmetic） 几何平均 （Geometric） 调和平均 （Harmonic） 平方根平均 （RMS）
描述
算术平均法适合可相加的储层参数，如孔隙度、含油饱和度、净毛比等。 粗化过程中，可指定权参数得到更为合理的粗化结果，如含油饱和度粗 化时一般将采用有效网格体积作为权参数。 几何平均法适合于空间相关性不明显，且呈对数正态分布的渗透率属性。 该方法对低值敏感。 调和平均法适合于各垂向网格层渗透率为常数，且整体呈对数正态分布 的渗透率属性。该方法对低值敏感。 平方根平均法对高值敏感。 一般 RMS > Arithmetic > Geometric > Harmonic.
三维地质建模实验
时编辑、检查、拼接以生成各种拓扑关系，最后用软件进行内插值、裁
剪生成DEM数据。
原始数据准备
原始数据准备
2、地质数据库
地质勘探工程主要包括了两大类工程：钻探工程和坑探工程。地质勘 探工程数据是地质技术人员在野外钻探现场记录并整理的第一手技术资
料，它对于模型的生成起直接或间接校正的作用，地质勘探工程数据一
三维地质建模实验
• 传统的地质信息的模拟与表达主要采用平面图和剖面图，其实质是将 三维空间中的地层、构造、地貌及其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。
什么是三维地质建模
随着计算机技术的飞速发展，三维地质建模技术越来越受到地学界的重视， 并成为地质可视化技术的一个热点。所谓三维地质建模（3D Geosciences
三维地质建模流程
原始数据准备
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。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成，即把纸质地形图数字化及几何纠正校准，然后 进行高程信息的提取——对等高线进行矢量跟踪并对等元底部左下角
端点的坐标值，即XMORIG、YMORIG、ZMORIG为模 型起始点，NX、NY、NZ则分别表示X、Y、Z轴方向
所规定的单元数目，如图4-19所示，其存储表结构
如表4-16所示。在块体模型的原型表基础上，就能 通过其块体模型数据表具体来存储单个的块体单元。
般在EXCELL表或者ACCESS数据库中存放。 地质勘探工程数据从ACCESS数据库中读入后，并不是直接应用，还需
三维地质建模技术方法及实现步骤
3.2 地质建模的发展时期：克里金
(地质统计学克里金估值方法)
如地层压力、温度、饱和度、孔隙度等。
有时甚至稳定沉积体如三角洲前缘河口坝、席状砂的
渗透率分布也是可用的。
三、建立参数模型技术
确定性建模方法（Deterministic Modeling）
开发地震反演：
用地震属性（振幅、波阻抗等）与岩心（测井）孔 隙度建立关系，反演孔隙度。再用孔隙度推渗透率 ——已在普遍应用。只要应用时要对其不确定性程 度心中有数。
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。
（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。
随机建模方法。该方法应用了随机几何学中点过程理论。 点过程提供各种模型来研究点的不规则空间分布。这些点在空间上
的分布可以是完全独立的（如泊松点过程），也可以是相互关联的或排 斥的（如吉布斯点过程）。示性点过程则是一种特殊的点过程。
一个点过程，对其上赋予一个特征值（或称为一个属性、或示性） 时，就称为示性点过程。该方法在模拟地质体的空间分布是十分有用的， 它的基本思路就是根据点过程理论先产生这些物体的中心点在空间上的 分布，然后再将物体性质（如物体的几何形态、大小、方向等）标注于 各点上，即通过随机模拟产生这些空间点的属性，并与已知的条件信息 进行匹配。
三维地质建模要素
三维地质建模要素标题：“三维地质建模要素”在地质学和地质工程学领域，三维地质建模是一种重要的技术手段，用于对地下地质体的几何形态和属性进行定量描述和分析。
三维地质建模的准确性和可靠性对于地质资源开发和环境保护具有重要意义。
为了实现高质量的三维地质建模，以下是几个关键要素需要考虑。
第一，地质数据收集和整理。
地质数据是三维地质建模的基础。
这包括地质勘探、地质调查、地质钻探等数据，以及地质地球化学、地球物理、遥感等数据。
在收集和整理地质数据时，需要保证数据的准确性和可靠性，尽量避免数据缺失和误差。
第二，地质模型构建方法。
地质模型构建是三维地质建模的核心环节。
常用的地质模型构建方法包括体素模型、地质体模型、网格模型等。
在选择合适的地质模型构建方法时，需要考虑地质体复杂性、数据可靠性、计算效率等因素，以及模型的可视化和交互性能。
第三，地质属性参数的确定。
地质属性参数是描述地下地质体性质的重要指标。
地质属性参数包括地质岩性、地层厚度、岩石物性等。
确定地质属性参数需要依据地质调查、地质实验和地质推断等多种方法，同时考虑地质体的空间变异性和不确定性。
第四，模型验证和评估。
模型验证和评估是保证地质模型准确性和可靠性的关键环节。
通过与实际地质数据对比，可以评估地质模型的逼真程度和预测能力。
同时，还需要进行灵敏度分析和不确定性分析，评估地质模型在不同条件下的稳定性和可靠性。
三维地质建模的要素是相互关联和相互影响的，需要综合考虑和处理。
只有在数据准确性、模型构建方法、地质属性参数和模型验证等各个环节都得到充分关注和处理，才能实现高质量的三维地质建模，为地质资源开发和环境保护提供可靠的技术支持。
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。
三维地质建模(全)
模拟退火(simulated annealing)
模拟退火类似金属冷 却和退火。高温状态 下分子分布紊乱而无 序，但随着温度缓慢 地降低，分子有序排 列形成晶体。 模拟退火的基本思路 是对于一个初始的图 象，连续地进行扰 动，直到它与一些预 先定义的包含在目标 函数内的特征相吻合
目标函数
表达了模拟实现空间特性与希望得到的空间特性 之间的差别。
理)
基于目标的随机建模方法 (object-based)
布尔模拟
标点过程 （示性点过程）
基于目标的方法与 建立目标模型（离 散变量模型）的方 法有差别，很多人 混淆了这种差别
基于象元的随机建模方法 (pixel-based) pixel : Picture element， 象元、象素
高斯模拟 （连续）
（简单克里金、普通克里金、
具有趋势的 克里金、 同位协同克里金)
（综合地震信息)
P
P
Mean St.Dev.
φ
（cdf）
（ccdf） φ
随机模拟： 从条件概率分布函数（ccdf）中随机地提
取分位数便可得到模拟实现。
序贯高斯模拟 Sequential Gaussian Simulation (SGS) 概率场高斯模拟 P-field Gaussian Simulation
③克里金插值法(包括其它任何插值方法) 只产生一个储层模型，因而不能了解和 评价模型中的不确定性，而随机模拟则 产生许多可选的模型，各种模型之间的 差别正是空间不确定性的反映。
（克里金作为部分随机建模方法的基础)
第一节 随机模拟原理
随机模拟以随机函数理论为基础。 随机函数由区域化变量的分布函数
和协方差函数来表征。
第三讲
三维地质建模标准
三维地质建模标准
三维地质建模标准是指地质学领域中用于描述和表示地质体的方法和规范。
这些标准可以帮助地质学家和地质工程师建立准确、一致且可重复的地质模型，从而更好地理解和预测地下地质现象。
下面是一些常见的三维地质建模标准：
1. 数据采集标准：确定采集地层信息所需的数据类型、分辨率和精度，以及数据采集的方法和工具。
2. 地质模型构建标准：确定地质模型的基本组成部分和构建流程，包括模型的边界、分区和层序，以及不同地层单元的属性和几何形状。
3. 数据集成标准：确定如何集成不同类型和来源的地质数据，包括地质剖面、测井数据、地震资料等，以建立全面且一致的地质模型。
4. 模型验证标准：确定验证地质模型的方法和指标，以评估模型的准确性和可靠性。
5. 标注和注释标准：确定如何标注和注释地质模型，以便于交流和共享地质信息。
6. 数据保存和交换标准：确定地质数据的保存格式和交换方式，以便于数据的存储、传输和共享。
三维地质建模标准的制定和遵循可以提高地质模型的一致性和可比性，减少误解和误差，从而提高地质预测和决策的准确性和可靠性。
理正三维地质建模系统（LZGeo3D）简介1208
理正三维地质建模系统(LZGeo3D)简介理正三维地质建模系统(LZGeo3D)是北京理正软件设计研究院最新研发的新一代三维地质建模系统，可直接读入“理正勘察CAD”的数据，自动生成三维地质模型。
1. 工程地质三维建模图三维钻孔图图三维连层图钻孔与岩层关系图三维地质模型图包含地表信息的三维模型图包含地表影像的三维模型图用图例表示的三维模型图用材质纹理表示的三维模型2. 三维模型编辑曲面化后的三维模型图三维断层图三维地质体编辑图标尺及图例图三维模型导出到AutoCAD图AutoCAD中三维模型渲染3. 三维地质信息查询及计算图 三维含水量分布图 岩层方量统计图 地层信息实时查询图 地层剥层4. 工程地质体的三维剖切图图 地质体竖切图 竖切后的三维实体图 地质体平切图 平切后的三维实体图 地质体斜切图 斜切剖面图图 模拟管道开挖图 模拟隧洞开挖图 模拟基坑开挖图 模拟探井开挖5. 三维工程应用图 外部管道实体导入图 外部管道实体剖切图 通过剖面查看图 挖出实体的土方量计算图 复杂实体的剖切图 复杂实体剖切后的实体断面图 复杂实体剖切后的实体断面图 挖出复杂实体土方量的计算6. 三维工程地质勘察图 绘制任意剖面图 自动生成的任意地质剖面图图地质剖面图平切图图自动生成的地表等高线图液化分区图理正三维地质建模系统(LZGeo3D)是一种全新的面向工程的三维地质建模方法，系统以钻孔数据、地形数据为基础，融合地质结构等信息，构建面向工程应用的三维地质模型。
该模型可进行任意方向、任意形状的剖切，并可直接生成符合工程勘察要求的剖面图。
系统实现了三维地质建模与工程勘察的有机结合，在工程勘察和岩土工程等领域具有广泛的应用前景。
理正三维地质建模系统(LZGeo3D)也可根据用户需要定制专业分析功能，满足用户的个性化应用需求。
价格:36000元。
三维地质建模的基础知识
数据集成----集成不同比例尺、 数据集成----集成不同比例尺、不同来源 ----集成不同比例尺 的井数据、地震数据、试井数据、二维 的井数据、地震数据、试井数据、 图形数据等， 图形数据等，形成统一的储层建模数据 库。 数据检查----应用不同的统计分析方法对 数据检查----应用不同的统计分析方法对 ---数据进行检查。如直方图、散点图、 数据进行检查。如直方图、散点图、三 维显示。 维显示。 影响模型精度的因素有三个： 影响模型精度的因素有三个： 1）资料丰富程度及解释精度； 资料丰富程度及解释精度； 2）建模方法选择； 建模方法选择； 3）建模人员的地质理论水平、对工区的 建模人员的地质理论水平、 熟悉程度、计算机应用水平、 熟悉程度、计算机应用水平、软件掌握 程度，对数学算法的理解等。 程度，对数学算法的理解等。 随机建模模型优选---复杂的过程， 随机建模模型优选---复杂的过程，符合沉 ---复杂的过程 积模式、统计参数、忠实于硬数据、 积模式、统计参数、忠实于硬数据、抽 稀检验等。 稀检验等。
三维地质建模意义
1、能更客观地描述油藏
定量描述井间储层性质， 定量描述井间储层性质，储层连续程度及其内部建筑结 构，描绘出储层内部各种非均质隔档（地质界面），确定 描绘出储层内部各种非均质隔档（地质界面），确定 ）， 影响开发效果的各种地质因素，指出有效的调整挖潜位置。 影响开发效果的各种地质因素，指出有效的调整挖潜位置。 油藏建模可从三维空间上定 量地表征油藏的非均质性， 量地表征油藏的非均质性，可 克服用二维图件描述三维油藏 的局限性。 的局限性。
三维地质建模的步骤
一、数据准备 1、数据类型； 数据类型； 2、数据集成及质量检查； 数据集成及质量检查； 二、构造建模 1、建立断层模型； 建立断层模型； 2、建立层面模型； 建立层面模型； 3、建立网格模型； 建立网格模型； 三、属性建模 1、建立相模型； 建立相模型； 2、建立参数模型； 建立参数模型； 影响模型精度的因素； 3、影响模型精度的因素； 图形显示； 四、图形显示； 模型优选； 五、模型优选； 体积计算---储量计算； ---储量计算 六、体积计算---储量计算； 七、模型粗化 粗化网格的设置； 1、粗化网格的设置； 属性粗化的计算； 2、属性粗化的计算；
三维地质建模
1
油藏储层属性模型
孔隙度模型 渗透率模型 饱和度模型
1
变差函数
变差函数反映储层参数的空间相关性，能否求得理想 的变差函数，并将成果应用到属性模型的建立中，是 随机建模工作的一个关键。在实际建模过程中，参考 地质概念模式来估计变差函数的各项参数，即根据河 道发育的方位、延伸长度、河道宽度、纵向沉积单元 厚度来确定主方向、主次变程。由于在纵向上有逐点 解释的物性数据，因此，从实际资料中能够计算和拟 合出变程、基台值，得到关于储层纵向上物性分布的 结构特征。
+
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。
1
三维网格的建立
1
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。
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。
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。
1
地质建模在油田开发中的作用
煤矿智能化综采工作面三维地质建模方法
煤矿智能化综采工作面三维地质建模方法随着国家《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》的出台，正在大力推进煤矿智能化发展，其中关于“构建实时、透明的煤矿采、掘、机、运、通、洗选等数据链条，实现煤矿智能化和大数据的深度融合应用”的要求，须在采、掘之前构建采煤工作面透明三维地质模型。
为此，北京中矿大地地球探测工程技术有限公司创新研发的三维全波形反演技术构建煤矿智能化综采工作面三维地质模型为目标，实现采煤工作面地质信息透明化，必将成为煤矿智能化开采的必然要求。
以下对其基本流程进行基本介绍。
1.目的与任务三维地质建模是煤矿勘查工作的延伸，目的是有效实现各种不规则地质体的三维可视化与重建，可以深入分析地质体空间结构，提取控矿信息，建立煤层分布特征与展布模式，为进一步开展勘探、开采设计、预测和成因研究提供直观、准确的数据支持，服务于后期勘探与开发工作。
三维地质建模的任务是基于普查、详查或勘探各阶段获取的各种地质、物探数据资料，基于各地区煤矿地质特征与成煤规律的研究，对相关地质信息进行提取，利用三维建模软件和计算机技术，建立并展示勘探工作范围内三维地质模型，为进行勘探区三维空间分析，进一步开展煤矿资源勘探、资源量估算、分布规律研究、开采设计服务提供数据支撑。
2.三维地质建模基本框架与流程煤矿综采工作面三维地质建模的基本工作程序划分为数据准备、模型构建、成果展示三个阶段，归纳流程为：确定建模目的及模型主要功能→确定建模环境→汇集勘查相关资料→提取与三维地质建模相关的各种空间数据和属性数据→进行数据整理及标准化处理→构建三维地质建模主题数据库—构建结构模型→构建属性一体化的三维地质模型→进行模型质量检测和评价、调整或修正模型→成果展示、编制和归档。
其中，对于数据来源主要包括：地形数据、地质填图数据、勘探线剖面数据、地球物理数据、钻孔数据、巷道素描数据、井上下对照图、工程数据等。
根据已有的资料，采用合适的数学或地统计方法进行分析，从而确定工作面三维地质模型。
三维地质建模方法研究进展
三维地质建模方法研究进展摘要：随着计算机技术和空间信息技术的发展，三维地质建模越来越受到人们的关注。
目前，三维地质建模已广泛应用于城市建设、石油、地下水模拟、矿山开采、固体矿产资源储量评价、岩土工程等领域，为经济社会高质量发展提供辅助决策支持。
本文根据三维地质建模方法的研究现状，归纳总结了基于钻孔信息的三维地质建模方法、基于剖面的地质建模方法、多条件约束地质建模方法以及特殊地质体建模方法的研究进展，并对其未来发展进行了展望。
关键词：地质建模；三维；钻孔；剖面；地层三维地质建模技术目前已广泛应用于城市建设、石油、地下水模拟、矿山开采、固体矿产资源储量评价、岩土工程等领域。
所谓三维地质建模，就是运用计算机和信息技术，使用适当的数据结构，将空间信息管理、地质解译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来，在三维环境下，建立起能反映地质构造的形态、各构造要素之间的关系以及地质体空间物性分布等地质特征的定量的数学模型，并应用于地质分析的技术[1-6]。
通过三维地质模型，可以把空间分布不均匀、不连续、通过野外工程勘测或其它仪器测量获得散乱的地质信息通过数学曲面和拟合与现代计算机图形学的方法变成可视的、连续的、形象直观的三维地质模型和图形图像[4]。
三维地质模型能够直观有效地表达各种地质结构、地质现象间的拓扑关系，从而迅速提高专业技术人员对地下空间的认识，最大限度发挥空间信息优势，为地质勘探、矿产资源开发利用、城市地下空间管理等提供辅助决策支持，积极主动服务经济社会发展。
1. 三维地质建模方法分类三维地质建模方法简要分类如下:1)从尺度方面，可分为宏观建模和微观建模。
宏观建模主要关注地质现象的区域特征，数据来源主要是地质露头、钻孔、地质解释资料等；微观建模要关注岩石、矿物等的微观特征，数据来源可以是岩石切片、照片和通过仪器直接得到的三维点云等。
通常的地质建模多指宏观建模。
2)从对地质体内部属性的处理分析，可分为结构建模和属性建模。
油藏三维地质建模原理和方法
三维油藏地质建模的原理和方法现代油藏描述以建立定量三维油藏地质模型为最终目标。
这是计算机技术在油藏描述中广泛应用的结果，也是提高油藏模拟和开采动态预测精度的要求。
由于计算机技术的发展，地质和数学更进一步的结合，以及地质工作本身向定量化的深入发展，使过去只能以各种二维图件来表现油藏地质面貌的传统地质工作方法已逐步被应用计算机技术建立和显示三维的、定量的地质模型所代替，各种建模技术和计算机软件、不断地问世，成为近十几年来油藏描述向油藏表征推进的主要标志。
一、油藏地质模型的类别一个完整的油藏地质模型应包括：构造模型：油藏构造形态及断层分布；储层模型：储层建筑结构及各种属性的空间分布；流体模型：储层内油气水分布，即各种流体饱和度分布和流体性质的空间变化。
根据油田不同开发阶段的任务，对油藏地质模型的精细程度要求不同，依此通常可以把油藏地质模型分为三类。
概念模型：把所描述的油藏的各种地质特征，特别是储层，典型化、概念化，抽象成具有代表性的地质模型。
只追求油藏总的地质特征和关键性的地质特征的描述，基本符合实际，并不追求每一局部的客观描述。
这祥的地质摸型可供研究油田开发中的战略指导路线，或进行开采机理研究。
静态模型：也称实体模型，把所描述的油藏地质面貌，依据资料控制点实测的数据，加以如实地描述，并不追求控制点间的预测精度。
建立这样的地质模型必须有一定密度的资料控制点--井网密度，才有意义。
一般是开发井网完成后进行，为油田开发早期生产服务，过去油田实际应用的静态资料即属这一类型。
预测模型：预测模型不仅忠实于资料控制点的实测数据，而且追求控制点间的内插外推值有相当的精确度，即对无资料点有一定的预测能力。
实际上这是追求高精细度的油藏地质模型，一般为二次采油中后期调整及三次采油实施所需求。
依据油藏描述规模的地质模型分类。
为配合油藏模拟进行不同开发问题的研究，实际工作经常需要建立不同规模的地质模型，常用的有：①一维单井地质模型②二维砂体剖面模型③二维砂体平面模型④三维砂体模型⑤二维层系剖面模型⑥三维井组模型⑦三维油藏整体摸型⑧二维层内隔层模型⑨三维层内隔层模型二、通常的建模原理和方法地下地质工作中，油藏地质模型建模技术中的关键点，是如何根据已知的控制点资料内插、外推资料点间及以外的油藏特性。
三维地质建模的用途、现状、问题、趋势与建议
一、三维地质建模的用途1.1 三维地质建模在资源勘探和开发中的重要性三维地质建模是利用计算机软件对地质数据进行处理和分析，将地质信息以三维模型的方式呈现出来。
这种技术不仅可以帮助地质学家和地质工程师更直观地理解地质情况，还可以为资源勘探和开发提供重要的决策依据。
通过三维地质建模，可以更加准确地确定矿藏的分布、构造地质体的形状和空间分布等重要信息，为资源勘探和开发提供可靠的地质依据。
1.2 三维地质建模在工程地质中的应用除了在资源勘探和开发领域，三维地质建模也在工程地质领域有着重要的应用价值。
在土木工程、岩土工程、地下工程等领域，三维地质建模可以帮助工程师更好地理解地下地质情况，预测地质灾害风险，设计合理的工程方案，提高工程施工的安全性和效率。
1.3 三维地质建模在地质科学研究中的意义在地质科学研究领域，利用三维地质建模技术可以更好地模拟地质过程、研究地质现象，为科学家提供更加直观、可靠的研究工具，推动地质学科的发展。
二、三维地质建模的现状2.1 技术发展随着计算机技术和地球科学领域的不断进步，三维地质建模技术得到了快速发展。
目前，已经出现了一系列成熟的地质建模软件，这些软件能够处理各种地质数据，实现从二维数据到三维模型的转换，为地质建模提供了强大的工具支持。
2.2 应用广泛三维地质建模技术已经在资源勘探、矿产开发、地质灾害预测、工程设计等领域得到了广泛的应用。
许多重大的地质工程项目都离不开三维地质建模技术的支持，这种技术已经成为地质领域必不可少的工具。
2.3 存在问题目前，三维地质建模技术仍然存在一些问题，比如数据质量不高、模型精度不够、计算效率低等。
这些问题制约了该技术在实际应用中的效果和范围，需要进一步的研究和改进。
三、三维地质建模面临的问题3.1 数据获取难题地质数据的获取一直是三维地质建模的难点之一。
地质数据涉及到多个学科领域，涵盖了地质勘探、地球物理勘探、地球化学勘探等多个方面，如何整合这些数据并且确保其准确性是一个重大挑战。
GOCAD 软件三维地质建模方法
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。
三维地质建模技术方法及实现步骤
三维地质建模技术方法及实现步骤三维地质建模是基于实地采集的地质数据，通过计算机技术和地质知识，将地质对象在计算机环境中进行模拟和可视化呈现的过程。
它主要用于地质勘探、资源评价和地质灾害预测等领域。
下面将介绍三维地质建模技术的方法以及实现步骤。
一、三维地质建模技术方法1.数据采集：通过地质勘探和测量技术，获取地质数据，包括地质剖面、地下水位、岩性、构造等。
数据采集应选择合适的刻度、密度和时刻，以保证三维模型的准确性和真实性。
2.数据预处理：对采集到的地质数据进行预处理，主要包括数据清洗、数据调整和数据融合等。
数据清洗是指对数据中的异常值和噪声进行处理，以保证数据的可靠性。
数据调整是指对不同数据之间的尺度、坐标和分辨率进行调整，以便进行统一处理。
数据融合是指将不同类型的数据进行整合，获得更准确和全面的地质信息。
3.数据分析与处理：根据采集到的地质数据，利用地质统计学、地质物理学和地质学模拟方法等进行数据的分析与处理，以获得地质对象的空间分布特征和属性参数。
这些分析和处理的方法包括：无标度变异函数、地质统计学插值方法和多点模拟等。
4.三维网格建模：根据地质数据的特征和属性，选择适当的三维网格建模方法。
常用的三维网格建模方法包括地形插值、体素网格建模、几何模型和随机模型等。
其中，体素网格建模是最常用的方法之一，它将地质对象分割成一系列的体素元素，用来表达地质体的几何和属性特征。
5.模型验证与修正：通过与实际地质观测数据进行比对，验证三维地质模型的准确性和可靠性。
如果发现模型存在误差或不合理之处，需要通过调整和修正模型，使之与实际情况相符。
6.可视化与分析：利用计算机技术和三维可视化软件，将三维地质模型进行可视化呈现。
通过对模型进行旋转、放大和镜像等操作，可以观察和分析地质对象的空间形态和内部结构，以提供决策依据和技术支持。
二、三维地质建模实现步骤1.数据采集：根据实际的地质勘探任务，选择合适的地质探测技术和设备，进行野外地质数据的采集。
基于地质数据库的三维地质建模技术及应用探讨
基于地质数据库的三维地质建模技术及应用探讨随着三维建模技术的不断发展与应用，基于地质数据库的三维地质建模技术已经成为地质学、矿产勘探等领域不可或缺的工具。
本文从三个方面探讨了这一技术的研究现状、应用价值与未来发展方向。
一、基于地质数据库的三维地质建模技术研究现状在当前三维建模技术的主流成果中，基于地质数据库的三维地质建模技术占有相当重要的地位。
地质数据库建模技术可以将不同详细度、不同类型、不同地域的地质数据以一种有机的方式统一起来，并通过三维呈现方式清晰地表现地质现象、矿产富含区域等。
目前，基于地质数据库的三维地质建模技术主要有以下研究方向：1. 数据模型方向。
目前三维地质建模采用的数据模型主要分为两类：基于网格的模型和基于对象的模型。
前者是以网格作为三维空间的整体，通过对网格的控制来模拟不同地质特征，后者则以对象为单位进行建模，可以更加快速地处理不同类型的三维地质数据。
2. 渲染技术。
渲染是三维地质建模的重要环节，决定了建模结果的可视化效果。
目前使用的渲染技术主要有三种：立体造型、贴图和光线追踪。
不同的渲染技术适用于不同类型的地质结构，选择正确的渲染技术有利于优化建模结果。
3. 数据空间分析。
数据空间分析技术能够根据矿床分布、横向规律等数据统计的结果，用于精确估算储量、矿化程度等方面。
二、基于地质数据库的三维地质建模技术应用价值1. 地质学研究。
基于地质数据库的三维地质建模技术是地质学领域的重要工具，可以对不同地质体进行立体分析、可视化展示和模拟，帮助地质学家更好地理解和研究地球内部构造，进而推进整个地质学领域的科学发展。
2. 矿产勘探。
基于地质数据库的三维地质建模技术为矿产勘探的开发提供了技术支撑。
依靠系统性、高度精准的三维建模分析方法，可以更加全面地认知区域内矿产结构类型，有效提高勘探效率，减少资源浪费。
3. 工程建设。
基于地质数据库的三维地质建模技术应用于工程领域，不仅能够辅助工程设计，还可以通过模拟地层变化等预测不同自然灾害（如地震、泥石流等）的发生和爆发影响，进而对项目风险管理提供有效支持。
如何进行三维地质建模与勘探
如何进行三维地质建模与勘探三维地质建模与勘探是一项重要的工作，它通过对地质信息的收集、分析和整合，以生成具有三维几何属性和地质属性的地质模型。
这个过程可以帮助地质学家了解地下构造、资源分布和地质过程，从而为地质勘探和矿产资源开发提供有力支持。
本文将介绍如何进行三维地质建模与勘探的一般步骤和关键技术。
首先，在进行三维地质建模与勘探之前，需要进行地质信息的收集和整理。
这包括场地调查、地质钻孔、地球物理探测等。
通过这些工作，可以获取岩层分布、地下构造和资源赋存等方面的信息。
此外，还需要对地质数据进行评估和验证，以保证数据的准确性和可靠性。
接下来，需要进行地质数据的处理和解释。
这包括数据的清洗、整合和转换。
数据清洗是指通过去除异常值、噪声和冗余信息等，提高数据质量。
数据整合是指将不同来源和不同类型的数据进行融合和统一，形成一致的数据集。
数据转换是指将原始数据转换为适合建模和分析的形式，如将钻孔数据转换为岩性信息，将地球物理数据转换为地下构造信息等。
随着数据处理和解释的完成，可以开始进行地质建模。
地质建模是将地质信息转化为具有几何属性的地质模型的过程。
这个过程需要运用地质学原理和数学模型，并结合地质数据进行建模。
常用的地质建模方法包括等值线法、多层次建模法和随机模拟法等。
其中，等值线法通过将地质数据插值到一个规则网格上，并绘制等值线来表示地质特征。
多层次建模法则将不同尺度的地质信息进行分层，分别建立模型并进行综合。
而随机模拟法通过模拟随机事件和变量的概率分布，生成多个可能的地质模型，并通过统计分析来确定最可能的地质模型。
在地质建模的基础上，可以进行地质勘探。
地质勘探是利用地质模型来预测和定位矿产资源的过程。
通过利用地质模型中的地质属性和几何属性，可以确定潜在的矿产资源分布区域和优选勘探目标。
地质勘探的方法主要包括物探、地球化学探测和岩心钻探等。
这些方法通过获取地质信息和物质样品，进一步验证地质模型的准确性和可靠性。
三维地质建模标准
三维地质建模标准一、建模方法1.1概述三维地质建模是一种通过对地质数据进行分析、理解和模拟，以构建三维地质模型的方法。
该方法广泛应用于地质勘探、矿产资源评价、地质灾害预测等领域。
1.2建模过程三维地质建模过程一般包括以下步骤：（1）数据收集：收集与地质相关的数据，如地形地貌、地质构造、岩石类型、矿产分布等。
（2）数据预处理：对收集的数据进行清洗、整理、转换等操作，以满足建模需要。
（3）模型建立：利用专业软件，根据处理后的数据建立三维地质模型。
（4）模型质量评估：对建立的模型进行质量评估，包括准确性、精度、完整性等方面。
（5）模型应用：将建立的模型应用于实际工程中，如矿产资源评价、地质灾害预测等。
二、数据规范2.1数据来源三维地质建模所需的数据来源应可靠、准确、完整，包括但不限于以下来源：（1）实地勘测数据；（2）地球物理数据；（3）地质调查数据；（4）遥感影像数据；（5）矿产资源数据等。
2.2数据格式三维地质建模所需的数据格式应统一、规范，包括以下格式：（1）GeoTIFF；（2）ESRIShapefile；（3）AutoCADDXF等。
三、模型质量评估3.1准确性评估模型准确性的评估应基于实际地质情况和建模数据进行对比和分析，一般采用专家评审、实地考察、统计检验等方法进行评估。
3.2精度评估模型精度的评估应采用专业的测量和计算方法，对模型的细节和整体进行评估，一般包括平面精度和高度精度两个方面。
3.3完整性评估模型完整性的评估应考虑模型的覆盖范围、模型特征的完整性和地质特征的完整性等方面，以确保模型能够全面反映地质情况。
四、模型应用标准4.1矿产资源评价利用三维地质模型可以精确预测矿产资源的分布和储量，为矿业开发提供科学依据。
应用标准包括矿产资源的类型、分布范围、储量估算等。
4.2地质灾害预测三维地质模型可以揭示地质构造特征和岩体结构特征，能够预测和评估地质灾害的风险和影响，为灾害防治提供参考。
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后验信息
条件累计概率分布模型(ccdf)
F [ x ,z ( n ) ] P o Z r( b x ) z ( n )
未抽样位置x处，储层属性Z的后验概率分布模型。
对于类型变量，则有：
F [ x ,k ( n ) ] P o Z r ( b x ) k ( n )
精选
13
连续变量条件累计概率分布函数：
（3）条件化高斯模拟实现的截断处理
1 I Fi ( x) 0
当 ti1YCS (x)ti
其它
等价于
xFi ti1YCS (x)ti
精选 滨面相的截断高斯模拟 41
3.指示模拟
Indicator Simulation ----离散变量和连续变量模拟
离散/连续
(很少单独使用, 主用作退火后处 离散
理)
精选
27
基于目标的随机建模方法 (object-based)
布尔模拟
标点过程 （示性点过程）
基于目标的方法与 建立目标模型（离 散变量模型）的方 法有差别，很多人 混淆了这种差别
基于象元的随机建模方法 (pixel-based) pixel : Picture element， 象元、象素
机 模 拟
评价由于资料限制和储层 复杂性而导致的井间储层
实 现
预测的不确定性，以满足
油田开发决策在一定风险
范围的正确性。
精选
3
储层预测的不确定性评价
（>50%概率）
（>70%概率）
（>95%概率）
精选
4
储量不确定性评价
将一簇模拟实现用于三维 储量计算，则可得出一簇储 量结果。它不是一个确定的 储量值，而是一个储量分布。
1 I Fi ( x) 0
当ti1y(x)ti
其他
精选
35
截断值ti的确定：
保证不同相在研究区域内应占据的比例Pi (i=1,2,…n) 分两种情况：
A. 沉积相空间分布具有平稳性， Pi不随位置变化而变化， ti也不随位置变化而变化
精选
36
B. 沉积相空间分布具有非平稳性， Pi随位置变化而变化， ti也随位置变化而变化。 ti变为ti (x)
和协方差函数来表征。
精选
10
储层随机建模
建立分布函数(概率分布模型) 随机模拟
精选
11
概率分布模型的建立
（随机建模）
概率分布
先验分布
累计概率分布模型(cdf)
F ( x ,z ) P o r Z ( b x ) z
未抽样位置x处，储层属性Z的先验概率分布模型。
精选
12
后验分布
先验信息+数据
精选
8
③克里金插值法(包括其它任何插值方法) 只产生一个储层模型，因而不能了解和 评价模型中的不确定性，而随机模拟则 产生许多可选的模型，各种模型之间的 差别正是空间不确定性的反映。
（克里金作为部分随机建模方法的基础)
精选
9
第一节 随机模拟原理
随机模拟以随机函数理论为基础。 随机函数由区域化变量的分布函数
（1）随机地选择一个待模拟的网格节点； （2）估计该节点的
累积条件分布函数(ccdf)； （3）随机地从ccdf中提取一个
分位数作为该节点的模拟值； （4）将该新模拟值加到条件数据组中； （5）重复1-4步，直到所有节点都被模拟到为止，
从而得到一个模拟实现z(l)(u)
精选
19
误差模拟
(Error simulation)
（3）利用每一个P场实现，从ccdf中抽取可能的实现。
Z(l)(x)F * 1 [x;P (l)(x)(n )]
精选
21
精选
22
模拟退火(simulated annealing)
模拟退火类似金属冷
却和退火。高温状态
下分子分布紊乱而无
序，但随着温度缓慢
地降低，分子有序排
列形成晶体。
ห้องสมุดไป่ตู้
模拟退火的基本思路
Z (l)(x )x D ,l 1 ,L ,
代表变量Z(x)空间分布的L个可能的实现。 每个实现亦称为随机图象。
（改变种子数，得到多个模拟实现）
精选
16
条件模拟与非条件模拟
若用观测点的数据对模拟过程进行条 件限制，使得观测点的模拟值忠实于实测 值（井数据、地震数据、试井数据等）， 就称为条件模拟；
精选
25
•直接用于随机建模 •用于模拟实现的后处理
精选
26
第三节 随机建模方法
算法及模型
随机模型
模拟方法
基于目标的 标点过程(布
随机模型 尔模型)
基
高斯域
于 截断高斯域
象
元
指示模拟
的
分形随机域
随 马尔可夫随
机
机域
模 二点直方图
型
序贯模拟
序贯高斯 LU 模拟 截断高斯
模拟 序贯指示
模拟
误差模拟
概率场 模拟
是对于一个初始的图
象，连续地进行扰动，
直到它与一些预先定
义的包含在目标函数
精选
内的特征相吻合 23
目标函数
表达了模拟实现空间特性与希望得到的空间特性 之间的差别。
空间特性： 直方图、变差函数、井-震相关关系、 岩相形态、含量、垂向层序等。
O
h
[*(h)(h)]2 (h)2
*(h) --模拟实现的变差函数
(h) --预先定义的变差函数
O --两者之差，即能量。
O = （模拟的平均长度-60）
+ （模拟的平均厚度-10）
精选
24
扰动的接受与拒绝
接受扰动的概率分布由Boltzman概率分布给出：
1
Pacctepe(OnewOol)d t
Onew Onew
Oold Oold
t 类似退火中的温度。温度越高，接受一次不理想 的扰动的概率越大。控制温度（指定退火计划），使 扰动理想，而且模拟实现得到收敛。
第三讲
储层随机建模
Stochastic Reservoir Modeling
•随机模拟原理 •随机建模方法
精选
1
储层建模
确定的 不确定而需预测的
径建 模 途
确定性建模 随机建模
储层系统的复杂性 资料的不完备性
精选
2
储层随机建模
以已知的信息
为基础，以随机函
一
数为理论，应用随
簇
机模拟方法 ，产
随
生可选的、等可能 的储层模型。
（1）应用原始数据进行克里
金插值估计，得到估计值Z*(u)；
（2）进行非条件模拟，得到
一个模拟实现Z(1)(u）
（ 3 ） 提 取 在 模 拟 实 现 Z(1)(u)
中观察点处的非条件模拟值，
对其进行克里金插值估计，得
到新的估计值Z*(1)(u)。
（4）比较非条件模拟与新的
估计值，得出模拟残差
Z(1)(u)-Z*(1)(u) ， 其 中 ， 观 察
（简单克里金、普通克里金、
具有趋势的 克里金、 同位协同克里金)
（综合地震信息)
P
Mean
P
St.Dev.
（精选cdf）
（ccdf）31
随机模拟：
从条件概率分布函数（ccdf）中随机地提 取分位数便可得到模拟实现。
序贯高斯模拟 Sequential Gaussian Simulation (SGS)
D.观察点处非条件模拟值的
克里金插值 YS* ( x )
E.得出模拟残差，
观察点的残差赋为0
YS (x)
-
Y
* S
(
x
)
F.得到忠实于井点观察值
的条件模拟实现
Y C(x S) Y C * (x ) [Y s(x ) Y s * (x )]精选
(该图仅为误差模拟示意图。 就截断高斯模拟而言，
40
图中井位处数值应为N（0，1）
33
2.截断高斯模拟
Truncated Gaussian Simulation (TGS) ----离散变量的模拟
截断高斯随机域属于 离散随机模型，其基 本模拟思路是通过一 系列门槛值截断规则 网格中的三维连续变 量而建立离散物体的 三维分布 。
精选
34
（1）相序规律与截断值的确定
如三角洲(平原、前缘和前三角洲)、 滨面相(上滨、中滨、下滨)
否则为非条件模拟。
精选
17
随机模拟算法
序贯模拟(Sequential simulation) 误差模拟 (Error simulation) 概率场模拟 (P-field simulation) 模拟退火(simulated annealing)
精选
18
序贯模拟(sequential simulation)
精选
14
参数化建模
P
假定模型类别（如高斯模型），
仅推断模型参数
（如均值函数和协方差函数）
P
Mean St.Dev.
非参数化建模
直接推断模型
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
A
B
C
相
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
A
B
C
相
精选
15
P P
随机模拟
随机模拟是一个抽样过程，抽取等可能的、来 自随机模型的各个部分的联合实现。
高斯随机域是最经典的随机函数模型。最 大特征是随机变量符合高斯分布(正态分布)。