苗克勝

【摘要】使用軟件將鉆井地質(zhì)設(shè)計油層構(gòu)造平面圖轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格立體圖，對認(rèn)識地層具有效果好、速度快、使用方便的特點。本文介紹了利用已收集地質(zhì)資料和實鉆資料，繪制油層等值線網(wǎng)格立體圖的過程和效果。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)格立體圖 油層 等值線圖

錄井過程中，準(zhǔn)確掌握油層（特殊巖性、標(biāo)準(zhǔn)層、標(biāo)志層）頂面埋深及厚度變化，把鉆井設(shè)計油層等值線圖中的離散數(shù)據(jù)通過插值轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)曲面，繪制成網(wǎng)格立體油層等值線圖，既快捷準(zhǔn)確又形象直觀。以鎮(zhèn)涇油田HH42P3井三疊系上統(tǒng)延長組長912油層頂面、底面等值線繪制為例，將該法作一介紹。

1 理論基礎(chǔ)

Golden Sofeware 公司研制的基于Windows 的Surfer三維繪圖軟件[1] [2]，能夠快捷、方便地繪制各種基面圖、數(shù)據(jù)點位圖、分類數(shù)據(jù)圖、等值線圖、線框圖、地形地貌圖、趨勢圖、矢量圖以及三維表面圖等，能提供11種數(shù)據(jù)網(wǎng)格化方法，包含幾乎所有流行的數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算方法，提供各種圖形圖像文件格式的輸入輸出接口，方便文件和數(shù)據(jù)的交流和交換，可以給圖形加標(biāo)題、圖例，對坐標(biāo)軸和等值線做詳細(xì)標(biāo)記等，最終可以繪制出十分精美的圖形，是一個十分流行功能強大的實用軟件。

利用Surfer三維地形顯示技術(shù)，首先需要構(gòu)造幾何體要素（ 點、線、多邊形、圖像、位圖），創(chuàng)建對象的數(shù)學(xué)描述，然后在三維空間上放置對象，選擇有利的觀察點。接著計算對象的顏色，這些顏色可直接定義，或由光照條件及紋理間接給出，最后進行光柵化，把對象的數(shù)學(xué)描述和顏色、信息轉(zhuǎn)換到屏幕的像素，將獲取的 DE M數(shù)據(jù)作為幾何數(shù)據(jù)，利用Surfer構(gòu)造成地形表面的三維模擬景觀圖。

2 方法實現(xiàn)

2.1 收集數(shù)據(jù)對原始數(shù)據(jù)文件進行網(wǎng)格化

收集數(shù)據(jù)即建立數(shù)據(jù)庫的過程。收集離散點數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)，離散點的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)至少包括3個字段，通常前2個字段是該點的坐標(biāo)（X、Y），第3個字段（Z）是該點的油層垂深。將準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)輸入到Excel中建立數(shù)據(jù)庫，以便以后增加離散點數(shù)據(jù)，更新油層埋深等值線圖。數(shù)據(jù)網(wǎng)格化時，為了使形成的網(wǎng)格立體圖坐標(biāo)軸與通常習(xí)慣一致，最好將數(shù)據(jù)文件中的測點號作為X坐標(biāo)，測線號作為Y坐標(biāo)，X、Y方向間距必須分別等于測點距和測線距。

2.2 從定向數(shù)據(jù)到Surfer環(huán)境下的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)

根據(jù)井場常用的最小曲率法公式可以算出井眼在地層垂深、東坐標(biāo)和北坐標(biāo)方向的增量，已知井口坐標(biāo)，計算得到井眼軌跡的三維坐標(biāo)。3D Surfer環(huán)境坐標(biāo)分別為X、Y、Z。由于井眼坐標(biāo)與Surfer坐標(biāo)不一致，必須進行轉(zhuǎn)換：

水平坐標(biāo)值（x）=井口橫坐標(biāo)Y+東西位移量；

垂直坐標(biāo)值（y）=（井口海拔-某點對應(yīng)海拔）*（-1）=垂深*（-1）；

水平坐標(biāo)值（z）=（井口縱坐標(biāo)X+南北位移量）*（-1）；

電阻率值（R）=對應(yīng)垂深的建模數(shù)據(jù)成果電阻率值。圖1？換算后的HH42P3井長912砂頂、有效

砂底、砂底坐標(biāo)數(shù)據(jù)

3 生成油層等值線的網(wǎng)格立體圖

同法，轉(zhuǎn)化地質(zhì)設(shè)計某目的層構(gòu)造頂面數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析及坐標(biāo)變換，使三維可視化構(gòu)造曲面與設(shè)計構(gòu)造圖吻合，井眼軌跡與觀察點的空間位置關(guān)系相符。

（1）生成網(wǎng)格文件。網(wǎng)格文件是生成主砂體油頂、底面砂底等值線圖網(wǎng)格立體圖的基礎(chǔ)，在軟件中選擇“網(wǎng)格”v“數(shù)據(jù)”菜單命令再選擇收集的離散點數(shù)據(jù)表，單擊“確定”按鈕，彈出“網(wǎng)格化數(shù)據(jù)”對話框，在“數(shù)據(jù)列”選項區(qū)域中選擇X、Y方向坐標(biāo)，在Z列中選擇該點油層垂深（或埋深）。

（2）主砂體油頂、油底、砂底等值線圖生成。在軟件中單擊工具欄上的“新建等值線圖”按鈕，彈出對話框后，選擇先前生成的網(wǎng)格文件（*.grd），打開網(wǎng)格文件，即完成了最初的油層厚度等值線圖[ 4 ]。

（3）修改完善等值線圖。雙擊生成的油層厚度等值線圖，修改等值線等級，在等值線之間充填顏色，增加、刪除、移動等值線圖標(biāo)注，更改坐標(biāo)軸屬性等，以此來完成等值線公式的修飾和調(diào)整。

（4）選擇添加構(gòu)造頂面等值線圖、基面圖、張貼圖等。加入鄰井、本井鉆井軌跡、實鉆進層靶點等數(shù)據(jù)投影，所有數(shù)據(jù)的XY Z坐標(biāo)體系都要與網(wǎng)格文件一致[ 5]。圖2？HH42P3井？長912油頂～油底～砂底的立

體構(gòu)造圖鉆井軌跡圖

4 結(jié)束語

資料收集的離散點越多，等值線圖越準(zhǔn)確。利用軟件把油層等值線圖轉(zhuǎn)成網(wǎng)格立體圖，具有可視化即時編輯能力，成圖方便、圖形美觀，有助于鉆井現(xiàn)場地質(zhì)技術(shù)人員感性認(rèn)識地目的層構(gòu)造。

如果國產(chǎn)建模軟件能按照實際的地質(zhì)工作流程進行建模，將三維空間交互設(shè)計井軌跡和地質(zhì)模型綜合為一體，提供最為準(zhǔn)確的井位設(shè)計與分析。同時地質(zhì)導(dǎo)向工具包括數(shù)據(jù)讀取程序?qū)崟r顯示隨鉆測量及隨鉆測井的數(shù)據(jù)，在井場及辦公室快速更新同步觀察模型，便于共同作出決策，才真正解決了即時三維地質(zhì)導(dǎo)向的問題。

參考文獻(xiàn)

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[2] 馬勝利，賈東方，肖新成.AutoCAD及 Surfer軟件在煤層等厚線圖繪制中的應(yīng)用[B].中州煤炭.1003 - 0506 （2009） 09 - 0091 - 02

[3] 王乘.C r e a t o r 可視化仿真建模技術(shù)[ M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005：23 - 44

[4] 陳歡歡，李星，丁文秀.Surfer 8. 0等值線繪制中的十二種插值方法 [J].工程地球物理學(xué)報，2007 （1） ：522 57

[5] 吳凡，宋鷹.數(shù)字地圖制作原理[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2002：57 -63