CN111257962A - 一种利用三维地质建模技术定位预测矿体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于铀矿地质综合研究的工作方法，具体涉及一种利用三维地质建模技术定位预测矿体的方法。传统的铀矿探测具有主观性较强、数据处理分析过程粗糙、生成图不够形象等问题。本方法包括：步骤一：资料收集；步骤二：数据分析处理；步骤三：建立模型单元；步骤四：调节配对关系；步骤五：建立小层序模型；步骤六：建立整体模型。本发明利用三维地质建模技术，定位砂体，实现在平面上、垂向上各个角度对砂体的定量数据和参数，定量直观展示砂体分布规律，提高成矿预测精度，提升找矿效率，节省经费投入。

Description

一种利用三维地质建模技术定位预测矿体的方法

技术领域

本发明属于铀矿地质综合研究的工作方法，具体涉及一种利用三维地质建模技术定位预测矿体的方法。

背景技术

铀资源是我国核能和国防建设可持续发展的重要保障。为保障我国经济可持续发展和生态文明建设，核能作为清洁能源之一，对于调整和优化我国能源结构，改善生态环境、减少CO₂和S排放等方面均有重要意义。可地浸砂岩型铀矿因具有开采成本低、开采效果好、储量大、环境污染小等优点，己成为世界上铀矿勘查的主要领域之一。

随着社会的发展和国家对生态环境保护的要求的提高，这种清洁型能源越来越受到大家的重视。而砂岩型铀矿作为最主要的铀矿类型之一，具有储量大、易于开采、且开采成本低、技术成熟、对生态环境影响小等特点，而在铀资源勘查中广受推崇，并占据着越来越重要的分量和地位。鄂尔多斯盆地作为我国最主要的砂岩型铀矿成矿区，经过广大地质工作者，特别是核工业系统大量地质工作者的不懈努力，已先后发现了皂火壕、大营、纳岭沟等铀矿床，众多的地质科研人员对盆地的区域地质背景、构造沉积演化、矿区地质特征、地球化学特征、成矿物质来源、矿床成因及铀储层沉积特征等方面进行了较为系统的研究，建立了该区的找矿模式，为找矿工作提供指导。但随着勘查工作的深入推进，找矿工作由盆地北东部逐步往盆地西部推移，而盆地西部整体埋深不断加大，造就了找矿成本的无形的增加，经济投入的增大，基于此，如何精准地定位地下砂体分布特征，进而指示矿体分布规律，指导钻孔布设，提高找矿效率，提升经济效益显得尤为重要。

目前在砂岩型铀矿的勘查中，通常采用人工处理数据、统计分析、图件绘制方法实现砂体分布特征的表征。这一方法的局限性在于：

(1)地质人员自身地质认识的主观性、偏好性、习惯特征等人为因素，很大程度上影响了对砂体分布特征的客观推断，受到较大的人为影响。

(2)数据量的分布均匀程度、收集钻孔资料本身的精度、人工数据处理与分析过程中，可能存在的错误也在一定程度上影响推测砂体、矿体等的精度。

(3)传统的二维图件立体感欠缺，对于砂体的三维空间展布特征及分布规律的表征往往不够直观、形象。

针对以上问题，结合地质勘查软件的发展进步，为了准确实现砂体空间定位，提高找矿效率，提升经济效益，提出一种利用三维地质建模技术预测、定位砂体的工作方法。

发明内容

1.目的：

在砂岩型铀矿勘查工作中，利用三维技术建立三维砂体模型，定位三维空间砂体的平面分布情况和垂向发育规律，实现砂体的三维定位，为开展铀矿成矿综合研究提供直观参考依据，为钻孔布设提供参考，提升成矿预测精度，提高钻孔施工经济效益，实现经济价值最大化。

2.技术方案：

一种利用三维地质建模技术预测、定位矿体的工作方法包括如下步骤：

步骤一：资料收集；步骤二：数据分析处理；步骤三：建立模型单元；步骤四：调节配对关系；步骤五：建立小层序模型；步骤六：建立整体模型。

步骤一收集研究区已有的钻孔资料、物探测井、矿化信息三类基本数据资料，按照分类处理为三类excel表。

步骤二按照一定的线距、孔距，根据地层旋回对比的原则，连接钻孔生成地层地质剖面图，首要确定不同地层分界面的深度，对后期地质模型起到约束作用。同时从剖面上根据不同小层序的地质特点，划分不同的小层序单元。

步骤三利用统计的所有钻孔的地层分层信息，导入软件，生成不同地层的关键地质界面模型单元，由关键地质地层界面构建结构模型，在结构建模基础上构建下一步的模型。

步骤四结合地质认识和前期生成的地层地质剖面中在同一层位中划分的的小层序、隔水层中，以小层序或者隔水层为单位，统计每个单元内泥岩、砂岩的深度、厚度，结合每个小层序的不同地质特点，调节泥岩和砂岩之间的配对关系。

步骤五按照调整完的泥岩、砂岩的连接，确定小层序的划分，定义了关键的小层序的分界面，构建小层序的模型，也可以把不同的层序叠合，观察不同层序的不同特点。

步骤六将地层模型和小层序模型叠合，生成某一地层的某一层序模型，或者是一个地层的多个层序模型也可以是多个地层的多个层序模型，其中所有地层的所有层序模型的集合即是砂体的整体模型。

3.效果：

砂岩型铀矿成矿系统要求储层为一定厚度、规模的可渗透的砂体，砂体厚度在10～40m为宜，砂体过厚不利于矿化富集，砂体越薄其连通性越差，不利于层间水的流动成矿。利用三维地质建模技术，定位砂体，实现在平面上、垂向上各个角度对砂体的定量数据和参数，定量直观展示砂体分布规律，提高成矿预测精度，提升找矿效率，节省经费投入。

适用范围：适用于砂岩型铜矿和其他沉积类型矿产。

附图说明

图1三维地质建模流程图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本专利进行详细描述：

为了说明三维地质建模技术预测的具体实施方式，这里以鄂尔多斯盆地大营地区为例介绍在砂岩型铀矿勘查工作中如何应用该方法达到找矿目的。因不同地区地质特征的差异性及特殊性，部分步骤的实施和选择可能会略有差异。

如图1所示，一种利用三维地质建模技术预测、定位矿体的工作方法包括如下步骤：

步骤一：资料收集；步骤二：数据分析处理；步骤三：建立模型单元；步骤四：调节配对关系；步骤五：建立小层序模型；步骤六：建立整体模型。

步骤一收集研究区已有的钻孔资料、物探测井、矿化信息三类基本数据资料，按照分类处理为三类excel表。

步骤二按照一定的线距、孔距，根据地层旋回对比的原则，连接钻孔生成地层地质剖面图，首要确定不同地层分界面的深度，对后期地质模型起到约束作用。同时从剖面上根据不同小层序的地质特点，划分不同的小层序单元。

步骤三利用统计的所有钻孔的地层分层信息，导入软件，生成不同地层的关键地质界面模型单元，由关键地质地层界面构建结构模型，在结构建模基础上构建下一步的模型。

步骤四结合地质认识和前期生成的地层地质剖面中在同一层位中划分的的小层序、隔水层中，以小层序或者隔水层为单位，统计每个单元内泥岩、砂岩的深度、厚度，结合每个小层序的不同地质特点，调节某些泥岩和砂岩之间的配对关系。

步骤五按照调整完的泥岩、砂岩的连接，确定小层序的划分，定义了关键的小层序的分界面，构建小层序的模型，也可以把不同的层序叠合，观察不同层序的不同特点。

步骤六将地层模型和小层序模型叠合，生成某一地层的某一层序模型，或者是一个地层的多个层序模型也可以是多个地层的多个层序模型，其中所有地层的所有层序模型的集合即是砂体的整体模型。

具体实施例：

本次方法描述选取的大营地区面积约150km²，大营地区位于鄂尔多斯市杭锦旗的东部。该地区经过了编图研究、钻探验证、铀资源区域调查评价及铀矿预、普查、详查几个工作阶段，已提交为超大型矿床，正是基于此，有较为丰富的数据资料，以作为本方法的实施的数据基础，同时原有的详细的研究资料也起到验证本法效果的一个技术支撑。

收集大营地区140个钻孔，约90000m的钻孔数据资料的处理，主要包括钻孔岩性信息、测井信息、弯曲度信息等。

矢量化钻孔基本信息类数据197条；综合柱状分层表信息数据33000条；岩性描述分层表信息4849条；弯曲度数据4426条；地层分层数据1181条；测井配置及测井曲线数据1490352条；测井解释结果数据283条，地层颜色数据12674条，其他属性信息表4662条，共计数据录入约1551000条。

将矢量化后的各类信息导入软件平台。建立大营地区的单孔钻孔模型，反映单孔的岩性、颜色、蚀变等各类信息。

以最大程度符合地质现象反映大营地区的地质特征为出发点，挑选不同的勘探线的钻孔，加以连接，本次连接了15条剖面，通过地层连层、砂体连层、氧化砂体等对剖面上的信息加以修正，并实时保存剖面信息至中心数据库，为后期建模起到剖面约束的作用。

按照至下往上即由延安组、直罗组下段下亚段、直罗组下段上亚段、直罗组上段、安定组、志丹群的顺序，勾选前期连接的剖面作为约束条件，建立各地层底板界面，作为本次建模的关键界面。

以关键地层界面为基础，根据表征的需要，可以形成多个界面构成的三维地质体。对于大营地区而言，一个独立的地层地质体，如直罗组上段，它的边界实际上有四个：1.直罗组上段顶界面-志丹群底界面；2.直罗组上段底界面；3.研究区左边界；4.研究区右边界。在这些界面的限定下，构建安定组的三维实体模型。

依托于前期的数据和单孔钻孔模型、关键地层界面等步骤，利用软件将已生成的地层界面转化为三维地层层面，本次选取的为各地层的底界面，也可以根据实际情况选取各地层顶界面，也是合理的表达。

选取三维网格化不同地层三维底界面层面，进行结构建模。在结构模型基础上，软件自动提取砂体信息，将钻孔岩性分为砂岩和泥岩两大类，也可以依照具体表达的需要细分为不同的砂岩，用不同的颜色表征砂岩和泥岩，自动生成砂体模型。

Claims (7)

1.一种利用三维地质建模技术预测定位砂体的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：资料收集；步骤二：数据分析处理；步骤三：建立模型单元；步骤四：调节配对关系；步骤五：建立小层序模型；步骤六：建立整体模型。

2.如权利要求1所述的一种利用三维地质建模技术预测定位砂体的方法，其特征在于：所述的步骤一：资料收集，具体包括：收集研究区已有的钻孔资料、物探测井、矿化信息三类基本数据资料，按照分类处理为三类表格。

3.如权利要求1所述的一种利用三维地质建模技术预测定位砂体的方法，其特征在于：所述的步骤二：数据分析处理，具体包括：按照一定的线距、孔距，根据地层旋回对比的原则，连接钻孔生成地层地质剖面图，首要确定不同地层分界面的深度，对后期地质模型起到约束作用；同时从剖面上根据不同小层序的地质特点，划分不同的小层序单元。

4.如权利要求1所述的一种利用三维地质建模技术预测定位砂体的方法，其特征在于：所述的步骤三：建立模型单元，具体包括：利用统计的所有钻孔的地层分层信息，导入软件，生成不同地层的关键地质界面模型单元，由关键地质地层界面构建结构模型，在结构建模基础上构建下一步的模型。

5.如权利要求1所述的一种利用三维地质建模技术预测定位砂体的方法，其特征在于：所述的步骤四：调节配对关系，具体包括：结合地质认识和前期生成的地层地质剖面中在同一层位中划分的的小层序、隔水层中，以小层序或者隔水层为单位，统计每个单元内泥岩、砂岩的深度、厚度，结合每个小层序的不同地质特点，调节泥岩和砂岩之间的配对关系。

6.如权利要求1所述的一种利用三维地质建模技术预测定位砂体的方法，其特征在于：所述的步骤五：建立小层序模型，具体包括：按照调整完的泥岩、砂岩的连接，确定小层序的划分，定义了关键的小层序的分界面，构建小层序的模型，也可以把不同的层序叠合，观察不同层序的不同特点。

7.如权利要求1所述的一种利用三维地质建模技术预测定位砂体的方法，其特征在于：所述的步骤六：建立整体模型，具体包括：将地层模型和小层序模型叠合，生成某一地层的某一层序模型，或者是一个地层的多个层序模型也可以是多个地层的多个层序模型，其中所有地层的所有层序模型的集合即是砂体的整体模型。

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