數(shù)字制圖方法在煤層氣地質(zhì)勘探中的應(yīng)用

張 黎 衛(wèi)延昭 黃曉明 林 亮 趙 衛(wèi)

(1．中國石油勘探開發(fā)研究院地質(zhì)所，北京 100083;2．中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司，北京 100011)

隨著計算機科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是軟件行業(yè)的不斷推陳新出，各種制圖軟件也層出不窮。作者在地質(zhì)制圖和地質(zhì)勘探領(lǐng)域工作多年，并實際從業(yè)經(jīng)歷了從純手工清繪到計算機輔助制圖直至完全數(shù)字信息化制圖的全過程，不僅深刻感受到地質(zhì)制圖瞬息萬變的發(fā)展，同時也在石油及煤層氣等非常規(guī)天然氣地質(zhì)勘探工作中應(yīng)用過很多制圖軟件并積累了豐富的實際經(jīng)驗。在科研、生產(chǎn)工作趨于信息化和數(shù)字化的今天，面對龐大繁雜的信息和海量數(shù)據(jù)，地質(zhì)圖件的內(nèi)容和精度又關(guān)系到整個勘探成果的質(zhì)量，于是地質(zhì)制圖系統(tǒng)便應(yīng)運而生。本文以目前在石油及煤層氣地質(zhì)勘探領(lǐng)域里常用的地質(zhì)制圖系統(tǒng)Geomap和雙狐兩種軟件為主，深入淺出的探討了數(shù)字制圖的功能實現(xiàn);包括數(shù)據(jù)集成、遠程傳輸、數(shù)據(jù)處理、計算機成圖以及常見問題和相關(guān)操作技巧等。這些都是作者在實際工作中的一些體會，并結(jié)合實例從煤層氣地質(zhì)勘探專業(yè)角度對比了兩種制圖系統(tǒng)的功能優(yōu)勢和實際適用性。

1 軟件的功能特點

雙狐軟件的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在海量數(shù)據(jù)的讀取和運算、數(shù)據(jù)與圖形之間的處理能力、三維曲面處理及圖形可視化技術(shù)、多數(shù)據(jù)庫集成和應(yīng)用等方面的技術(shù)功能上，經(jīng)常成為對地震資料的輔助解釋和成果圖件編制的得力助手。GeoMap則是一套基于石油地質(zhì)勘探與開發(fā)專業(yè)特點而逐步開發(fā)、完善的地質(zhì)制圖系統(tǒng)，其完備的專業(yè)圖形模板、豐富的圖形編輯功能、靈活的數(shù)據(jù)成圖功能、強大的圖件轉(zhuǎn)換模塊，為快速、高質(zhì)量制作符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的地質(zhì)圖件提供了強有力的支持。

雙狐二維網(wǎng)格化技術(shù) (dfsurface)，可以在微機上實現(xiàn)離散點的網(wǎng)格化，得到等值線趨勢圖(包括網(wǎng)格逆斷層成圖、復(fù)雜斷裂帶成圖、厚度圖、孔隙度和滲透率等值圖等)，而目前同類軟件不具備該功能，無法實現(xiàn)微機上網(wǎng)格化運算各類復(fù)雜地質(zhì)圖件，只能通過導(dǎo)入工作站等值線進行簡單的數(shù)據(jù)處理，從而降低了用戶對數(shù)據(jù)的可操作性。雙狐和Geomap均可充分利用其它軟件如 Coreldraw、AutoCAD、MapGIS明碼格式、MapGIS工程文件、CGM、MapInfo、CAD、元文件和 GeoDraw等圖形資源進行格式轉(zhuǎn)換，提供生成DXF、Map-GIS明碼格式、MapGIS工程文件、CGM及Geomap明碼格式GXF文件，從數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)文件直接導(dǎo)入生成井位、地名、曲線、等值線、斷層線、地震測線、地震工區(qū)、勘探區(qū)塊等數(shù)據(jù)，自動生成所需要的圖件要素。不同之處在于Geomap支持圖件比例尺發(fā)生改變時，對整個圖件圖元的大小進行調(diào)整，支持曲線、等值線、斷層線之間的相互轉(zhuǎn)換。

雙狐對圖件的裁剪功能做到一步到位，任意范圍裁剪。Geomap支持圖件比例尺發(fā)生改變時，對整個圖件的大小進行調(diào)整，支持曲線、等值線、斷層之間的相互轉(zhuǎn)換，Geomap支持圖層按坐標(biāo)自由疊合，可實現(xiàn)不同投影圖件的組合，支持單一圖層的移動、等比例縮放;支持多格式圖像、電子表格、Word文擋等OLE的嵌入、移動和縮放。支持局部輸出;支持CMYK顏色模型，便于出版印刷。

2 實例分析

2.1 基礎(chǔ)地質(zhì)圖件編制

Geomap圖件是以*.gdb文件格式存在，每個*.gdb文件可以分多圖層存放點、線、面等各類型圖元。Geomap中的圖層有兩種疊合方式:自由疊合和坐標(biāo)疊合。自由疊合給我們提供了極大的方便，這在勘探圖冊及綜合評價圖中充分體現(xiàn)出來?？碧匠晒安渴饒D包括平面圖、地層綜合柱狀圖(或油氣藏綜合柱狀圖)、區(qū)域地質(zhì)剖面圖 (或油氣藏剖面圖)和勘探概況文字說明及附表四部分。下面簡單介紹勘探成果圖件的制作過程:

(1)首先繪制構(gòu)造圖，以構(gòu)造圖為主，圖件打開時單擊“文件”菜單下的“編輯圖件信息”，將圖件的右邊距值和底邊距值增大，確保柱狀圖和剖面圖導(dǎo)入后有位置可以放置;

(2)繪制柱狀圖、剖面圖后，在圖層空白處右鍵單擊，選擇“導(dǎo)入圖層”，然后選擇柱狀圖所在的圖件或圖層，若柱狀圖圖元為多個圖層組成，最好是在導(dǎo)入圖層之前，先對其進行圖層合并，合并為一個圖層;

圖1 寧夏橫山堡煤層氣區(qū)塊永3井圈閉綜合評價圖

(3)導(dǎo)入柱狀圖之后，不要按坐標(biāo)疊合，將柱狀圖所在圖層雙擊，使其成為當(dāng)前圖層之后，單擊工具欄中的圖層操作按鈕;此時，柱狀圖所在圖層就會有一個虛框出現(xiàn)，在其對角處拖拽，即可對其進行等比縮放。若不想等比縮放，只需將其圖導(dǎo)下方的等比縮放不選中就可以了。拖動該虛框并移動，將該柱狀圖放在構(gòu)造圖的右側(cè)即可;

(4)依次進行 (2)、(3)操作，即可采用同種方法，將剖面圖放在構(gòu)造圖的下方;

(5)最后制作圖例、說明、圖名、比例尺等，表格用EXCEL文件編排，便于修改，統(tǒng)一調(diào)整其整體美觀度，即可完成一張綜合圖的制作 (圖1)。

2.2 數(shù)字化自動成圖

雙狐圖件以*.dfd，文件格式存在，圖層嚴(yán)格按坐標(biāo)疊合，圖層關(guān)系嚴(yán)謹，有先后顯示順序，所以要調(diào)整圖形疊放次序。雙狐軟件的二維空間曲面網(wǎng)格化模塊是它的特色之一，處于同類軟件領(lǐng)先地位，具體操作如下:

(1)首先通過軟件提供的功能自動生成等值線數(shù)據(jù)，或工作站傳出的數(shù)據(jù)可以直接使用。打開雙狐dfdraw軟件，新建文件，導(dǎo)入等值線數(shù)據(jù)，保存為*.dfd格式。

圖2 山西柿莊煤層氣區(qū)塊T6地震反射層等值線圖

(2)啟動 dfsuafer模塊，打開保存好的*．dfd數(shù)據(jù)，網(wǎng)格數(shù)目調(diào)到50，加密次數(shù)為3，下一步收斂精度越小精度越高，一般不動，下一步缺省不可信度，根據(jù)情況適當(dāng)調(diào)整，它控制曲面平滑程度，接著選擇保存路徑，邊界文件 (邊界文件為*.dfd格式)，并且屬性為閉合方式。然后二維顯示，圖形就完成顯示出來 (圖2)。

(3)最后再整飾一下圖幅，加圖框，比例尺、圖例。背景顏色、色棒可以移動、編輯。鼠標(biāo)點擊圖件的背景顏色，調(diào)屬性欄中的曲面下的參數(shù)，把顏色標(biāo)尺里的自動更新改為否，在調(diào)整尺寸高度，文字大小等，在曲面中，可以調(diào)整顏色值，改變顏色，可以選擇顏色漸變1，顏色突變0，保存模版，可以再使用它。如果手工改變等值線的位置或值，重新網(wǎng)格化時，先把等值線名稱變?yōu)閆值，然后再網(wǎng)格化。

需要注意的是，用dfSurface．exe程序自動勾繪的等值圖，其成圖中的背景色是獨立的一個二進制文件，所以每一張圖都有一個和自己相對應(yīng)的獨一無二的背景色文件。因此每張圖都應(yīng)該以上述方法將當(dāng)前圖的背景色文件以不同的名字單獨存放。

3 常見問題及解決方法

在實際工作中，不同軟件導(dǎo)出的數(shù)據(jù)格式互不兼容，成功、順利地把它們統(tǒng)一到一個軟件中去，達到數(shù)據(jù)再利用以避免重復(fù)手動制圖，對提高工作效率是非常好的手段。這也是科研及工程技術(shù)人員經(jīng)常面臨的問題。掌握了這一技術(shù)，對提高工程制圖精度、縮短科研周期都有極大的幫助。

Geomap和雙狐數(shù)據(jù)及圖形可以互相轉(zhuǎn)換。如果只將Geomap的等值線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到雙狐里，先導(dǎo)出*.txt數(shù)據(jù)，雙狐軟件中提供一個模塊Geomaoptodfd，可以直接轉(zhuǎn)換。如果是Geomap圖形，只要在圖形轉(zhuǎn)換工具中打開這個圖件，導(dǎo)出Geomap的*.gxf明碼格式，將這個文件直接拎到dfdraw中即可打開編輯。還可以導(dǎo)出dxf、cgm格式等。雙狐的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到Geomap數(shù)據(jù)，根據(jù)目前的3.5版本只要將雙狐數(shù)據(jù)在記事本中打開，將Version2020中的2020改為2013或2014等另存成低版本文件，利用Geomap中圖形轉(zhuǎn)換工具打開dfd文件即可，要注意的是雙狐文件要保存為*.dfd。

圖件的坐標(biāo)跨帶統(tǒng)一也是困擾大家的一個棘手問題，以四川盆地為例，它跨18和19兩個帶，18帶占全圖幅的2/3，雙狐圖件中可以這樣處理:把數(shù)據(jù)導(dǎo)入雙狐里保存為*.dfd，打開投影轉(zhuǎn)換工具Double Fox Projection模塊，輸入*.dfd文件，輸出菜單下的其它中的帶號統(tǒng)一的18帶，轉(zhuǎn)換即可。Geomap跨帶主要體現(xiàn)在圖框的標(biāo)注上，圖框表達有兩種方式，一種是跨帶圖件做不跨帶處理，就是讓其不跨帶，還有一個是分帶標(biāo)注跨帶方里網(wǎng)顯示。

4 結(jié)論

本文介紹的兩種軟件各有自己的優(yōu)勢，在實際制圖工作中如能兼收并蓄地應(yīng)用Geomap和雙狐兩種軟件的長處，配合使用，對提高了工作效率和成果質(zhì)量可起到非常關(guān)鍵的作用。

數(shù)據(jù)自動成圖，尤其是海量數(shù)據(jù)和地震勘探成果利用方面，使用雙狐軟件更為方便。尤其是其顏色可漸變，數(shù)據(jù)可多次利用的功能，更是突出了其方便、靈活、減少冗余環(huán)節(jié)、圖件視覺效果好的特點。

制作基礎(chǔ)地質(zhì)圖件，包括在煤層氣勘探圖冊中生成的柱狀圖、統(tǒng)計圖、剖面圖等，使用Geomap比較方便，并已成為國內(nèi)油氣資源評價的重要技術(shù)手段之一，在各區(qū)塊的勘探部署工作中也起到了不可替代的作用。

針對幾點不足的建議:雙狐軟件三維可視化的功能再加強些，立體感再豐富些，把井位數(shù)據(jù)加進去更好。Excel表插入到圖件中，雙擊可以直接進入到Excel軟件中修改數(shù)據(jù)并保存留待今后使用。尚需豐富比例尺的表達方式。

［1］侏羅紀(jì)公司．Geomap軟件說明第三版［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2009．

［2］雙狐公司．雙狐地質(zhì)制圖軟件操作手冊試用版［R］．保定:內(nèi)部印刷發(fā)行，2001．

［3］王紅霞．MAPGIS軟件在繪制地質(zhì)圖件中的應(yīng)用［J］．甘肅科技，2010，26(13):43－45．

［4］王光霞．?dāng)?shù)字環(huán)境下制圖綜合概念和方法的拓展［J］．測繪學(xué)院學(xué)報，2005，22(3):207－211．

［5］黃曉明，孫強，閆冰夷等，山西沁水盆地柿莊北地區(qū)煤層氣潛力［J］．中國煤層氣，2010，7(5):3－9．

［6］吳信才．MAPGIS地理信息系統(tǒng)［M］．北京:電子工業(yè)出版社，2004．115－127．

［7］何燕珠，徐志?。?dāng)?shù)字地圖制圖綜合探討［J］．地礦測繪，2009，25(4):44－46．