基于角点网格的煤储层裂隙三维可视化研究

发布时间：2020-03-28 17:52

【摘要】：煤层气作为非常规天然气,既是一种洁净的能源,也是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。在采煤之前如果先开采煤层气,不仅可以降低瓦斯爆炸的概率,还能产生巨大的经济效益。煤储层中的裂隙是煤层气扩散运移的通道,裂隙系统的发育程度影响着煤储层的渗透性,从而影响煤层气的开发。利用三维可视化技术对煤储层中的裂隙进行建模,是煤储层数值模拟的基础工作,为后续模拟计算提供了单元网格,具有重要的实际意义。三维模型的选择直接影响着地质模拟的好坏,因此论文在研究了各种三维地质模型后,选择了角点网格作为三维地质建模的基础,并运用DEM数据建立煤储层的结构模型。针对地质勘探中采样点随机分布的特点,论文采用空间插值的方法对采样点进行加密,通过对比多种插值方法的特点找到最合适的插值方法。断层作为一种常见的地质构造,其存在对油气成藏、矿体和工程建设等都有着重要的影响,论文实现了断层的三维可视化。针对尺度较小的重点断裂区域,采用局部多级加密技术对断裂带进行单独建模,为后续断裂带属性信息的研究奠定了基础。裂隙是本文研究的重点,在对煤储层进行整体建模后,再通过断裂线定位出裂隙单元体,从而完成了裂隙在网格模型中的绑定工作。论文在煤层结构模型的基础上建立了其属性模型,并使用OpenGL实现了属性模型剖切面的制作,为地质人员提供了多角度研究煤储层的手段。以VS2017作为开发平台,使用C#和Open GL开发了煤储层三维可视化系统,该系统由数据管理、结构建模、属性建模和人机交互四个功能模块组成。最后,结合黔西—滇东老厂矿区9号煤层的地质资料,运用该软件建立了三维地质模型,展示了9号煤层的基本形态和属性信息。结果表明角点网格模型在表达复杂地质构造上具有明显的优势,对煤储层进行三维可视化研究极具实用意义。
【图文】：

技术路线图,技术路线,论文,绪论

论文技术路线

流程图,图形变换,视景

要用于图形的绘制与渲染，通过核心库中的函数可以对图像进行三维变换、纹理映射、设置环境及光照，同时可以启用缓冲区等。行一些特定的操作，例如设置特定矩阵实现视图变换、多边形分格等；提供了一个扩展库，对于以位图方式显示的窗口系统使用glx 开头函数，对于 Windows系统则使用 wgl开头的函数；编写的工具包，可以隐藏不同窗口系统API 带来的复杂性；OpenGL 是以流水线的方式工作，其工作的流程图如图 2-1 所示，描述了 OpenGL从发出到最终形成图像的过程。工作流程的输入端可以是图像，也可以是几何图形，，图像数据包括像素集、位图集等。几何图形包括模型的顶点集、线集、多边形集，经过各自的操作，在进行光栅化，片段操作，最终的结果是光栅化后的图像，进入帧缓冲区后，由硬件显示在输出设备上。由此可见，OpenGL 是通过基本几何图元如顶点、像素集来建模，这种方式易于操作，但建模较为复杂。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P618.13

【参考文献】