數字制圖方法在煤層氣地質勘探中的應用

張 黎 衛延昭 黃曉明 林 亮 趙 衛

(1．中國石油勘探開發研究院地質所，北京 100083;2．中聯煤層氣有限責任公司，北京 100011)

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

1 軟件的功能特點

雙狐軟件的優勢主要體現在海量數據的讀取和運算、數據與圖形之間的處理能力、三維曲面處理及圖形可視化技術、多數據庫集成和應用等方面的技術功能上，經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勘探與開發專業特點而逐步開發、完善的地質制圖系統，其完備的專業圖形模板、豐富的圖形編輯功能、靈活的數據成圖功能、強大的圖件轉換模塊，為快速、高質量制作符合行業標準的地質圖件提供了強有力的支持。

雙狐二維網格化技術 (dfsurface)，可以在微機上實現離散點的網格化，得到等值線趨勢圖(包括網格逆斷層成圖、復雜斷裂帶成圖、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，無法實現微機上網格化運算各類復雜地質圖件，只能通過導入工作站等值線進行簡單的數據處理，從而降低了用戶對數據的可操作性。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，從數據庫或數據文件直接導入生成井位、地名、曲線、等值線、斷層線、地震測線、地震工區、勘探區塊等數據，自動生成所需要的圖件要素。不同之處在于Geomap支持圖件比例尺發生改變時，對整個圖件圖元的大小進行調整，支持曲線、等值線、斷層線之間的相互轉換。

雙狐對圖件的裁剪功能做到一步到位，任意范圍裁剪。Geomap支持圖件比例尺發生改變時，對整個圖件的大小進行調整，支持曲線、等值線、斷層之間的相互轉換，Geomap支持圖層按坐標自由疊合，可實現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 基礎地質圖件編制

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)、區域地質剖面圖 (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)首先繪制構造圖，以構造圖為主，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塊永3井圈閉綜合評價圖

(3)導入柱狀圖之后，不要按坐標疊合，將柱狀圖所在圖層雙擊，使其成為當前圖層之后，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，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，將該柱狀圖放在構造圖的右側即可;

(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，統一調整其整體美觀度，即可完成一張綜合圖的制作 (圖1)。

2.2 數字化自動成圖

雙狐圖件以*.dfd，文件格式存在，圖層嚴格按坐標疊合，圖層關系嚴謹，有先后顯示順序，所以要調整圖形疊放次序。雙狐軟件的二維空間曲面網格化模塊是它的特色之一，處于同類軟件領先地位，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據，或工作站傳出的數據可以直接使用。打開雙狐dfdraw軟件，新建文件，導入等值線數據，保存為*.dfd格式。

圖2 山西柿莊煤層氣區塊T6地震反射層等值線圖

(2)啟動 dfsuafer模塊，打開保存好的*．dfd數據，網格數目調到50，加密次數為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，根據情況適當調整，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。鼠標點擊圖件的背景顏色，調屬性欄中的曲面下的參數，把顏色標尺里的自動更新改為否，在調整尺寸高度，文字大小等，在曲面中，可以調整顏色值，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，重新網格化時，先把等值線名稱變為Z值，然后再網格化。

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的獨一無二的背景色文件。因此每張圖都應該以上述方法將當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，不同軟件導出的數據格式互不兼容，成功、順利地把它們統一到一個軟件中去，達到數據再利用以避免重復手動制圖，對提高工作效率是非常好的手段。這也是科研及工程技術人員經常面臨的問題。掌握了這一技術，對提高工程制圖精度、縮短科研周期都有極大的幫助。

Geomap和雙狐數據及圖形可以互相轉換。如果只將Geomap的等值線數據轉到雙狐里，先導出*.txt數據，雙狐軟件中提供一個模塊Geomaoptodfd，可以直接轉換。如果是Geomap圖形，只要在圖形轉換工具中打開這個圖件，導出Geomap的*.gxf明碼格式，將這個文件直接拎到dfdraw中即可打開編輯。還可以導出dxf、cgm格式等。雙狐的數據轉到Geomap數據，根據目前的3.5版本只要將雙狐數據在記事本中打開，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。

圖件的坐標跨帶統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:把數據導入雙狐里保存為*.dfd，打開投影轉換工具Double Fox Projection模塊，輸入*.dfd文件，輸出菜單下的其它中的帶號統一的18帶，轉換即可。Geomap跨帶主要體現在圖框的標注上，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，還有一個是分帶標注跨帶方里網顯示。

4 結論

本文介紹的兩種軟件各有自己的優勢，在實際制圖工作中如能兼收并蓄地應用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量可起到非常關鍵的作用。

數據自動成圖，尤其是海量數據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，數據可多次利用的功能，更是突出了其方便、靈活、減少冗余環節、圖件視覺效果好的特點。

制作基礎地質圖件，包括在煤層氣勘探圖冊中生成的柱狀圖、統計圖、剖面圖等，使用Geomap比較方便，并已成為國內油氣資源評價的重要技術手段之一，在各區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，把井位數據加進去更好。Excel表插入到圖件中，雙擊可以直接進入到Excel軟件中修改數據并保存留待今后使用。尚需豐富比例尺的表達方式。

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