基于Voxler平台在岩溶勘察三维可视化解释技术的研究与应用

2020-04-09

中国科技纵横 2020年22期

（四川中成煤田物探工程院有限公司，四川成都 610072）

0.引言

高密度电法对于地下埋深100m以浅岩溶勘察效果分辨率较高，它是根据地下岩石的电性差异为基础，观测与研究同一测点下垂直方向不同深度范围岩层视电阻率的变化规律，广泛运用于二维地质断面测量与解释。但在川南岩溶地区，地质条件复杂，仅仅依靠二维反演剖面不能直观地反映岩溶等异常区域的产状、规模、空间位置与形态，利用Voxler平台进行三维可视化数据处理，相对于二维反演图更直观，立体显示物探成果，为钻井设计提供有效的地质依据。

1. Voxler平台软件简介

Voxler是一款使用非常广泛的三维地球物理建模软件，通过该软件，可以将自己的数据转换为三维的模型数据，通过简单易懂的图像信息提供直观的地球物理信息，主要用于展示三维体的透视关系和在空间中展布三维数据点，Voxler软件的计算模块包括三维网格化、重采样、多点阵操作，可以绘制三维散点图、影像切片、体积渲染图、等值线图、等值面模型等即可实现三维可视化的目的[1-3]。

2.项目概况

工区从地表至基底，依次为三叠系下统嘉陵江组、飞仙关组等地层。

嘉陵江组地层由白云岩、白云质灰岩、石灰岩组成；下部由泥质灰岩、生物碎屑灰岩、砂质泥岩、泥岩，厚305m～559m，溶蚀裂隙和岩溶管道极发育，含水较丰富，最大泉水流量637.5L/S，为富水性的岩溶强含水层。

飞仙关组地层分为5段，上部(T1f3-5)以砂质泥岩、泥岩为主，夹薄层粉砂岩及细砂岩，厚290m～495m，浅部含风化裂隙水，深部为隔水层；下部(T1f1+2)为砂质泥岩、泥岩夹中厚层细、粉砂岩及石灰岩，厚90m～165m。裂隙及灰岩中的溶蚀小孔较发育，泉水流0.001L/S～3.75L/S，钻孔抽水单位涌水量0.0000581L/S·m～0.224L/S·m，为弱含水层。

3.三维可视化解释技术应用与研究

在实现三维可视化模型前，首先要对采集的数据进行整理编辑，将其转化为三维数据体（即4列，分别为三维空间X、Y、Z坐标及视电阻率值）。具体如下流出：通过瑞典RES2DINV反演导出具有二维X、Z方向坐标及对应的视电阻率值，通过SUFUER软件添加Y方向坐标，即根据测线间距及测线相对位置关系即可得到所需数据组。

（1）三维散点图绘制，如图1所示。

在数据网格化之前进行三维散点图绘制，可将原始数据在三维空间上立体显示出来，并通过将色阶由冷色调向暖色调过渡，可大体查看钻井下方原始电性特征，为下一步数据处理提供依据。

（2）影像切片、体积渲染图绘制。将三维数据体采用反距离为Power方法进行网格化，该方法不会推断超出数据的Z范围，所以数据集井的实际最小值和最大值，可以指定数据体的各向异性，其gridder可以把权重对在特定方向的晶格结点，虽可能产生同心圆周围的高低值，但可增加平滑值的倾向进行处理拟合。如图2、图3所示。

图2 影像切片图

图3 体积渲染图

通过绘制水平方向及垂直方向不同影像切片，可以圈定出低阻异常体平面展布范围在里程280m～380m，垂向展布范围在埋深30m～60m。

通过绘制体积渲染图，可以看出整体视电阻率呈现中高阻的电性特征，为嘉陵江组灰岩的电性反映，而在中深部存在一明显的低视电阻率异常，为充水岩溶所引起。

（3）三维等值线切片图绘制。如图4所示。

图4 三维等值线切片图

图4为沿地层倾角不同深度三维等值线切片图，通过该图可以较为真实的反映地层地电信息。低视电阻率等值线随着深度增加明显增强，说明异常区存在一定的连通性，在空间立体关系上效果较为明显。

（4）三维等值面图绘制。

通过各岩性及地质异常体的物性统计及反演结果，得出该工区低视电阻率异常范围为小于16Ω·m（101.2）为充水岩溶所引起。将小于16Ω·m（101.2）绘制三维等值面图，可较好突显异常体在空间位置上的展布形态。下图为三维异常体等值面图，通过统一参数选择、倾斜、调整视角，反映出岩溶通道的产状、形态。如图5所示。