Tin học ứng dụng trong kỹ thuật địa chất dầu khí bài giảng điện tử

BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ GIỚI THIỆU MƠN HỌC Tác giả : ThS Đỗ Quang Khánh ThS Bùi Tử An Bộ mơn : Khoan & Khai thác dầu khí ©Copyright 2007 Thông tin chung ™ Mã số môn học: 300005 ™ Số tín chỉ: 02 ™ Số tiết: ƒ Lý thuyết: 28 ƒ Bài tập: 14 ™ Ngành: Kỹ thuật địa chất & Dầu khí ™ Cán giảng dạy: ThS Đỗ Quang Khánh ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU MƠN HỌC Nội dung môn học ™ Môn học giúp sinh viên bước đầu nắm kỹ để khai thác phần mềm thông dụng xử lý văn bản, đồ họa; tính tốn địa chất, địa kỹ thuật, địa chất môi trường, thiết kế mỏ, cơng tác khoan khai thác dầu khí tiến tới lập trình tốn chun mơn phục vụ cho thiết kế đồ án môn học luận văn tốt nghiệp ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU MƠN HỌC Hình thức đánh giá môn học ™ Kiểm tra kỳ: 20% ™ Thi cuối kỳ: 50% ™ Thực hành máy tính: 10%: ™ Báo cáo chuyên đề Tin học ứng dụng lĩnh vực quan tâm: 20% ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU MƠN HỌC Tài liệu tham khảo ™ The matlab Handbook Darren Redfer, Spinger-Verlag new Your, 1998 ™ Introduction to Engineering Programming in C, MATLAB and JAVA Mark Austin, David Chancogn,, Wiley Pub 1999 ™ A Guide to Microsoft Excel 2002 for Scientists and Engineers LIENGME, B V ELSEVIER 2002 ™ Numerical Analysis Using MATLAB and EXCEL ® Steven T Karris, Orchard Publications 2006 ™ MATLAB® Recipes for Earth Sciences Martin H Trauth© Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006 ™ 129 Bài tập EXCEL ứng dụng Khoa học kỹ thuật Trần Phú Thành, NXB Thống kê, 2002 ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU MÔN HỌC Các chủ đề CÁC KHÁI NIỆM TRONG KỸ THUẬT TÍNH TỐN VỚI MÁY TÍNH GIỚI THIỆU VỀ WINDOWS VÀ PHẦN MỀM VĂN BẢN WORD GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TRÌNH DIỄN POWER POINT SỬ DỤNG, KHAI THÁC ỨNG DỤNG PHẦN MỀM BẢNG TÍNH EXCEL XỬ LÝ DỮ LIỆU THỰC NGHIỆM VÀ SỬ DỤNG, KHAI THÁC ỨNG DỤNG PHẦN MỀM RIGMATH ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU MƠN HỌC Các chủ đề ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG CỦA EXCEL TRONG MỘT SỐ BÀI TOÁN KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ỨNG DỤNG NGƠN NGỮ MATLAB ĐỂ LẬP TRÌNH TRONG KỸ THUẬT DẦU KHÍ MỘT SỐ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT MỘT SỐ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT DẦU KHÍ ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU MÔN HỌC BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ CÁC KHÁI NIỆM TRONG KỸ THUẬT TÍNH TỐN VỚI MÁY TÍNH Tác giả : ThS Đỗ Quang Khánh ThS Bùi Tử An Bộ môn : Khoan & Khai thác dầu khí ©Copyright 2007 ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ‰ Lập trình tính tốn phép tính số & ký hiệu giải toán kỹ thuật – kinh tế ‰ Lưu giữ, xử lý, trình bày liệu thơng tin: phù hợp với tính đa dạng ‰ Xử lý văn bản, đồ hoạ, đa phương tiện… ‰ Giao tiếp mạng máy tính ©Copyright 2007 MÁY TÍNH Những khái niệm máy tính ‰ Máy tính số thiết bị thực số hữu hạn chức (tập lệnh), thực lệnh tự động, lệnh định lệnh lệnh cuối ‰ Mơ hình máy tính số Von Neumann Chứa code data thực thi Thực thi lênh chương trình Giao tiếp với bên ngồi để nhập xuất tin Bộ nhớ (memory) Đơn vị xử lý (CPU) Các thiết bị vào (I/O) Bus giao tiếp ©Copyright 2007 MÁY TÍNH PHẦN MỀM XỬ LÝ ẢNH VIỄN THÁM PCI Geomatics ‰ Sản phẩm Công ty PCI Geomatics ‰ Các chức chính: ƒ Khả nhận biết khoảng 80 dạng format; ƒ Hiệu chỉnh nhiễu khí quyển; ƒ Chức “Fly” kết hợp từ liệu ảnh mơ hình 3-D, giúp người sử dụng nhìn bề mặt đất máy bay độ cao góc nhìn khác nhau; ƒ Chức “Modeler”: hỗ trợ xử lý dạng liệu đơn giản đến phức tạp để tạo mơ hình ứng dụng khác nhau; ƒ Chức “Ortho engine”: gồm chức hiệu chỉnh hình học, khai báo điểm khống chế, khảm (mosaic) tự động ; ƒ Các chức khác tương tự ENVI, có hỗ trợ GIS; ©Copyright 2007 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT PHẦN MỀM XỬ LÝ ẢNH VIỄN THÁM ILWIS ‰ Là chữ viết tắt Hệ thơng tin tích hợp Đất Nước (Integrated Land and Water Information System), sản phẩm Viện Khảo sát Không gian Khoa học Trái đất Quốc tế (ITC) Hà Lan ‰ Các đặc trưng ILWIS: ƒ Tích hợp thiết kế raster vector ƒ Nhập xuất định dạng liệu ƒ Số hóa máy bàn số hóa ƒ Bộ cơng cụ xử lý ảnh nhanh chóng ƒ Orthophoto, image georeferencing, transformation and mosaicing ƒ Phân tích liệu khơng gian mơ hình nâng cao ƒ Hiển thị 3D tối ưu ƒ Phân tích địa thống kê Kriging cho nội suy ƒ Xây dựng hiển thị cặp ảnh ©Copyright 2007 ƒ Đánh giá khơng gian theo đa tiêu chuẩn PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT PHẦN MỀM XỬ LÝ GIS MAPINFO ‰ Một phần mềm GIS dễ sử dụng mang tính chất phổ thơng, sử dụng rộng rãi thề giới ‰ Các tính Mapinfo: ƒ Cho phép nhập liệu thuộc tính từ nhiều nguồn khác như: dbf, xls, txt, mdb; nhập liệu ảnh raster grid từ chương trình xử lý ảnh khác; xuất dạng vector sang dạng dxf, bmp liệu thuộc tính sang dạng txt ƒ Lưu lại hồn toàn trạng thái làm việc dạng file wor giúp người sử dụng mở lại trạng thái trước khỏi chương trình; ©Copyright 2007 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT PHẦN MỀM XỬ LÝ GIS ƒ Chức tạo điểm từ liệu thuộc tính (create point), tạo đồ khối (prism map), tạo đồ chuyên đề theo liệu thuộc tính liệu khơng gian; ƒ Các chức phân tích khơng gian đơn giản; chức đăng ký ảnh dạng đồ-ảnh; ƒ Chương trình chấp nhận module viết từ Mapbasic giúp người sử dụng chạy nhiều ứng dụng khác tuỳ theo mục đích cơng việc; ƒ Thêm vào hệ toạ độ phép chiếu mapinfo; ©Copyright 2007 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT PHẦN MỀM XỬ LÝ GIS ARCGIS ‰ Phiên ArcGIS 9x, phần mềm gồm chương trình Arcview, Arcinfo ArcGIS hỗ trợ mạnh mẽ cấu trúc topology thường chuyên gia GIS sử dụng ‰ Các tính ArcGIS: ƒ Arcinfo chương trình có tính vượt trội việc xây dựng quan hệ topology, chức số hoá ƒ Arcview hỗ trợ mạnh chức phân tích khơng gian; liệu ảnh ƒ Avenue chương trình giúp tạo modul ứng dụng Arcview ©Copyright 2007 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT PHẦN MỀM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH – ĐỊA CHẤT THỦY VĂN ©Copyright 2007 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT 10 Rockworks ‰ Sản phẩm cơng ty Rockware Incorporated ‰ Có khả mạnh phân tích vẽ đồ từ thơng tin có sẵn ‰ Phân tích liệu, nội suy, lập đồ, vẽ loại mặt cắt… ‰ Lập cột địa tầng địa chất cơng trình ‰ Vẽ biểu đồ mực nước địa chất thủy văn ‰ Lập đồ địa hình, lập biểu đồ hoa hồng địa chất kiến trúc ‰ Dễ dàng xây dựng mơ hình địa chất cách nhanh chóng rõ ràng ©Copyright 2007 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT 11 PHẦN MỀM GEO-SLOPE ‰ Geo-Slope phần mềm tiên tiến mô 2D ứng dụng môi trường địa chất Geo-Slope bao gồm phần mềm sau: SLOPE/W ƒ Phần mềm ứng dụng Lý thuyết cân giới hạn để tính tốn hệ số an tồn khối đất đá mái dốc Khả phân tích tồn diện tử đơn giản đến phức tạp sử dụng nhiều phương pháp khác để tính tốn hệ số an tồn SLOPE/W ứng dụng để phân tích thiết kế cho ngành Địa kỹ thuật, công chánh dự án kỹ thuật khai thác mỏ ©Copyright 2007 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT 12 PHẦN MỀM GEO-SLOPE QUAKE/W ƒ QUAKE/W phần mềm phần tử hữu hạn chuyên ngành Địa kỹ thuật phân tích động học cấu trúc vỏ trái đất rung động khối đất - đá SEEP/W ƒ SEEP/W phần mềm phần tử hữu hạn để mơ hình hố chuyển động phân bố áp suất nước lỗ rỗng bên vật liệu rỗng chất rắn đá Khả phân tích từ đơn giản đến phức tạp, SEEP/W ứng dụng để phân tích thiết kế cho ngành Địa thuật, xây dựng, địa thủy văn dự án khai thác mỏ ©Copyright 2007 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT 13 PHẦN MỀM GEO-SLOPE TEMP/W ƒ TEMP/W phần mềm phần tử hữu hạn dùng để mơ hình hố thay đổi nhiệt lòng đất thay đổi mơi trường hay xây dựng cơng trình dân dụng nhà cửa hay đường ống Khả phân tích từ đơn giản đến phức tạp, TEMP/W ứng dụng việc phân tích thiết kế thiết bị mà tùy thuộc vào thay đổi nhiệt độ đơng đặc tan chảy CTRAN/W ©Copyright 2007 ƒ CTRAN/W phần mềm phần tử hữu hạn dùng để mơ hình hố dịch chuyển chất gây ô nhiễm qua vật liệu rỗng chất rắn hay đất đá PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT 14 PHẦN MỀM GEO-SLOPE SIGMA/W ƒ SIGMA/W phần mềm phần tử hữu hạn sử dụng để thực phân tích ứng suất biến dạng cấu trúc vỏ trái đất Khả phân tích ứng từ đơn giản đến phức tạp, SIGMA/W ứng dụng để phân tích thiết kế cho ngành Xây dựng, Công chánh dự án khai thác mỏ ©Copyright 2007 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT 15 Plaxis ‰ Phần mềm Plaxis dựa vào lý thuyết cân giới hạn tuý, giải toán phương pháp phần tử hữu hạn - mơ hình chuyển vị ‰ Phần mềm tính tốn ổn định mái dốc, tường chắn gia cường neo thép, lưới vải địa kỹ thuật, lưới cốt thép, ©Copyright 2007 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT 16 Phần mềm surfer ‰ Vẽ đường đồng mức ‰ Vẽ đường đẳng sâu ‰ Tạo mặt cắt theo tuyến đo… ©Copyright 2007 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT 17 MODFLOW ‰ Phần mềm mô số theo phương pháp sai phân hữu hạn mơ hình nước đất Sản phẩm nguồn mở phát triển U.S Geological Survey ‰ Modflow mô dịng chảy nước đất theo mơ hình 1D, 2D, 3D ‰ Đặc biệt khả mơ dịng chảy môi trường bất đồng bất đẳng hướng với đặc tính tầng chứa khác ‰ Các tốn thực tế ứng dụng: ƒ Tính tốn độ hạ thấp mực nước ngầm ƒ Tính tốn bổ cập nguồn nước tháo khơ ƒ Tính tốn tốn chống xâm nhập mặn nhiễm bẩn… ©Copyright 2007 PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT 18 Groundwater Modeling System (GMS) ‰ GMS phát triển Brigham Young University – Environmental Modeling Research Laboratory- sở nguồn phần mềm mở MODFLOW ‰ Khả GMS: ƒ 2D & 3D Geostatistics ƒ Sub-surface Characterization (TINs, Boreholes, Solids) ƒ Interpolating Layer Elevations ƒ Calibration ƒ Automated Parameter Estimation ƒ Regional to Local Model Conversion ƒ Transient Data ©Copyright 2007 ƒ Stochastic Modeling… PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT 19 ... TRONG KỸ THUẬT DẦU KHÍ MỘT SỐ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT MỘT SỐ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG KỸ THUẬT DẦU KHÍ ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU MÔN HỌC BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG. .. NGHIỆM VÀ SỬ DỤNG, KHAI THÁC ỨNG DỤNG PHẦN MỀM RIGMATH ©Copyright 2007 GIỚI THIỆU MÔN HỌC Các chủ đề ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG CỦA EXCEL TRONG MỘT SỐ BÀI TỐN KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ ỨNG DỤNG NGƠN NGỮ... TRONG KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT & DẦU KHÍ CÁC KHÁI NIỆM TRONG KỸ THUẬT TÍNH TỐN VỚI MÁY TÍNH Tác giả : ThS Đỗ Quang Khánh ThS Bùi Tử An Bộ môn : Khoan & Khai thác dầu khí ©Copyright 2007 ỨNG DỤNG TRONG KỸ