一種復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲構(gòu)建方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲構(gòu)建方法。所述方法在穿越逆斷層的所有三角形中搜索未穿越逆斷層的邊，形成有序邊集；按先后順序處理完有序邊集中的邊，形成新的三角形，從而完成對復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲的構(gòu)建。本發(fā)明能夠克服因斷層的存在而導致基于空間斷層面約束的地層層面D三角網(wǎng)在地層層面和斷層面相交區(qū)域存在較大空隙，從而使得地層層面閉合插值難以控制曲面趨勢的問題；能夠?qū)鄬用婕s束的地層層面D三角網(wǎng)中層面和斷層相交區(qū)域空隙進行有效擬合和補充，有利于建立準確完整的三角網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為含有斷層的復雜地區(qū)三維構(gòu)造準確建模奠定基礎(chǔ)。
【專利說明】
一種復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及復雜地質(zhì)構(gòu)造建模技術(shù)，屬于地質(zhì)物探領(lǐng)域，具體地說是一種基于空間斷層面約束的地層層面D三角網(wǎng)的計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國西部地區(qū)油氣資源豐富，但地腹構(gòu)造復雜，導致地震資料信噪比低、地震成像困難等問題，嚴重影響這些地區(qū)的勘探效果。通過建立復雜構(gòu)造模型，模擬分析地下構(gòu)造空間展布形態(tài)，有助于研究地震波在復雜地質(zhì)條件下的傳播規(guī)律與能量分布特征，指導地震采集方案優(yōu)化設計，進行更加合理的地震地質(zhì)解釋，提升勘探效果。但西部大量地區(qū)地下發(fā)育逆掩斷層，地質(zhì)結(jié)構(gòu)變得非常復雜，建立合理的三維構(gòu)造模型，準確地描述地質(zhì)結(jié)構(gòu)，是油氣勘探領(lǐng)域急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。
[0003]地質(zhì)曲面重建是三維構(gòu)造建模的基礎(chǔ)。由于三維構(gòu)造建模數(shù)據(jù)多是用往年的二維勘探數(shù)據(jù)，存在沿測線方向種子點分布較為密集，而沿其他方向數(shù)據(jù)相對非常稀疏，即曲面擬合所用種子點數(shù)據(jù)嚴重分布不均現(xiàn)象，導致按傳統(tǒng)區(qū)域搜索的擬合方法具有一定的方向性，無法準確反映三維曲面的空間展布。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中基于區(qū)域搜索方法插值的原理圖。如附圖1所示，由于種子點分布不均，基于區(qū)域搜索出的種子點不能準確反映空間的形態(tài)，將導致曲面擬合的結(jié)果與實際情況存在較大誤差。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，D三角網(wǎng)(Delaunay三角網(wǎng)格)主要解決的問題是利用二維散點構(gòu)造三角網(wǎng)的技術(shù)，在眾多的三角網(wǎng)中，D三角網(wǎng)是形態(tài)最為優(yōu)秀的連接方式。即盡量避免狹長三角形的存在。其基本的約束條件是每一個三角形的外接圓不包含其他點。在空間曲面擬合中，利用平面坐標構(gòu)建D三角網(wǎng)，其曲面擬合的形態(tài)也是最優(yōu)秀的。圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中基于D三角網(wǎng)插值的原理圖。圖2示出了D三角網(wǎng)的基本原理，通過D三角網(wǎng)構(gòu)建，將種子點形成邏輯上的連接關(guān)系。通過待插值點所在三角形的臨近三角形的搜索，可以避免搜索的種子點處于某一個方向上，實現(xiàn)了種子點分布在待插值點的各個方向。從而使待插值點的擬合更加準確反映曲面的空間形態(tài)。
[0005]然而，對于含逆斷層的復雜構(gòu)造模型而言，D三角網(wǎng)方法存在建模效果不佳的問題。圖3A和圖3B示出了現(xiàn)有技術(shù)的D三角網(wǎng)方法中邊界區(qū)域存在的問題示意圖，其分別示出了對穿越逆斷層三角形進行刪除前、后的情況。如圖3A和圖3B中所示，位于斷層線之上的為下盤種子點及下盤種子點間構(gòu)成的有方向的邊，位于斷層線之下的為上盤種子點及上盤種子點間構(gòu)成的有方向的邊，上下盤種子點間構(gòu)成的有方向的邊以虛線單箭頭表示。具體來講，對于含逆斷層的復雜構(gòu)造模型而言，地層層面數(shù)據(jù)D三角網(wǎng)構(gòu)造完成后，需刪除穿越逆斷層的三角形，這會引起層面和斷層相交區(qū)域出現(xiàn)較大空隙，導致該部分的閉合插值很難實現(xiàn)曲面的趨勢控制，最終使得含逆斷層的復雜構(gòu)造建模效果不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足中的至少一項。例如，本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠適用于含逆斷層地層的復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲構(gòu)建方法。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲構(gòu)建方法，所述方法以D三角網(wǎng)算法來處理含逆斷層的地層層面數(shù)據(jù)，并且還包括以下步驟:在穿越逆斷層的所有三角形中搜索未穿越逆斷層的邊，以搜索得到的邊中同位于逆斷層一側(cè)的邊按逆時針順序構(gòu)成第一有序邊集，以搜索得到的邊中同位于逆斷層另一側(cè)的邊按逆時針順序構(gòu)成第二有序邊集；以步驟A和步驟B按先后順序處理完第一有序邊集中的邊，以步驟A和步驟B按先后順序處理完第二有序邊集中的邊，從而完成對復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，其中，步驟A為:以第一或第二有序邊集中的第一邊為基礎(chǔ)邊，在該有序邊集中尋找尋得邊，所述尋得邊為以該基礎(chǔ)邊的終點為起點且沿逆時針方向與該基礎(chǔ)邊夾角最小的邊，以尋得邊的終點為起點并以基礎(chǔ)邊的起點為終點形成補充邊，從而以基礎(chǔ)邊、尋得邊和補充邊構(gòu)成新的三角形;步驟B為:在該有序邊集中刪除已處理的基礎(chǔ)邊及其尋得邊，并將與補充邊對應的孿生邊添加到該有序邊集的對應位置;然后，以孿生邊作為新的基礎(chǔ)邊，并尋找與該新的基礎(chǔ)邊對應的尋得邊，以形成與新的基礎(chǔ)邊對應的補充邊，形成另一新的三角形，循環(huán)進行本步驟，完成對該有序邊集中三角網(wǎng)的構(gòu)建。
[0008]本發(fā)明的復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲構(gòu)建方法亦可采用如下方式來實現(xiàn):以D三角網(wǎng)算法來處理含逆斷層的地層層面數(shù)據(jù)，還包括以下步驟:在穿越逆斷層的所有三角形中搜索未穿越逆斷層的邊，以搜索得到的邊中同位于逆斷層一側(cè)的邊按順時針順序構(gòu)成第一有序邊集，以搜索得到的邊中同位于逆斷層另一側(cè)的邊按順時針順序構(gòu)成第二有序邊集；以步驟A和步驟B按先后順序處理完第一有序邊集中的邊，以步驟A和步驟B按先后順序處理完第二有序邊集中的邊，從而完成對復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，其中，步驟A為:以第一或第二有序邊集中的最后一邊為基礎(chǔ)邊，在該有序邊集中尋找尋得邊，所述尋得邊為以該基礎(chǔ)邊的起點為終點且沿順時針方向與該基礎(chǔ)邊夾角最小的邊，以尋得邊的起點為終點并以基礎(chǔ)邊的終點為起點形成補充邊，從而以基礎(chǔ)邊、尋得邊和補充邊構(gòu)成新的三角形;步驟B為:在該有序邊集中刪除已處理的基礎(chǔ)邊及其尋得邊，并將與補充邊對應的孿生邊添加到該有序邊集的對應位置;然后，以孿生邊作為新的基礎(chǔ)邊，并尋找與該新的基礎(chǔ)邊對應的尋得邊，以形成與新的基礎(chǔ)邊對應的補充邊，形成另一新的三角形，循環(huán)進行本步驟，完成對該有序邊集中三角網(wǎng)的構(gòu)建。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括:能夠克服因斷層的存在而導致基于空間斷層面約束的地層層面D三角網(wǎng)在地層層面和斷層面相交區(qū)域存在較大空隙，從而使得地層層面閉合插值難以控制曲面趨勢的問題;能夠?qū)鄬用婕s束的地層層面D三角網(wǎng)中層面和斷層相交區(qū)域空隙進行有效擬合和補充，有利于建立準確完整的三角網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為含有斷層的復雜地區(qū)三維構(gòu)造準確建模奠定基礎(chǔ)，具有重要應用價值。
【附圖說明】
[0010]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中基于區(qū)域搜索方法插值的原理圖。
[0011]圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中基于D三角網(wǎng)插值的原理圖。
[0012]圖3A和圖3B示出了現(xiàn)有技術(shù)的D三角網(wǎng)方法中邊界區(qū)域存在的問題示意圖。
[0013]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的方法處理后形成的三角網(wǎng)示意圖。
[0014]圖5A示出了現(xiàn)有技術(shù)中D三角網(wǎng)方法所得的效果圖；圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的方法所得效果圖。
【具體實施方式】
[0015]在下文中，將結(jié)合附圖和示例性實施例來詳細說明本發(fā)明的復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲構(gòu)建方法。
[0016]在本發(fā)明的一個示例性實施例中，復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲構(gòu)建方法以D三角形算法來處理含逆斷層的地層層面數(shù)據(jù)，并且還可包括以下步驟:
[0017](I)在穿越逆斷層的所有三角形中搜索未穿越逆斷層的邊，以搜索得到的邊中同位于逆斷層一側(cè)(例如，圖4中斷層線的下側(cè))的邊按逆時針順序構(gòu)成第一有序邊集，以搜索得到的邊中同位于逆斷層另一側(cè)(例如，圖4中斷層線的上側(cè))的邊按逆時針順序構(gòu)成第二有序邊集。
[0018]對于穿越斷層的三角形而言，必然是構(gòu)成該三角形的3個種子點分別屬于斷層上盤的地層和斷層下盤的地層。因此，該三角形中必然存在兩條邊分別連接了上、下盤的種子點，即這兩條邊穿越斷層，而另一條不穿越斷層的邊即為本步驟所要搜索的未穿越逆斷層的邊。
[0019]如圖4所示，第一有序邊集可由單向邊AE、EF、FG按逆時針順序構(gòu)成。第二有序邊集可由單向邊HD、DC、CB按逆時針順序構(gòu)成。
[0020](2)以步驟A和步驟B按先后順序處理完第一有序邊集中的邊(這里的先后順序指第一有序邊集中邊的先后順序)；以步驟A和步驟B按先后順序處理完第二有序邊集中的邊(這里的先后順序指第二有序邊集中邊的先后順序)，從而完成對復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲構(gòu)造的構(gòu)建。對第一有序邊集的處理和對第二有序邊集的處理不分先后順序。
[0021]其中，步驟(2)中的步驟A為:以第一或第二有序邊集中的第一邊為基礎(chǔ)邊，在該有序邊集中尋找尋得邊，所述尋得邊為以該基礎(chǔ)邊的終點為起點且沿逆時針方向與該基礎(chǔ)邊夾角最小的邊，以尋得邊的終點為起點并以基礎(chǔ)邊的起點為終點形成補充邊，從而以基礎(chǔ)邊、尋得邊和補充邊構(gòu)成新的三角形。步驟(2)中的步驟B為:在該有序邊集中刪除已處理的基礎(chǔ)邊及其尋得邊，并將與補充邊對應的孿生邊添加到該有序邊集的對應位置;然后，以孿生邊作為新的基礎(chǔ)邊，并尋找與該新的基礎(chǔ)邊對應的尋得邊，以形成與新的基礎(chǔ)邊對應的補充邊，形成另一新的三角形，循環(huán)進行本步驟，完成對該有序邊集中三角網(wǎng)的構(gòu)建。顯然，步驟A應在步驟B之前。
[0022]如圖4所示，以第一有序邊集中的第一邊AE為基礎(chǔ)邊，在該有序邊集中尋找尋得邊，所述尋得邊為以該基礎(chǔ)邊的終點為起點且沿逆時針方向與該基礎(chǔ)邊夾角最小的邊(即，邊EF)，以尋得邊EF的終點F為起點并以基礎(chǔ)邊AE的起點A為終點形成補充邊FA，從而以基礎(chǔ)邊AE、尋得邊EF和補充邊FA構(gòu)成新的三角形。
[0023]在第一有序邊集中刪除已處理的基礎(chǔ)邊AE及其尋得邊EF，并將與補充邊FA對應的孿生邊AF添加到該有序邊集的對應位置(S卩，連接AF的單向邊)；然后，以孿生邊AF作為新的基礎(chǔ)邊，并尋找與該新的基礎(chǔ)邊AF對應的尋得邊(即，邊FG)，以形成與新的基礎(chǔ)邊AF對應的補充邊GA，形成另一新的三角形，從而完成對圖4中第一有序邊集中三角形網(wǎng)(可簡稱為三角網(wǎng))的構(gòu)建。若第一有序邊集中的邊多于圖4中的三條邊，則需多次循環(huán)進行形成本段中另一新的三角形的步驟，從而完成對第一有序邊集中三角形網(wǎng)的構(gòu)建。
[0024]如圖4所示，以第二有序邊集中的第一邊HD為基礎(chǔ)邊，在該有序邊集中尋找尋得邊，所述尋得邊為以該基礎(chǔ)邊的終點為起點且沿逆時針方向與該基礎(chǔ)邊夾角最小的邊(即，邊DC)，以尋得邊DC的終點C為起點并以基礎(chǔ)邊HD的起點H為終點形成補充邊CH，從而以基礎(chǔ)邊HD、尋得邊DC和補充邊CH構(gòu)成新的三角形。
[0025]在第二有序邊集中刪除已處理的基礎(chǔ)邊HD及其尋得邊DC，并將與補充邊CH對應的孿生邊HC添加到該有序邊集的對應位置(S卩，連接HC的單向邊)；然后，以孿生邊HC作為新的基礎(chǔ)邊，并尋找與該新的基礎(chǔ)邊HC對應的尋得邊(即，邊CB)，以形成與新的基礎(chǔ)邊HC對應的補充邊BH，形成另一新的三角形，從而完成對圖4中第二有序邊集中三角形網(wǎng)的構(gòu)建。若第二有序邊集中的邊多于圖4中的三條邊，則需多次循環(huán)進行形成本段中另一新的三角形的步驟，從而完成對第二有序邊集中三角形網(wǎng)的構(gòu)建。
[0026]圖5A示出了現(xiàn)有技術(shù)中D三角網(wǎng)方法所得的效果圖；圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的方法所得效果圖。圖5A和圖5B中左下角給出三維立體坐標X、Y、Z，XY構(gòu)成水平方向，Z為垂直方向。對比圖5A和圖5B，可以看出，本發(fā)明的方法有效地填充了現(xiàn)有技術(shù)的D三角網(wǎng)中的空白區(qū)域，從而實現(xiàn)了對斷層面約束的地層層面D三角網(wǎng)中層面和斷層相交區(qū)域空隙的擬合和補充，建立了準確完整的三角網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
[0027]在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲構(gòu)建方法也可按照順時針方向構(gòu)成有序邊集。
[0028]綜上所述，本發(fā)明的方法克服了由于斷層的存在，導致基于空間斷層面約束的地層層面D三角網(wǎng)在地層層面和斷層面相交區(qū)域存在較大空隙，使得地層層面閉合插值難以控制曲面趨勢的問題。本發(fā)明的優(yōu)點包括:提出了一種新的D三角網(wǎng)擴展的邊界區(qū)域擬合的方法，實現(xiàn)了對斷層面約束的地層層面D三角網(wǎng)中層面和斷層相交區(qū)域空隙的擬合和補充，建立了準確完整的三角網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為含有斷層的復雜地區(qū)三維構(gòu)造準確建模打下了基礎(chǔ)，具有重要應用價值。
[0029]盡管上面已經(jīng)結(jié)合附圖和示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該清楚，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改。
【主權(quán)項】
1.一種復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲構(gòu)建方法，所述方法以D三角網(wǎng)算法來處理含逆斷層的地層層面數(shù)據(jù)，其特征在于，所述方法還包括以下步驟: 在穿越逆斷層的所有三角形中搜索未穿越逆斷層的邊，以搜索得到的邊中同位于逆斷層一側(cè)的邊按逆時針順序構(gòu)成第一有序邊集，以搜索得到的邊中同位于逆斷層另一側(cè)的邊按逆時針順序構(gòu)成第二有序邊集； 以步驟A和步驟B按先后順序處理完第一有序邊集中的邊，以步驟A和步驟B按先后順序處理完第二有序邊集中的邊，從而完成對復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，其中， 步驟A為:以第一或第二有序邊集中的第一邊為基礎(chǔ)邊，在該有序邊集中尋找尋得邊，所述尋得邊為以該基礎(chǔ)邊的終點為起點且沿逆時針方向與該基礎(chǔ)邊夾角最小的邊，以尋得邊的終點為起點并以基礎(chǔ)邊的起點為終點形成補充邊，從而以基礎(chǔ)邊、尋得邊和補充邊構(gòu)成新的三角形； 步驟B為:在該有序邊集中刪除已處理的基礎(chǔ)邊及其尋得邊，并將與補充邊對應的孿生邊添加到該有序邊集的對應位置;然后，以孿生邊作為新的基礎(chǔ)邊，并尋找與該新的基礎(chǔ)邊對應的尋得邊，以形成與新的基礎(chǔ)邊對應的補充邊，形成另一新的三角形，循環(huán)進行本步驟，完成對該有序邊集中三角網(wǎng)的構(gòu)建。2.—種復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲構(gòu)建方法，所述方法以D三角網(wǎng)算法來處理含逆斷層的地層層面數(shù)據(jù)，其特征在于，所述方法還包括以下步驟: 在穿越逆斷層的所有三角形中搜索未穿越逆斷層的邊，以搜索得到的邊中同位于逆斷層一側(cè)的邊按順時針順序構(gòu)成第一有序邊集，以搜索得到的邊中同位于逆斷層另一側(cè)的邊按順時針順序構(gòu)成第二有序邊集； 以步驟A和步驟B按先后順序處理完第一有序邊集中的邊，以步驟A和步驟B按先后順序處理完第二有序邊集中的邊，從而完成對復雜地質(zhì)模型空間邏輯拓撲結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，其中， 步驟A為:以第一或第二有序邊集中的最后一邊為基礎(chǔ)邊，在該有序邊集中尋找尋得邊，所述尋得邊為以該基礎(chǔ)邊的起點為終點且沿順時針方向與該基礎(chǔ)邊夾角最小的邊，以尋得邊的起點為終點并以基礎(chǔ)邊的終點為起點形成補充邊，從而以基礎(chǔ)邊、尋得邊和補充邊構(gòu)成新的三角形； 步驟B為:在該有序邊集中刪除已處理的基礎(chǔ)邊及其尋得邊，并將與補充邊對應的孿生邊添加到該有序邊集的對應位置;然后，以孿生邊作為新的基礎(chǔ)邊，并尋找與該新的基礎(chǔ)邊對應的尋得邊，以形成與新的基礎(chǔ)邊對應的補充邊，形成另一新的三角形，循環(huán)進行本步驟，完成對該有序邊集中三角網(wǎng)的構(gòu)建。
【文檔編號】G06T17/05GK106097449SQ201610407404
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】敬龍江, 徐春春, 何光明, 胡善政, 耿春, 蔡力, 黎書琴, 張怡
【申請人】中國石油集團川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司