專(zhuān)利名稱：地質(zhì)模型的成塊成體方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種地質(zhì)模型的成塊成體方法以及裝置，尤其涉及一種用于石油地震勘探中在執(zhí)行二三維地質(zhì)模型速度建模時(shí)自動(dòng)成塊成體的方法。
背景技術(shù)：
在石油地震勘探領(lǐng)域中，疊前深度偏移是一種實(shí)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造空間歸位的有效技術(shù)之一，用于解決速度存在劇烈的橫向變化、速度分界面不是水平層狀時(shí)共反射點(diǎn)的疊加和繞射點(diǎn)的歸位問(wèn)題，能夠使復(fù)雜構(gòu)造或速度橫向變化較大的地震資料正確成像。在疊前深度偏移過(guò)程中，速度建模的正確與精度的高低直接影響了偏移成像的效果。二三維的地質(zhì)模型的成塊成體又是疊前深度偏移速度模型建立的重要步驟。 傳統(tǒng)的二三維地質(zhì)模型成塊成體對(duì)層狀模型的描述存在如下特點(diǎn)I、描述復(fù)雜地質(zhì)體，需要添加大量虛界面；2、層位需進(jìn)行復(fù)雜編號(hào)；3、斷層也采用層位線表示，不合一般習(xí)慣；4、難以描述復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)。近年來(lái)提出的塊狀模型采用封閉多邊形描述地質(zhì)體，具有邏輯清晰、操作簡(jiǎn)單的特定，可方便的構(gòu)建任意復(fù)雜的地質(zhì)模型。在塊狀模型構(gòu)建中，多邊形裁剪算法是其核心，它適用于凸的、凹的和帶孔的多邊形的裁剪。然而，現(xiàn)有的模型描述方法存在以下的不足現(xiàn)有技術(shù)處理的結(jié)果均為一個(gè)多邊形，而在地質(zhì)模型的處理中，多邊形相互裁減的結(jié)果是多個(gè)多邊形，即多個(gè)塊。已有技術(shù)中的多邊形裁剪算法不能很好地滿足地質(zhì)模型處理中的多邊形相互裁減的需要?，F(xiàn)有的二三維地質(zhì)模型成塊成體在地質(zhì)模型描述與模型生成中的流程如下I、對(duì)在地質(zhì)剖面上拾取的層位/斷層進(jìn)行插值，然后對(duì)插值點(diǎn)進(jìn)行三角網(wǎng)格化，形成空間的層位/斷層面；2、手工編輯或人為干預(yù)勾畫(huà)出層位與斷層，層位與層位，斷層與斷層的相交線；3、通過(guò)相交線人工指定或采用多邊形裁剪方法進(jìn)行成塊處理；4、對(duì)塊人工指定成體或采用復(fù)雜的算法對(duì)塊封閉成體；5、創(chuàng)建一個(gè)地質(zhì)模型的實(shí)體，生成正確的地質(zhì)模型。在模型生成方面，現(xiàn)有的模型生成方法多為人工干預(yù)的模型生成，有時(shí)需要人為的勾畫(huà)出斷層與層位的相交線，或者是勾畫(huà)出斷層的上下盤(pán)，缺乏自動(dòng)成塊成體的生成方法。由以上的流程介紹可以看出，在現(xiàn)有的地質(zhì)模型成塊成體以及模型生成的各個(gè)步驟中，需要大量的手工編輯、勾畫(huà)處理以及人為指定，工作量巨大、耗時(shí)長(zhǎng)，并且從準(zhǔn)確性上依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)和技能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種地質(zhì)模型的成塊成體方法以及裝置，在執(zhí)行二三維地質(zhì)模型速度建模時(shí)，自動(dòng)地執(zhí)行成塊成體，從而實(shí)現(xiàn)地質(zhì)模型建模的自動(dòng)化或半自動(dòng)化。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種地質(zhì)模型的成塊成體方法，所述成塊成體方法包括對(duì)在地質(zhì)剖面上拾取的層位/斷層進(jìn)行插值，并且對(duì)插值的點(diǎn)進(jìn)行三角網(wǎng)格化，以形成立體空間的層位/斷層面；根據(jù)預(yù)定的外推算法對(duì)形成的層位/斷層逐個(gè)進(jìn)行外推，指定其外推的封閉層位面/斷層面，外推到的邊界面作為封閉邊界面，并且通過(guò)外推層位/斷層面與其外推的封閉層位/斷層面求交并截?cái)嘈纬山痪€片段，以生成完整的地質(zhì)面并形成相交層位與斷層、層位與層位以及斷層與斷層之間的交線片段或切割線；基于形成的切割線以及外推得到的地質(zhì)面對(duì)立體空間進(jìn)行切割，以形成多個(gè)塊和體；將全部地質(zhì)面上的邊線和交線片段都投影至基面上并對(duì)邊界求交，將每個(gè)外推并生成完整的地質(zhì)面在基面上的投影識(shí)別為父塊，以構(gòu)建包含識(shí)別的各父塊的父塊集；為父塊集中的每個(gè)父塊構(gòu)建子塊集，其中，對(duì)于每個(gè)父塊，自父塊邊界上的每個(gè)交點(diǎn)，根據(jù)以下算法搜索子塊自以其作為一個(gè)端點(diǎn)的交線片段開(kāi)始遍歷父塊，從以所述交線片段的另一端點(diǎn)作為其他交線片段的端點(diǎn)的交線片段當(dāng)中選取順時(shí)針角度最小的交線片段，直到所述遍歷回到開(kāi)始的交點(diǎn)為止，將選取的交線片段形成的曲面確定為子塊；基于構(gòu)建的全部子塊集搜索閉合子體，以構(gòu)建子體集，其中，對(duì)每個(gè)子塊，獲取相互連接的子塊，從所述相互連接的子塊中選取與當(dāng)前子塊夾角最 小的子塊添加到子體候選子塊集，再對(duì)子體候選子塊集當(dāng)中的每個(gè)子塊，獲取相互連接的子塊，從所述相互連接的子塊中選取與當(dāng)前子塊夾角最小的子塊，繼續(xù)添加到子體候選子塊集，直到再無(wú)相互連接的子塊為止，然后從子體候選子塊集中選取閉合的體作為子體。根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例，在所述外推操作中，根據(jù)用戶手工編輯指定的封閉層位面/斷層面以及邊界面，勾畫(huà)出相交層位與斷層、層位與層位以及斷層與斷層之間的交線片段。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種地質(zhì)模型的成塊成體裝置，包括第一模塊，用于對(duì)在地質(zhì)剖面上拾取的層位/斷層進(jìn)行插值，并且對(duì)插值的點(diǎn)進(jìn)行三角網(wǎng)格化，以形成立體空間的層位/斷層面；第二模塊，用于根據(jù)預(yù)定的外推算法對(duì)形成的層位/斷層逐個(gè)進(jìn)行外推，指定其外推的封閉層位面/斷層面，外推到的邊界面作為封閉邊界面，并且通過(guò)外推層位/斷層面與其外推的封閉層位/斷層面求交并截?cái)嘈纬山痪€片段，以生成完整的地質(zhì)面并形成相交層位與斷層、層位與層位以及斷層與斷層之間的交線片段或切割線；第三模塊，用于基于形成的切割線以及外推得到的地質(zhì)面對(duì)立體空間進(jìn)行切割，以形成多個(gè)塊和體；第四模塊，用于將全部地質(zhì)面上的邊線和交線片段都投影至基面上并對(duì)邊界求交，將每個(gè)外推并生成完整的地質(zhì)面在基面上的投影識(shí)別為父塊，以構(gòu)建包含識(shí)別的各父塊的父塊集；第五模塊，用于為父塊集中的每個(gè)父塊構(gòu)建子塊集，其中，對(duì)于每個(gè)父塊，自父塊邊界上的每個(gè)交點(diǎn)，根據(jù)以下算法搜索子塊自以其作為一個(gè)端點(diǎn)的交線片段開(kāi)始遍歷父塊，從以所述交線片段的另一端點(diǎn)作為其他交線片段的端點(diǎn)的交線片段當(dāng)中選取順時(shí)針角度最小的交線片段，直到所述遍歷回到開(kāi)始的交點(diǎn)為止，將選取的交線片段形成的曲面確定為子塊；第六模塊，用于基于構(gòu)建的全部子塊集搜索閉合子體，以構(gòu)建子體集，其中，對(duì)每個(gè)子塊，獲取相互連接的子塊，從所述相互連接的子塊中選取與當(dāng)前子塊夾角最小的子塊添加到子體候選子塊集，再對(duì)子體候選子塊集當(dāng)中的每個(gè)子塊，獲取相互連接的子塊，從所述相互連接的子塊中選取與當(dāng)前子塊夾角最小的子塊，繼續(xù)添加到子體候選子塊集，直到再無(wú)相互連接的子塊為止，然后從子體候選子塊集中選取閉合的體作為子體。
根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例，第二模塊在執(zhí)行外推時(shí)，根據(jù)用戶手工編輯指定的封閉層位面/斷層面以及邊界面，勾畫(huà)出相交層位與斷層、層位與層位以及斷層與斷層之間的交線片段。


通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的地質(zhì)模型的成塊成體方法的流程圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的成塊成體方法中執(zhí)行父塊搜索的示意圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的成塊成體方法中執(zhí)行子塊搜索的示意圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的成塊成體方法中執(zhí)行子體搜索的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，將參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例?？赏ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)軟件模塊實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的成塊成體方法。在本申請(qǐng)中描述的各個(gè)步驟不限制為上述步驟，其中的一些步驟可被進(jìn)一步拆分為更多的步驟，并且一些步驟可合并為較少的步驟。本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)地質(zhì)模型的成塊成體的裝置。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的地質(zhì)模型的成塊成體方法的流程圖。在所述實(shí)施例中，假設(shè)在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上通過(guò)實(shí)現(xiàn)各步驟的功能的軟件模塊執(zhí)行所述成塊成體方法。參照?qǐng)D1，在步驟S110，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)在地質(zhì)剖面上拾取的層位/斷層進(jìn)行插值，并且對(duì)插值的點(diǎn)進(jìn)行三角網(wǎng)格化，以形成立體空間的層位/斷層面。在步驟S120，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定的外推算法對(duì)形成的層位/斷層逐個(gè)進(jìn)行外推，指定其外推的封閉層位面/斷層，外推到的邊界面作為封閉邊界面，并且通過(guò)外推層位/斷層面與其外推的封閉層位/斷層面求交并截?cái)嘈纬山痪€片段，以生成完整的地質(zhì)面并形成相交層位與斷層、層位與層位以及斷層與斷層之間的交線片段或切割線。根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例，可半手工地執(zhí)行步驟S120，即在所述外推操作中，手工編輯指定封閉層位面/斷層面以及邊界面，并勾畫(huà)出相交層位與斷層、層位與層位以及斷層與斷層之間的交線片段。此后，在步驟S130，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基于形成的切割線以及外推得到的地質(zhì)面對(duì)立體空間進(jìn)行切割，以形成多個(gè)塊和體。也就是說(shuō)，當(dāng)完成步驟S130時(shí)，已形成具有多個(gè)塊和體、面和線的三維立體。在步驟S140，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行父塊搜索。具體為，將全部地質(zhì)面上的邊線和交線片段都投影至基面上并對(duì)邊界求交，將每個(gè)外推并生成完整的地質(zhì)面在基面上的投影識(shí)別為父塊，以構(gòu)建包含識(shí)別的各父塊的父塊集。圖2示出通過(guò)執(zhí)行步驟S140的操作搜索到的一個(gè)父塊(由4個(gè)圓圈標(biāo)注的點(diǎn)連接的交線片段形成的曲面)。在步驟S150，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行子塊搜索。具體為，為父塊集中的每個(gè)父塊構(gòu)建子塊集，其中，對(duì)于每個(gè)父塊，自父塊邊界上的每個(gè)交點(diǎn)，根據(jù)以下算法搜索子塊自以其作為一個(gè)端點(diǎn)的交線片段開(kāi)始遍歷父塊，從以所述交線片段的另一端點(diǎn)作為其他交線片段的端點(diǎn)的交線片段當(dāng)中選取順時(shí)針角度最小的交線片段，直到所述遍歷回到開(kāi)始的交點(diǎn)為止，將選取的交線片段形成的曲面確定為子塊。圖3示出根據(jù)步驟S150遍歷父塊，搜索順時(shí)針交角最小的交線片段形成的曲面作為子塊的操作。在步驟S160，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行子體搜索。具體為，基于構(gòu)建的全部子塊集搜索閉合子體，以構(gòu)建子體集；其中，對(duì)每個(gè)子塊，獲取相互連接的子塊，從所述相互連接的子塊中選取與當(dāng)前子塊夾角最小的子塊添加到子體候選子塊集，再對(duì)子體候選子塊集當(dāng)中的每個(gè)子塊，獲取相互連接的子塊，從所述相互連接的子塊中選取與當(dāng)前子塊夾角最小的子塊，繼續(xù)添加到子體候選子塊集，直到再無(wú)相互連接的子塊為止，然后從子體候選子塊集中選取閉合的體作為子體。圖4雖然沒(méi)有提供三維的展示，但是示意性地示出根據(jù)步驟S150遍歷全部子塊集，搜索順時(shí)針夾角最小的子塊形成的曲面體作為子體的操作。 在通過(guò)步驟S140 S160執(zhí)行的父塊搜索、子塊搜索以及子體搜索操作以后，確定了三維地質(zhì)模型中各基面上的相互關(guān)系，取得關(guān)于各種交線/切割線、相交層位、父塊、子塊以及子體等各種信息，作為構(gòu)建三維地質(zhì)模型的重要信息。從以上參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述可以看出，本發(fā)明的地質(zhì)模型的成塊成體方法能夠在對(duì)完成外推的立體空間自動(dòng)地執(zhí)行父塊搜索、子塊搜索以及子體搜索，從而使提高了實(shí)現(xiàn)地質(zhì)模型的建模過(guò)程的自動(dòng)化處理。盡管已參照優(yōu)選實(shí)施例表示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變換。
權(quán)利要求
1.一種地質(zhì)模型的成塊成體方法,所述成塊成體方法包括 對(duì)在地質(zhì)剖面上拾取的層位/斷層進(jìn)行插值，并且對(duì)插值的點(diǎn)進(jìn)行三角網(wǎng)格化，以形成立體空間的層位/斷層面； 根據(jù)預(yù)定的外推算法對(duì)形成的層位/斷層逐個(gè)進(jìn)行外推，指定其外推的封閉層位面/斷層面，外推到的邊界面作為封閉邊界面，并且通過(guò)外推層位/斷層面與其外推的封閉層位/斷層面求交并截?cái)嘈纬山痪€片段，以生成完整的地質(zhì)面并形成相交層位與斷層、層位與層位以及斷層與斷層之間的交線片段或切割線； 基于形成的切割線以及外推得到的地質(zhì)面對(duì)立體空間進(jìn)行切割，以形成多個(gè)塊和體；將全部地質(zhì)面上的邊線和交線片段都投影至基面上并對(duì)邊界求交,將每個(gè)外推并生成完整的地質(zhì)面在基面上的投影識(shí)別為父塊，以構(gòu)建包含識(shí)別的各父塊的父塊集； 為父塊集中的每個(gè)父塊構(gòu)建子塊集，其中，對(duì)于每個(gè)父塊，自父塊邊界上的每個(gè)交點(diǎn)，根據(jù)以下算法搜索子塊自以其作為一個(gè)端點(diǎn)的交線片段開(kāi)始遍歷父塊，從以所述交線片段的另一端點(diǎn)作為其他交線片段的端點(diǎn)的交線片段當(dāng)中選取順時(shí)針角度最小的交線片段，直到所述遍歷回到開(kāi)始的交點(diǎn)為止，將選取的交線片段形成的曲面確定為子塊； 基于構(gòu)建的全部子塊集搜索閉合子體，以構(gòu)建子體集，其中，對(duì)每個(gè)子塊，獲取相互連接的子塊，從所述相互連接的子塊中選取與當(dāng)前子塊夾角最小的子塊添加到子體候選子塊集，再對(duì)子體候選子塊集當(dāng)中的每個(gè)子塊，獲取相互連接的子塊，從所述相互連接的子塊中選取與當(dāng)前子塊夾角最小的子塊，繼續(xù)添加到子體候選子塊集，直到再無(wú)相互連接的子塊為止，然后從子體候選子塊集中選取閉合的體作為子體。
2.如權(quán)利要求I所述的成塊成體方法，其中，在所述外推操作中，根據(jù)用戶手工編輯指定的封閉層位面/斷層面以及邊界面，勾畫(huà)出相交層位與斷層、層位與層位以及斷層與斷層之間的交線片段。
3.一種地質(zhì)模型的成塊成體裝置，包括 第一模塊，用于對(duì)在地質(zhì)剖面上拾取的層位/斷層進(jìn)行插值，并且對(duì)插值的點(diǎn)進(jìn)行三角網(wǎng)格化，以形成立體空間的層位/斷層面； 第二模塊，用于根據(jù)預(yù)定的外推算法對(duì)形成的層位/斷層逐個(gè)進(jìn)行外推，指定其外推的封閉層位面/斷層面，外推到的邊界面作為封閉邊界面，并且通過(guò)外推層位/斷層面與其外推的封閉層位/斷層面求交并截?cái)嘈纬山痪€片段，以生成完整的地質(zhì)面并形成相交層位與斷層、層位與層位以及斷層與斷層之間的交線片段或切割線； 第三模塊，用于基于形成的切割線以及外推得到的地質(zhì)面對(duì)立體空間進(jìn)行切割，以形成多個(gè)塊和體； 第四模塊，用于將全部地質(zhì)面上的邊線和交線片段都投影至基面上并對(duì)邊界求交，將每個(gè)外推并生成完整的地質(zhì)面在基面上的投影識(shí)別為父塊，以構(gòu)建包含識(shí)別的各父塊的父塊集； 第五模塊，用于為父塊集中的每個(gè)父塊構(gòu)建子塊集，其中，對(duì)于每個(gè)父塊，自父塊邊界上的每個(gè)交點(diǎn)，根據(jù)以下算法搜索子塊自以其作為一個(gè)端點(diǎn)的交線片段開(kāi)始遍歷父塊，從以所述交線片段的另一端點(diǎn)作為其他交線片段的端點(diǎn)的交線片段當(dāng)中選取順時(shí)針角度最小的交線片段，直到所述遍歷回到開(kāi)始的交點(diǎn)為止，將選取的交線片段形成的曲面確定為子塊；第六模塊，用于基于構(gòu)建的全部子塊集搜索閉合子體，以構(gòu)建子體集，其中，對(duì)每個(gè)子塊，獲取相互連接的子塊，從所述相互連接的子塊中選取與當(dāng)前子塊夾角最小的子塊添加到子體候選子塊集，再對(duì)子體候選子塊集當(dāng)中的每個(gè)子塊，獲取相互連接的子塊，從所述相互連接的子塊中選取與當(dāng)前子塊夾角最小的子塊，繼續(xù)添加到子體候選子塊集，直到再無(wú)相互連接的子塊為止，然后從子體候選子塊集中選取閉合的體作為子體。
4.如權(quán)利要求3所述的成塊成體裝置，其中，第二模塊在執(zhí)行外推時(shí)，根據(jù)用戶手工編輯指定的封閉層位面/斷層面以及邊界面，勾畫(huà)出相交層位與斷層、層位與層位以及斷層與斷層之間的交線片段。
全文摘要
提供一種地質(zhì)模型的成塊成體方法和裝置。對(duì)在地質(zhì)剖面上拾取的層位/斷層進(jìn)行插值，并且對(duì)插值的點(diǎn)進(jìn)行三角網(wǎng)格化，以形成立體空間的層位/斷層面；根據(jù)預(yù)定的外推算法對(duì)形成的層位/斷層逐個(gè)進(jìn)行外推，指定其外推的封閉層位面/斷層面，外推到的邊界面作為封閉邊界面，并且通過(guò)外推層位/斷層面與其外推的封閉層位/斷層面求交并截?cái)嘈纬山痪€片段，以生成完整的地質(zhì)面并形成相交層位與斷層、層位與層位以及斷層與斷層之間的交線片段或切割線；基于形成的切割線以及外推得到的地質(zhì)面對(duì)立體空間進(jìn)行切割，以形成多個(gè)塊和體；根據(jù)相交層位與斷層、層位與層位以及斷層與斷層之間的交線片段或切割線等信息，自動(dòng)搜索父塊、子塊以及子體。
文檔編號(hào)G06T17/05GK102903149SQ20121040512
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者何光明, 陳三平, 唐虎, 羅紅明, 李磊, 李振, 朱晨, 劉奇琳 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司