[發明專利]實際地層全六面體網格生成方法及裝置

有效

• 申請號: 201811241872.1
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109584369B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 閆國亮;楊午陽;高建虎;趙萬金;李琳;王恩利;李海山;謝春輝
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;湯在彥

本發明公開了一種實際地層全六面體網格生成方法及裝置，該方法包括：對實際地層層位進行規則重采樣，獲得規則化的實際地層層位的網格節點坐標；確定規則化的實際地層層位中每一層中每一個網格節點坐標和相鄰層中對應網格節點坐標所在直線；確定規則化的實際地層層位中每一層和相鄰層在垂向上的剖分層數，根據所述直線和所述剖分層數，對規則化的實際地層層位中每一層與相鄰層之間的空間進行剖分，得到每一層與相鄰層之間的每一剖分層在所述直線上的網格節點坐標；根據每一層和相鄰層以及二者之間的每一剖分層的網格節點坐標，生成六面體網格。本發明在實際地層剖分中快速地生成全六面體網格，且自動化程度高、網格剖分質量好。

技術領域

本發明涉及石油勘探及開發中的儲層建模研究領域，尤其涉及地下復雜儲層全六面體網格生成方法及裝置。

背景技術

有限元方法在眾多計算地球物理學者的不懈努力下，目前不但已經廣泛地應用于地球物理中靜態場的計算，像靜磁場、靜電場、地應力、地溫場等方面，而且還應用于解決隨時間變化的地球物理問題，像地震正演模擬、地震反演、油藏數值模擬等問題。開展有限元計算的第一步是將地球物理中的連續介質(如實際地層)離散為若干個有限子域(單元)，即有限元網格生成，并通過這些離散單元的組合體來逼近連續介質。從生成單元的幾何形狀來說，針對二維連續介質，目前生成的網格主要采用三角形和四邊形單元；針對三維連續介質，目前生成的網格主要采用四面體和六面體單元。此外，對于三維連續介質，也有一些其它幾何形狀的單元，像金字塔單元、棱鏡體單元等，但是這些單元并不常用。有限元網格生成技術研究過程中，關于四面體(或三角形)網格生成技術研究比較成熟，在商用軟件中獲得了廣泛應用。相較于四面體單元，六面體單元具有相同自由度條件下精度更高的優點，是目前有限元網格生成技術研究的熱點和難點。

全六面體網格生成方法常用的有映射法、基于柵格法、四面體轉換法、中軸面分解法、鋪路鋪層法、須段編織法和掃描法。映射法首先采用手工或自動方法將待剖分區域分解為六面體子區域(對于三維區域)，然后在每個子區域內應用等參映射或無限映射方法得到更細致的六面體網格。映射法具有生成單元質量高和速度快的優點，但是需要解決好復雜區域的自動分解、網格疏密過渡、不同子區域網格相容性等問題。基于柵格法具有剖分自動化程度高，網格疏密易于控制的優點，但是在處理復雜邊界條件時網格單元質量差，程序實現難度高。由于四面體網格生成算法比較成熟，將一個四面體分解為四個六面體后就可以得到六面體網格剖分結果，因此四面體轉換法算法實現簡單，通用性強，但是網格數量多，轉換過程中得到大量的不規則節點，網格質量較差。中軸面分解法適用于某些特定規則實體模型的剖分，不適用于任意形狀的幾何區域自動剖分。鋪路鋪層法從區域邊界逐步向內部層層推進來劃分網格，生成網格邊界單元質量較好，但區域內部網格質量較差。須段編織法生成的六面體網格質量較高，但是穩定性和可靠性尚未證實。掃描法適用于幾何形狀簡單規則的三維實體模型的剖分，需要人機交互多，自動化程度低。

實際地層是根據地震資料解釋的層位，在橫向上規則插值，在縱向上按照時間或深度數值從小到大依次疊加后得到的，具有橫向起伏變化大、非規則性強、邊界容易出現空洞的特點。對于這種剖分對象，映射法剖分難以劃分六面體子區域；基于柵格法對于頂底邊界處理不精確；四面體轉換法需要首先進行四面體剖分，再轉為六面體過程中單元質量難以保證；中軸面分解法、鋪路鋪層法、須段編織法和掃描法不適用于復雜起伏外部邊界和任意內部邊界的處理，且自動化程度低。

發明內容

本發明實施例提出一種實際地層全六面體網格生成方法，以實現在實際地層剖分中快速地生成全六面體網格，且自動化程度高、網格剖分質量好。該方法包括：

對實際地層層位進行規則重采樣，獲得規則化的實際地層層位的網格節點坐標；

確定規則化的實際地層層位中每一層中每一個網格節點坐標和相鄰層中對應網格節點坐標所在直線；