[發明專利]一種巖層產狀的計算方法及系統

有效

• 申請號: 202010848655.X
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112270064B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 劉修國;花衛華;趙亞博
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/16;G06N3/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孔燦

1.一種巖層產狀的計算方法，其特征在于，該方法包括：

S1、將巖層產狀用地層面法向單位矢量表達；獲取實測產狀及由實測產狀的不確定性所確定的權重系數ω^unc,M；獲取地質平面圖及剖面、地球物理平面圖及剖面解釋圖，并從中提取出地層延伸方向及由地層延伸方向的不確定性所確定的權重系數ω^unc,E；

S2、在提取的地層延伸方向處設置初始產狀

S3、利用插值計算算法，計算實測產狀點處的交叉驗證產狀及地層延伸方向點處初始產狀的交叉驗證產狀

S4、使用第一參數角θ對地層延伸方向點處初始產狀的交叉驗證產狀進行表達后，利用投影計算方法，計算第一參數角θ對應的投影產狀

S5、計算實測產狀與實測產狀點處的交叉驗證產狀之間的夾角，得到第一夾角計算地層延伸方向點處的交叉驗證產狀與其對應的投影產狀之間的夾角，得到第二夾角

S6、結合第一夾角和第二夾角，構建目標優化函數ObjFunc：

S7、針對目標優化函數ObjFunc進行擬梯度下降迭代優化過程，每次的迭代優化過程中包括：

進行目標值ObjFunc_i的計算，ObjFunc_i為第i次迭代優化過程中計算得到的目標值，i≥1；

設定收斂條件，當第i次迭代優化過程中計算所得目標值ObjFunc_i滿足收斂條件時，則停止迭代，并輸出當前的投影產狀在目標值ObjFunc_i不滿足收斂條件時，則在更新投影產狀后，將地層延伸方向處設置為更新后的投影產狀并重復步驟S3-步驟S7；直到滿足設定收斂條件時，輸出當前的投影產狀

2.根據權利要求1所述的一種巖層產狀的計算方法，其特征在于，步驟S3中，所述利用插值計算算法，得到實測產狀點處的交叉驗證產狀及地層延伸方向點處的交叉驗證產狀具體為：

利用公式(1)分別進行實測產狀點處以及地層延伸方向點處的交叉驗證產狀的計算：

其中：產狀集合為由實測產狀和初始產狀構成的集合，共M個產狀；為留一產狀集合，為留一產狀集合中的第i個子集，為對應的表示留一產狀不確定性的權重系數；interpolater(*)表示“*”進行三維矢量插值的計算。

3.根據權利要求1所述的一種巖層產狀的計算方法，其特征在于，步驟S4，所述使用第一參數角θ對地層延伸方向點處初始產狀的交叉驗證產狀進行表達的表達公式具體由公式(2)所示：

其中，θ＝[θ₁,θ₂,...,θ_j],j∈[1,2,…,N]，θ_j為地層延伸方向第j個點處待估的第一參數角，θ為地層延伸方向點處由j個待估第一參數角組成的集合，N為地層延伸方向點總個數；為初始產狀矢量，為待求產狀矢量，為待求產狀矢量在z方向上的分量，為待求產狀矢量在x方向上的分量；

為已知的地層延伸沿三維坐標軸x,y,z三個方向形成的單位矢量。

4.根據權利要求3所述的一種巖層產狀的計算方法，其特征在于，步驟S4中，所述利用投影計算方法，計算第一參數角θ對應的投影產狀具體為：

S41、基于θ_j，利用投影計算方法，計算不同角度參數θ_j下對應的投影產狀計算公式為：

其中，為第j個投影產狀，為所求的j個投影產狀構成的集合；為初始產狀矢量的轉置矩陣，為旋轉矩陣；由公式(3)定義為：

5.根據權利要求1所述的一種巖層產狀的計算方法，其特征在于，步驟S5中，第一夾角具體是通過公式(4)計算得到：

其中，arccos(*)為對“*”進行反余弦的計算，“.”為對兩個向量進行點乘計算；

所述第二夾角具體是通過公式(5)計算得到：

6.根據權利要求1所述的一種巖層產狀的計算方法，其特征在于，還包括以下步驟：

S8、基于輸出投影產狀的精度值，判斷是否采用步驟S7的投影產狀輸出結果。