[發明專利]邊界約束的三維構造地質模型構建方法

有效

• 申請號: 202110481452.6
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113219529B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 展祥琳;陳豪;魯才;胡光岷
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種邊界約束的三維構造地質模型構建方法，包括以下步驟：S1、進行交線估計，包括以下子步驟：S11、對原始構造解釋數據進行平滑去噪處理；S12、提取層位面上的極值點；S13、根據極值點對層面數據進行分段，找到參與交線估計的有效層位數據；S14、在解釋剖面上估計曲面的交點；S15、將交點擬合為交線；S2、用一個交點偏移在二維平面的擴散模型對原始數據的調整量進行建模。本發明根據原始構造解釋數據通過計算估計得到構造模型地質曲面的邊界約束條件，再在約束下進行地質曲面重構和地質體生成，提高了構造建模方法的有效性和效率。并且有曲面邊界約束建模的機制，就能使得建模過程更魯棒、更準確，減少和代替部分人機交互。

技術領域

本發明涉及一種邊界約束的三維構造地質模型構建方法。

背景技術

復雜的地質過程在地下空間的多個尺度上產生明顯的結構異質性，對地下空間結構的認識直接影響著人類社會的方方面面：礦產資源評估，油氣勘探與生產，地熱資源勘探，地質災害評估，水文地質，巖土工程等。除了通過鉆井和挖掘隧道之外不可能直接進入地下，所以大多數對地質構造的認知必須間接來自對地球物理數據的處理。三維構造地質建模作為能夠直觀展示地質構造形態和分布的關鍵技術，已經成為了地球信息科學和工業界共同關注的研究熱點之一。

構造建模就是以地震解釋得到的地質曲面(層位面和斷層面)和鉆井數據為基礎，采用一定的地質曲面重建算法，在三維空間中生成空間曲面，再確定空間位置不同的地質曲面之間的拓撲關系。然后以斷層面和層位面為模型的內邊界進行地質塊體的劃分，生成以封閉地質體為基本單位的模型。一方面，隨著礦產和油氣等資源的地球物理勘探向地質條件復雜、埋藏較深、地層古老的區域發展，三維地震資料獲取的成本和難度加大，導致原始地震數據質量偏低；另一方面，鉆井資料雖然是最直接和最可靠的樣本來源，但由于鉆井成本的限制，導致樣本數量偏少，分布不均勻。所以作為構造建模輸入的構造解釋數據通常包含了不可忽視的不確定性(不準確、缺失、不一致性)。構造建模的難點就是基于不確定性數據源，建立合理且準確的模型。傳統建模方法適合高數據密度高數據質量的環境，例如在存在大量鉆井的區域。但實際應用很少能滿足這樣的條件，得到的模型通常不能完全滿足地質規則或構造解釋專家對模型的期望，還需要對模型進行檢查并對不合理的局部進行手動調整，每一次調整操作后都需要再完成一遍工作流程來更新模型。其根本原因在于構造解釋數據同時記錄了地質對象的概念信息和地質模型的可視信息，但傳統構造建模方法僅使用了其中的可視信息。單純可視信息不足以準確描述地質構造，建模過程中又缺乏能減少不確定性的其他約束條件。

在輸入的構造解釋數據和鉆井數據質量不變的情況下(不在本發明討論范圍內)，如果計算機能夠在模型建立前從現有輸入中挖掘出額外的輸入信息，并且有這些額外信息約束建模的機制，就能使得建模過程更魯棒、更準確，減少和代替部分人機交互。

地質構造建模是在將地質，測井，地球物理資料和各種解釋結果或者概念模型進行綜合分析的基礎上，利用計算機圖形技術，生成能夠反映地質構造形態和關系的三維隨機模型。這樣建立的模型匯總了各種信息和解釋結果。多種三維地質建模方法相繼被提出,如：基于鉆孔的建模,基于體素的建模，基于垂直剖面的建模，基于曲面的建模,基于多源數據的建模，等等。在本研究中我們提出的是一種基于曲面的建模方法，最終結果是地質構造的三維格架模型，格架是由地質曲面(主要為斷層和層位面)及其拓撲關系組成的。地質曲面作為模型的內邊界將模型空間分割，形成多個封閉的地質體。

圖1給出了通用的基于曲面的建模工作流程。在實際應用中，由于地震數據通常在斷層附近的區域信噪比較低，這對構造解釋造成了困難，所以原始的構造解釋數據帶有較大不確定性，例如圖2(a)所示的缺失和沖突情況，圖2(b)所示的樣本少和樣本分布不均的情況。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種根據原始構造解釋數據通過計算估計得到構造模型地質曲面的邊界約束條件，再在約束下進行地質曲面重構和地質體生成，提高了構造建模方法的有效性和效率，使得建模過程更魯棒、更準確的邊界約束的三維構造地質模型構建方法。