[發明專利]一種基于四叉樹檢索大規模偏移速度樣本的高效速度場模擬方法

有效

• 申請號: 202110687087.4
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113419281B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 何文淵
• 申請（專利權）人: 大慶油田有限責任公司;中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 馬微

1.一種基于四叉樹檢索大規模偏移速度樣本的高效速度場模擬方法，包括以下步驟：

第一步：建立速度場空間的四叉樹檢索結構；

預設速度模型的空間大小，并設定用于檢索樣本的四叉樹結構總層數M，第1層為根部層，其只有1個節點；第2層的節點數量是第1層的4倍；第3層的節點數量是第2層的4倍，同時是第1層的16倍；以此類推，最后一層M的節點總數量為4^m-1，其中m為所在層的指標數；

第二步：映射原始速度樣本到四叉樹檢索結構的葉子層節點；

將每個葉子層節點對應到一個與最小單元同形的子區域里，所有葉子層節點均歸屬到一個網格內，而原始速度樣本在預設的模型空間中是隨機分布的，根據其X和Y空間坐標將其取整后放入網格內，即完成分配給對應的葉子節點的操作，最終結果是有的節點匹配到1個或多個樣本，有些節點可能沒有匹配到任何樣本；

第三步：給沒有匹配上原始樣本的葉子節點模擬虛擬樣本；

每個四叉樹檢索結構的葉子層節點必須匹配上至少1個原始樣本，如果經過第2步之后還存在沒有匹配上至少1個原始樣本的葉子節點，就必須在此葉子節點所代表的單位區域的中心位置插入虛擬樣本，當所有葉子節點被匹配樣本后，把所有葉子節點的樣本作為輸入樣本，葉子層的上一層的所有節點為目標，使用虛擬樣本的生成過程，為每個目標節點模擬一個虛擬樣本作為其匹配樣本；再以此層所有的節點匹配的樣本為輸入樣本，模擬其上層節點的匹配樣本，如此循環反復，直到為根節點模擬出匹配的樣本為止；

第四步：基于四叉樹檢索結構建立多尺度樣本集；

四叉樹結構中最下面的葉子層節點最多，其上一層節點只有其1/4，再往上節點越少，到根部只有一個節點，葉子層節點匹配了原始樣本與可能的虛擬樣本，每一個葉子層節點被匹配了至少1個樣本，葉子層之上的層每個節點有且僅有一個虛擬樣本，由于每層節點數量由葉子層到根部層節點數量按4的倍數減少，因此與節點匹配的樣本也大致按4的倍數減少，每層節點匹配的全部樣本構成定義域A的一個獨立的樣本集，但每層的樣本集的成員數量成4的倍數減少，因為樣本集的數量不同，不同樣本集中的樣本控制的區域不同，因此稱此所有層的樣本集為多尺度樣本集；

第五步：建立局部樣本檢索策略；

建立局部樣本檢索策略的目標是為了從大規模的樣本集{z_k}中搜索出恰好足夠數量的樣本集{z_s}，令其中{z_k}的成員數量為K，{z_s}的成員數量為S，S=K，使得執行基于第一步中介紹的速度場模擬所代表的模擬時，用代替其中：Z_xy為待測速度場中任一點的值，a_s為每個樣本對應的權重系數，a_k為數量為K時樣本對應的權重系數，從而提高計算效率，節省計算時間；

第六步：逐點使用簡單克里格方法進行插值

利用第五步建立的局部樣本檢索策略從四叉樹檢索結構中檢索出預測目標坐標點的相關預測樣本集，再使用簡單克里格方法計算出每個樣本對應的權重系數并完成加權求和，由此完成整個模型空間速度場的高效模擬。

2.如權利要求1所述的高效速度場模擬方法，其特征在于，在第二步中，虛擬樣本通過以下方式得到：由用戶選擇空間變異函數為每個原始樣本z_k生成系數a_k(x,y)，最后做系數加權求和運算得到虛擬樣本。

3.如權利要求1所述的高效速度場模擬方法，其特征在于，在第四步中，建立多尺度樣本集的方法為：設M為四叉樹結構的層數，1≤m≤M，m∈N⁺,m為四叉樹結構的層指標，z_k^m為四叉樹結構的第m層的第k個樣本，除了葉子層外，每層的樣本數量等于節點數量，設每層節點數量為K，K＝4^m-1，葉子層的樣本數量大于或者等于K，因為每個葉子層節點匹配的樣本大于或者等于1。