_ae_bx)3。该方程经过对数变换U =ln[l-(Y/M)l/3，V = -X，A= lna，转换后的线性形式为U = A+bV。依据本方程，可将坐标变换后的夹层的一维形态刻画出来，进而通过坐标转换，求取其三维空间的展布。
[0058]如图1为基于曲梯状数学模型模拟的夹层的空间展布形态。
[0059]4、井中夹层识别
[0060]根据岩心、测井资料对预测区内的各井点的情况，对目标区内的300余口井中的目标小层内的夹层进行了识别，确定了不同井中的夹层的位置、厚度。如图3中的区域中各井点依据自然电位和自然伽玛值的变化，将具有高伽玛、无负电位异常及没有微电位、微梯度幅度差的平夹层识别出来，将其空间位置确定下来。
[0061]5、井间夹层预测
[0062](I)井间夹层对比
[0063]依据侧积夹层的成因机理，确定其向河道倾斜，并具有5?10度的倾角，据此进行夹层的对比，确定夹层的对应关系和初步确定了各夹层在夹层面中的位直。如图3中W3?2井中的夹层位于顶部中间，02?3井中的同一夹层位于夹层的右下侧，W3?3井中的夹层位于顶部中间部位，该点坝中的夹层都只有一口井钻遇。依据井不同井点钻遇的夹层情况，对不同夹层间的关系进行初步分析，将不同离散的夹层点纳入到不同的夹层面中去，实现由点到面的初步转化。
[0064](2)井间夹层空间展布预测
[0065]根据统计所得的夹层形态参数如走向、倾向、倾角以及统计参数如夹层厚度、宽度以及延伸长度，选取合适的夹层模拟方程，分别建立基于单点、多点的夹层三维表面，预测夹层的三维分布，基于沉积成因，对夹层模拟方程进行条件化，确定最终的夹层数学方程，模拟夹层的三维空间展布。根据上述钻遇井W3-2、井02-3以及井W3-3之间夹层的对比可知钻遇点位于夹层的中上部、中下部和夹层的右下部，断定该点坝内夹层下部较上部为宽，整体上倾向与河流流线近垂直，倾角9度，三个夹层其大小随河流的摆动和点坝的迁移而减小。结合夹层的几何形态特征，从5种曲梯状原型函数中优选出合适的夹层模型方程b)式Y = M(l_ae_bx)3，经线性转化为U = A+bV，然后通过函数拟合夹层数学模拟参数，确定最终的夹层数学方程，利用函数方程模拟夹层的三维空间展布。
[0066]主要实现流程及效果为:
[0067]I)底图导入及坐标校正
[0068]点坝体的平面形态特征及倾向参数主要来源于精细地质研究成果，平面构型参数和法线参数是通过平面上的投影形态获得的，在软件实现上为了满足底图数据的通用性，采用了位图为底图数据。在点坝体平面标定前要实现坐标系的校正，以获得与大地坐标一致的坐标系统，由于底图的来源为精细地质研究成果的位图格式文件，获得的地质图来源比较广泛，会存在旋转、不等比例放缩等的问题，在实现过程中，为了达到程序良好的兼容性，设计上要求支持不等比放缩及旋转底图的校正功能。经过调研及方法对比最终选择了四元素法作为底图校正的基本算法，该方法在图形对象的旋转及放缩计算方面具有很大的优势，目前在计算机图形学领域被广泛地采用，该方法比传统的矩阵换算法有更高的效率，在实现上以井位坐标数据为基本参照点，实现了设备坐标到逻辑坐标的精确转换，为点坝兀素的精确标定提供精确的坐标系统(图2)。
[0069]2)点坝体平面投影线及法线标定
[0070]在底图坐标校正的基础上，根据底图上点坝体的形态特征及倾向特点，在图形界面下利用线组标定方式，实现了对点坝体或局部点坝投影形态的精确描述，同时利用法线标定法描述点坝体的倾向特征(图3)，可根据点坝体在不同部位的形态设置多条法线，精确描述侧积夹层局部倾向特点。
[0071]3)侧积夹层纵向模板设置功能
[0072]侧积夹层纵向形态特征采用了样条函数拟合法。在软件实现上针对侧积夹层描述的要求，采用了多模板设计模式，可以根据研究区域侧积夹层纵向形态的复杂度设计多条纵向模板，满足不同侧积夹层及不同部位纵向特征的描述，在设计方法上采用鼠标交互方式，并增加了移动点、移动线、整体移动及夹角联动等编辑方式，可满足应用需要。
[0073]4)侧积夹层空间曲面建模
[0074]在完成点坝体平面标定及纵向形态模板设计的基础上可实现侧积夹层空间曲面的创建，实现方法是利用前期理论研究中的平面设计与纵向模型联合建模法，利用两个二维平面模型实现三维空间曲面的创建，在实现上采用了法线与纵向模板个性化配置方法，可根据法线在点坝体的具体位置及形态的差异配置相应的描述模板，可精确描述点坝体内侧积夹层的局部形态特征(图4)。
[0075]6、夹层面镶嵌与夹层模型
[0076]基于已有的建模软件来实现的夹层与模型的镶嵌。通过已形成的侧积夹层模型获得适合网格精度的空间点属性信息(图5A)，包含单一夹层面标记值，在应用中将带有属性点的侧积夹层空间描述数据加载到建模软件中建立的三维地质模型(图5B)，利用替代的方法将模型中夹层对应的点处替换为夹层属性，实现夹层的套合，最终形成模型中夹层的三维空间准确表征上(图5C)。
[0077]其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
【主权项】
1.一种基于几何形态的准确刻画夹层三维分布的表征方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)建立夹层的知识库 根据前人的研究、露头调查结果和物理实验模拟，对夹层几何形态参数进行了统计分析，建立夹层的知识库； 2)根据建立夹层的知识库预测夹层类型； 按照知识库中的夹层特点，给出可能的夹层几何形态类型，包括板状、梯形状、阶梯状、曲面状、曲梯状，以及夹层的对称性，包括对称，上优、下优、左优和右优；这是老师最新修改的 3)建立标准夹层三维面方程 根据数学函数回归法建立夹层纵向模型的函数，利用形态相似的原型函数来拟合特定的夹层形态特征，给出不同类夹层的数学原型函数； 4)井中夹层识别 根据岩心、测井资料对预测区内的各井点的情况，对目标区内多个井中的目标小层内的夹层进行识别，确定不同井中的夹层的位置、厚度，初步确定了各夹层在夹层面中的位置； 5)井间夹层预测 (a)根据不同井点钻遇的夹层情况，对不同夹层间的关系进行初步分析，将不同离散的夹层点纳入到不同的夹层面中去，实现由点到面的初步转化； (b)确定夹层的三维形态，选取相应的形态参数方程 依据钻遇井点的夹层的组合，表征夹层的几何形态，选取步骤3)已建立的符合该夹层的模型函数； (C)根据函数拟合夹层数学模拟参数，建立夹层三维空间面 针对夹层钻遇情况，结合步骤I)统计所得的夹层形态参数如走向、倾向、倾角、形态统计参数，优选出与之相对应的函数方程，通过函数拟合夹层数学模拟参数，确定最终的夹层数学函数模型，利用上述函数并结合井点夹层的识别情况，基于沉积成因，拟合基于单井钻遇夹层点、多井钻遇夹层点时的夹层三维表面，预测夹层的三维分布； 6)夹层面镶嵌与夹层模型 基于建模软件将步骤2)所确定的夹层类型用步骤5)得到夹层的空间面网格化为空间点，通过夹层厚度知识库确定网格点的夹层属性特征；将带有属性点的夹层空间描述数据加载到建模软件中建立的三维地质模型中，利用替代的方法将原来模型中的砂质网格替换为夹层网格，实现夹层在砂层模型中的套合，最终形成模型中夹层的三维空间表征。
2.根据权利要求1所述基于几何形态的准确刻画夹层三维分布的表征方法，其特征在于:所述步骤I)中，几何形态参数为大小、形态、对称性、倾向与流线的关系、倾角、厚度、宽度、延伸长度和空间。
3.根据权利要求1或2所述基于几何形态的准确刻画夹层三维分布的表征方法，其特征在于:所述步骤3)的第(a)小步中，数学原型函数为5个，分别为:a)Y = a*exp (b/X)b)Y= M(l-ae_bx)3c)Y= I/ (a+be_x)d)Y= M/(l+ae_bx)e)Y= a+b/X 其中:a、b、M均为系数，随夹层几何形态以及规模大小的不同而变化；如a)式中0.8〈a〈9、30〈b〈42 且 X>0 ；b)式中 M>0、b〈l、a>0 ；c)式中 a〈l、b>0 ；d)式中 M>0、b〈l、a>0 ；e)式中 1.5<a<4.5、518〈b〈1965、X>0 且 Y>0 ；X和Y分别为夹层在纵剖面上的横、纵坐标，单位为米。
4.根据权利要求4所述基于几何形态的准确刻画夹层三维分布的表征方法，其特征在于:所述步骤5)中夹层数学函数的建立需要以步骤2)、3)，4)为前提，选出该类型的数学函数方程，并对非线性函数进行预处理，实现了非线性方程到线性方程的转换；通过函数拟合夹层数学模拟参数，确定最终的夹层数学方程。
5.根据权利5所述基于几何形态的准确刻画夹层三维分布的表征方法,其特征在于:所述步骤6)夹层模型在砂体模型中的套合是先将夹层的空间面网格化为空间点，通过夹层厚度知识库确定网格点的夹层属性特征；将带有属性点的夹层空间描述数据加载到建模软件中建立的三维地质模型中，利用替代的方法将原来模型中的砂质网格替换为夹层网格来实现夹层在砂层模型中的套合。
【专利摘要】本发明公开了一种基于几何形态的准确刻画夹层三维分布的表征方法，该方法通过建立夹层的知识库、根据建立夹层的知识库预测夹层类型、建立标准夹层三维面方程、井中夹层识别、井间夹层预测和夹层面镶嵌与夹层模型6大步骤，最终形成模型中夹层的三维空间表征。本发明中基于夹层几何形态的准确刻画夹层在三维地质模型中的分布，创新实现了“平面形态与纵向特征相结合”的侧积夹层空间曲面建模方法，形成了基本的空间数学函数模型。一方面克服了由于空间属性点数据少无法用常规插值方法实现曲面建模的技术限制，另一方面将三维空间问题分解为两个二维平面问题，简化了算法。
【IPC分类】G06T17-05
【公开号】CN104574513
【申请号】CN201410855401
【发明人】张昌民, 尹太举, 罗瑜洁, 叶继根, 尹艳树
【申请人】长江大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月31日