专利名称：地质模型的成块成体方法以及装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种地质模型的成块成体方法以及装置，尤其涉及一种用于石油地震勘探中在执行二三维地质模型速度建模时自动成块成体的方法。
背景技术：
在石油地震勘探领域中，叠前深度偏移是一种实现地质构造空间归位的有效技术之一，用于解决速度存在剧烈的横向变化、速度分界面不是水平层状时共反射点的叠加和绕射点的归位问题，能够使复杂构造或速度横向变化较大的地震资料正确成像。在叠前深度偏移过程中，速度建模的正确与精度的高低直接影响了偏移成像的效果。二三维的地质模型的成块成体又是叠前深度偏移速度模型建立的重要步骤。 传统的二三维地质模型成块成体对层状模型的描述存在如下特点I、描述复杂地质体，需要添加大量虚界面；2、层位需进行复杂编号；3、断层也采用层位线表示，不合一般习惯；4、难以描述复杂地质结构。近年来提出的块状模型采用封闭多边形描述地质体，具有逻辑清晰、操作简单的特定，可方便的构建任意复杂的地质模型。在块状模型构建中，多边形裁剪算法是其核心，它适用于凸的、凹的和带孔的多边形的裁剪。然而，现有的模型描述方法存在以下的不足现有技术处理的结果均为一个多边形，而在地质模型的处理中，多边形相互裁减的结果是多个多边形，即多个块。已有技术中的多边形裁剪算法不能很好地满足地质模型处理中的多边形相互裁减的需要。现有的二三维地质模型成块成体在地质模型描述与模型生成中的流程如下I、对在地质剖面上拾取的层位/断层进行插值，然后对插值点进行三角网格化，形成空间的层位/断层面；2、手工编辑或人为干预勾画出层位与断层，层位与层位，断层与断层的相交线；3、通过相交线人工指定或采用多边形裁剪方法进行成块处理；4、对块人工指定成体或采用复杂的算法对块封闭成体；5、创建一个地质模型的实体，生成正确的地质模型。在模型生成方面，现有的模型生成方法多为人工干预的模型生成，有时需要人为的勾画出断层与层位的相交线，或者是勾画出断层的上下盘，缺乏自动成块成体的生成方法。由以上的流程介绍可以看出，在现有的地质模型成块成体以及模型生成的各个步骤中，需要大量的手工编辑、勾画处理以及人为指定，工作量巨大、耗时长，并且从准确性上依赖于操作人员的经验和技能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地质模型的成块成体方法以及装置，在执行二三维地质模型速度建模时，自动地执行成块成体，从而实现地质模型建模的自动化或半自动化。根据本发明的一方面，提供一种地质模型的成块成体方法，所述成块成体方法包括对在地质剖面上拾取的层位/断层进行插值，并且对插值的点进行三角网格化，以形成立体空间的层位/断层面；根据预定的外推算法对形成的层位/断层逐个进行外推，指定其外推的封闭层位面/断层面，外推到的边界面作为封闭边界面，并且通过外推层位/断层面与其外推的封闭层位/断层面求交并截断形成交线片段，以生成完整的地质面并形成相交层位与断层、层位与层位以及断层与断层之间的交线片段或切割线；基于形成的切割线以及外推得到的地质面对立体空间进行切割，以形成多个块和体；将全部地质面上的边线和交线片段都投影至基面上并对边界求交，将每个外推并生成完整的地质面在基面上的投影识别为父块，以构建包含识别的各父块的父块集；为父块集中的每个父块构建子块集，其中，对于每个父块，自父块边界上的每个交点，根据以下算法搜索子块自以其作为一个端点的交线片段开始遍历父块，从以所述交线片段的另一端点作为其他交线片段的端点的交线片段当中选取顺时针角度最小的交线片段，直到所述遍历回到开始的交点为止，将选取的交线片段形成的曲面确定为子块；基于构建的全部子块集搜索闭合子体，以构建子体集，其中，对每个子块，获取相互连接的子块，从所述相互连接的子块中选取与当前子块夹角最 小的子块添加到子体候选子块集，再对子体候选子块集当中的每个子块，获取相互连接的子块，从所述相互连接的子块中选取与当前子块夹角最小的子块，继续添加到子体候选子块集，直到再无相互连接的子块为止，然后从子体候选子块集中选取闭合的体作为子体。根据本发明的可选实施例，在所述外推操作中，根据用户手工编辑指定的封闭层位面/断层面以及边界面，勾画出相交层位与断层、层位与层位以及断层与断层之间的交线片段。根据本发明的另一方面，提供一种地质模型的成块成体装置，包括第一模块，用于对在地质剖面上拾取的层位/断层进行插值，并且对插值的点进行三角网格化，以形成立体空间的层位/断层面；第二模块，用于根据预定的外推算法对形成的层位/断层逐个进行外推，指定其外推的封闭层位面/断层面，外推到的边界面作为封闭边界面，并且通过外推层位/断层面与其外推的封闭层位/断层面求交并截断形成交线片段，以生成完整的地质面并形成相交层位与断层、层位与层位以及断层与断层之间的交线片段或切割线；第三模块，用于基于形成的切割线以及外推得到的地质面对立体空间进行切割，以形成多个块和体；第四模块，用于将全部地质面上的边线和交线片段都投影至基面上并对边界求交，将每个外推并生成完整的地质面在基面上的投影识别为父块，以构建包含识别的各父块的父块集；第五模块，用于为父块集中的每个父块构建子块集，其中，对于每个父块，自父块边界上的每个交点，根据以下算法搜索子块自以其作为一个端点的交线片段开始遍历父块，从以所述交线片段的另一端点作为其他交线片段的端点的交线片段当中选取顺时针角度最小的交线片段，直到所述遍历回到开始的交点为止，将选取的交线片段形成的曲面确定为子块；第六模块，用于基于构建的全部子块集搜索闭合子体，以构建子体集，其中，对每个子块，获取相互连接的子块，从所述相互连接的子块中选取与当前子块夹角最小的子块添加到子体候选子块集，再对子体候选子块集当中的每个子块，获取相互连接的子块，从所述相互连接的子块中选取与当前子块夹角最小的子块，继续添加到子体候选子块集，直到再无相互连接的子块为止，然后从子体候选子块集中选取闭合的体作为子体。
根据本发明的可选实施例，第二模块在执行外推时，根据用户手工编辑指定的封闭层位面/断层面以及边界面，勾画出相交层位与断层、层位与层位以及断层与断层之间的交线片段。
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中图I是示出根据本发明的示例性实施例的地质模型的成块成体方法的流程图；图2是示出根据本发明的成块成体方法中执行父块搜索的示意图；图3是示出根据本发明的成块成体方法中执行子块搜索的示意图；图4是示出根据本发明的成块成体方法中执行子体搜索的示意图。
具体实施例方式以下，将参照附图来详细说明本发明的实施例。可通过计算机软件模块实现本发明的成块成体方法。在本申请中描述的各个步骤不限制为上述步骤，其中的一些步骤可被进一步拆分为更多的步骤，并且一些步骤可合并为较少的步骤。本发明还提供一种实现地质模型的成块成体的装置。图I是示出根据本发明的示例性实施例的地质模型的成块成体方法的流程图。在所述实施例中，假设在通用计算机系统上通过实现各步骤的功能的软件模块执行所述成块成体方法。参照图1，在步骤S110，计算机系统对在地质剖面上拾取的层位/断层进行插值，并且对插值的点进行三角网格化，以形成立体空间的层位/断层面。在步骤S120，计算机系统根据预定的外推算法对形成的层位/断层逐个进行外推，指定其外推的封闭层位面/断层，外推到的边界面作为封闭边界面，并且通过外推层位/断层面与其外推的封闭层位/断层面求交并截断形成交线片段，以生成完整的地质面并形成相交层位与断层、层位与层位以及断层与断层之间的交线片段或切割线。根据本发明的可选实施例，可半手工地执行步骤S120，即在所述外推操作中，手工编辑指定封闭层位面/断层面以及边界面，并勾画出相交层位与断层、层位与层位以及断层与断层之间的交线片段。此后，在步骤S130，计算机系统基于形成的切割线以及外推得到的地质面对立体空间进行切割，以形成多个块和体。也就是说，当完成步骤S130时，已形成具有多个块和体、面和线的三维立体。在步骤S140，计算机系统执行父块搜索。具体为，将全部地质面上的边线和交线片段都投影至基面上并对边界求交，将每个外推并生成完整的地质面在基面上的投影识别为父块，以构建包含识别的各父块的父块集。图2示出通过执行步骤S140的操作搜索到的一个父块(由4个圆圈标注的点连接的交线片段形成的曲面)。在步骤S150，计算机系统执行子块搜索。具体为，为父块集中的每个父块构建子块集，其中，对于每个父块，自父块边界上的每个交点，根据以下算法搜索子块自以其作为一个端点的交线片段开始遍历父块，从以所述交线片段的另一端点作为其他交线片段的端点的交线片段当中选取顺时针角度最小的交线片段，直到所述遍历回到开始的交点为止，将选取的交线片段形成的曲面确定为子块。图3示出根据步骤S150遍历父块，搜索顺时针交角最小的交线片段形成的曲面作为子块的操作。在步骤S160，计算机系统执行子体搜索。具体为，基于构建的全部子块集搜索闭合子体，以构建子体集；其中，对每个子块，获取相互连接的子块，从所述相互连接的子块中选取与当前子块夹角最小的子块添加到子体候选子块集，再对子体候选子块集当中的每个子块，获取相互连接的子块，从所述相互连接的子块中选取与当前子块夹角最小的子块，继续添加到子体候选子块集，直到再无相互连接的子块为止，然后从子体候选子块集中选取闭合的体作为子体。图4虽然没有提供三维的展示，但是示意性地示出根据步骤S150遍历全部子块集，搜索顺时针夹角最小的子块形成的曲面体作为子体的操作。 在通过步骤S140 S160执行的父块搜索、子块搜索以及子体搜索操作以后，确定了三维地质模型中各基面上的相互关系，取得关于各种交线/切割线、相交层位、父块、子块以及子体等各种信息，作为构建三维地质模型的重要信息。从以上参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述可以看出，本发明的地质模型的成块成体方法能够在对完成外推的立体空间自动地执行父块搜索、子块搜索以及子体搜索，从而使提高了实现地质模型的建模过程的自动化处理。尽管已参照优选实施例表示和描述了本发明，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和变换。
权利要求
1.一种地质模型的成块成体方法,所述成块成体方法包括 对在地质剖面上拾取的层位/断层进行插值，并且对插值的点进行三角网格化，以形成立体空间的层位/断层面； 根据预定的外推算法对形成的层位/断层逐个进行外推，指定其外推的封闭层位面/断层面，外推到的边界面作为封闭边界面，并且通过外推层位/断层面与其外推的封闭层位/断层面求交并截断形成交线片段，以生成完整的地质面并形成相交层位与断层、层位与层位以及断层与断层之间的交线片段或切割线； 基于形成的切割线以及外推得到的地质面对立体空间进行切割，以形成多个块和体；将全部地质面上的边线和交线片段都投影至基面上并对边界求交,将每个外推并生成完整的地质面在基面上的投影识别为父块，以构建包含识别的各父块的父块集； 为父块集中的每个父块构建子块集，其中，对于每个父块，自父块边界上的每个交点，根据以下算法搜索子块自以其作为一个端点的交线片段开始遍历父块，从以所述交线片段的另一端点作为其他交线片段的端点的交线片段当中选取顺时针角度最小的交线片段，直到所述遍历回到开始的交点为止，将选取的交线片段形成的曲面确定为子块； 基于构建的全部子块集搜索闭合子体，以构建子体集，其中，对每个子块，获取相互连接的子块，从所述相互连接的子块中选取与当前子块夹角最小的子块添加到子体候选子块集，再对子体候选子块集当中的每个子块，获取相互连接的子块，从所述相互连接的子块中选取与当前子块夹角最小的子块，继续添加到子体候选子块集，直到再无相互连接的子块为止，然后从子体候选子块集中选取闭合的体作为子体。
2.如权利要求I所述的成块成体方法，其中，在所述外推操作中，根据用户手工编辑指定的封闭层位面/断层面以及边界面，勾画出相交层位与断层、层位与层位以及断层与断层之间的交线片段。
3.一种地质模型的成块成体装置，包括 第一模块，用于对在地质剖面上拾取的层位/断层进行插值，并且对插值的点进行三角网格化，以形成立体空间的层位/断层面； 第二模块，用于根据预定的外推算法对形成的层位/断层逐个进行外推，指定其外推的封闭层位面/断层面，外推到的边界面作为封闭边界面，并且通过外推层位/断层面与其外推的封闭层位/断层面求交并截断形成交线片段，以生成完整的地质面并形成相交层位与断层、层位与层位以及断层与断层之间的交线片段或切割线； 第三模块，用于基于形成的切割线以及外推得到的地质面对立体空间进行切割，以形成多个块和体； 第四模块，用于将全部地质面上的边线和交线片段都投影至基面上并对边界求交，将每个外推并生成完整的地质面在基面上的投影识别为父块，以构建包含识别的各父块的父块集； 第五模块，用于为父块集中的每个父块构建子块集，其中，对于每个父块，自父块边界上的每个交点，根据以下算法搜索子块自以其作为一个端点的交线片段开始遍历父块，从以所述交线片段的另一端点作为其他交线片段的端点的交线片段当中选取顺时针角度最小的交线片段，直到所述遍历回到开始的交点为止，将选取的交线片段形成的曲面确定为子块；第六模块，用于基于构建的全部子块集搜索闭合子体，以构建子体集，其中，对每个子块，获取相互连接的子块，从所述相互连接的子块中选取与当前子块夹角最小的子块添加到子体候选子块集，再对子体候选子块集当中的每个子块，获取相互连接的子块，从所述相互连接的子块中选取与当前子块夹角最小的子块，继续添加到子体候选子块集，直到再无相互连接的子块为止，然后从子体候选子块集中选取闭合的体作为子体。
4.如权利要求3所述的成块成体装置，其中，第二模块在执行外推时，根据用户手工编辑指定的封闭层位面/断层面以及边界面，勾画出相交层位与断层、层位与层位以及断层与断层之间的交线片段。
全文摘要
提供一种地质模型的成块成体方法和装置。对在地质剖面上拾取的层位/断层进行插值，并且对插值的点进行三角网格化，以形成立体空间的层位/断层面；根据预定的外推算法对形成的层位/断层逐个进行外推，指定其外推的封闭层位面/断层面，外推到的边界面作为封闭边界面，并且通过外推层位/断层面与其外推的封闭层位/断层面求交并截断形成交线片段，以生成完整的地质面并形成相交层位与断层、层位与层位以及断层与断层之间的交线片段或切割线；基于形成的切割线以及外推得到的地质面对立体空间进行切割，以形成多个块和体；根据相交层位与断层、层位与层位以及断层与断层之间的交线片段或切割线等信息，自动搜索父块、子块以及子体。
文档编号G06T17/05GK102903149SQ20121040512
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者何光明, 陈三平, 唐虎, 罗红明, 李磊, 李振, 朱晨, 刘奇琳 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司