复杂断层网建模关键技术

面对大多数的建模方法主要采用基于多源数据交互的建模方式,需要大量人工交互且不便于计算机自动或半自动化处理等问题,引入空间索引和OBB碰撞检测方法来检测断层间的接触关系,使用符合地质规律的测地线进行追踪,采用路径切割方法处理两个地质界面间的线性接触关系,从而自动处理任意断层面间的截切关系,构建复杂断层网。利用某地区作为研究区域,从实际数据出发,构建该区复杂的三维断层网,以验证提出的断面接触关系处理技术的有效性。     

三维复杂断层网建模方法及应用

针对复杂断层网, 提出一种新的路径切割算法, 能够处理各种复杂的断层相交情况, 如Y型、λ型、X型、半Y型、半λ型等削截关系; 避免了Pillar方法和二叉树等传统方法的限制, 提高了断层建模的灵活性和精确度。该方法提高了断面之间接触关系的半自动处理程度, 方便断层网的快速更新。通过实际模型的验证, 解决了复杂断层网的快速构建问题, 提高了建模效率。     

三维地质界面建模关键算法研究

采用露头,钻孔以及地震等数据进行三维复杂地质界面建模,关键问题包括三维地质界面模型确定方法,地质界面接触关系处理方法。根据区块地质数据建立地质界面三角网格模型,处理地质界面之间复杂位置关系,为三维地质体建模提供约束面,清晰地描述并恢复地下构造。本文就三维复杂地质界面建模中的关键问题,提出基于几何拓扑关系的地质界面三角网格模型生成算法,地质界面空间位置判断算法。在算法中引入几何拓扑关系,降低算法实现的复杂性,增加算法实现效率。     

三维地质界面曲面建模关键算法

采用露头,钻孔以及地震等数据进行三维复杂地质界面建模,关键问题包括三维地质界面模型确定方法、地质界面接触关系处理方法。根据区块地质数据建立地质界面三角网格模型,处理地质界面之间复杂位置关系,为三维地质体建模提供约束面,清晰地描述并恢复地下构造。就三维复杂地质界面建模中的关键问题,提出基于几何拓扑关系的地质界面三角网格模型生成算法、地质界面空间位置判断算法。在算法中引入几何拓扑关系,降低算法实现的复杂性,增加算法实现效率。     

基于GTP的断层三维交互建模方法

在总结分析现有断层建模方法的基础上,提出一种基于广义三棱柱(GTP)的断层三维交互建模方法(岩柱体分区RPBP建模法).该方法以钻孔数据为建模主体数据源,主要步骤包括:根据钻孔孔口数据点与断层露头约束,按约束Delaunay法则生成地表不规则三角网(CD-TIN);判断地质体内断层的类型及断层构模的优先级顺序,建立岩柱体界限三角形;以界限三角形为依据建立断层实体模型.软件实验表明,该方法能便捷可靠地实现包括正、逆断层及其相互切割的各类复杂断层系的三维交互建模.     

基于剖面的三维断层建模方法

结合地震解释剖面图与地质构造平面图上的断层信息,采用数字化技术提取断层建模所需的相关数据,以剖面为建模基础,采用空间线性插值技术构建了三维断层模型。该方法能充分利用平面图和剖面图特征,从整体上把握断层,提高断层建模的准确性。通过开发相应软件实现了地质体模型断层的添加和修改。     

利用相干数据体检测断层与特殊岩性体

利用三维地震资料解决复杂的地质问题具有明显的优越性 ,因为三维地震数据体包含丰富的地层、岩性等信息。然而采用常规三维地震资料的解释方法 ,工作量很大 ,而且很难得到断层和特殊岩性体清晰而准确的直观图像。利用相干数据体检测方法可以解决这一问题。相干数据体是通过对道间相似性等属性的计算 ,实现三维振幅数据体向三维相似系数等属性体的转换。利用相干属性体可对断层做自动、半自动解释 ,也可以实现特殊岩性体的准确成像 ;既可以降低劳动强度 ,又可以缩短三维地震资料的解释周期。文中详细描述了相干数据体算法以及断层和特殊岩性体的自动检测方法 ,实际资料处理展示了相干属性体的良好应用前景     

三维地质断层结构模型的构建技术及方法

三维地质断层结构模型的构建是三维地质建模的一项重要任务,三维地质断层结构模型对实际的地质分析极为有用.作者在线框架模型的基础上,完善了线框架模型的结构以及构模方法,着重解决了块体模型构建的关键算法,实现了由层面结构模型向块体结构模型的自动转换.     

基于Creatar XModeling的地应力场模拟自动化系统研究

有限元地应力场数值模拟在石油勘探开发、工程开挖领域应用广泛,有限元应力分析软件ANSYS凭借其强大的通用处理能力受到青睐;但是在地应力分析过程中该软件建模能力较弱,不能构建复杂的三维地质模型;其建模过程烦琐,且无法直接处理钻孔、测井与地震等地学数据,同时考虑整个地应力求解过程人工参与较多,自动化水平较低。针对以上问题,地应力场模拟自动化系统将地质建模与地应力求解置于同一个平台环境下,利用三维地质建模技术构建地下岩体模型,展现地层之间的相互接触关系,并进行有限元求解得到三维地应力场分布。该系统能够提高建模效率、降低建模误差、简化材料参数设置,从而提高了地应力场建模自动化水平。     

密井网约束的复杂断块油田地质建模方法——以扶余油田中区泉四段为例

我国大庆、大港、辽河、胜利、吉林等油田部分老油区井网密度已达到密井网级别,这些位于东部裂谷带拉张型盆地的油气田具有油层多、断层多、断块小的特点,建立精细地质模型难度较大。针对这类油气田,以扶余油田中区泉四段储集层为例,提出了一套地质建模方法:1以密井网资料为基础,在三维地震解释数据约束下,进行小层划分与对比、低级序断层识别及微构造研究;2分级次建立断层模型,采用"骨架网格+关键层面+小层层面"三步建立层面模型,该构造模型较好地反映了复杂断块内部地层与断层的配置关系;3采用相控下的多次迭代随机模拟方法提高砂体模型精度,采取了"砂控+相控"随机模拟建模方法建立储层参数模型,运用砂模型体控制物性边界,分不同微相进行变差函数分析;4最后,通过概率分布一致性检验及交叉验证证明该方法是可靠的。     

基于广义三棱柱体元的三维地层建模方法

为了解决基于广义三棱柱（GTP）的三维地层模型自动建模问题，提出了一种三维地层构造知识推理规则和建模方法。该方法结合钻孔数据特点和地层分布规律，首先以孔口数据生成地表面不规则三角网（TIN），然后根据地层构造知识推理规则，将TIN中的三角形逐个沿钻孔向下扩展生成GTP。建立三维地层模型，能够解决包括尖灭、分叉和断层等在内的复杂地层构造推理和自动建模。该方法对基于GTP的三维地层建模具有一定的参考价值和指导意义。     

基于核独立元分析的非线性工业过程故障诊断

复杂工业过程的数据具有非高斯、非线性特性,在进行故障检测时,利用核独立元分析(kernel independent component analysis, KICA)方法能有效解决这一问题。然而,由于在处理数据时使用了核函数,无法将线性的贡献图方法直接用于故障诊断,因此采用一种基于改进KICA结合非线性贡献图的方法,对非线性工业过程进行故障检测与诊断。该方法利用基于超松弛因子的FastKICA方法建立监控模型,得到检测故障信息。在发生故障后,通过非线性贡献图法诊断故障变量。最后,选用带钢热连轧工业过程实测数据进行仿真,通过与传统贡献图方法比较,结果表明此方法能够对非线性数据进行有效可靠的故障检测和故障诊断,验证了非线性贡献图的有效性。     

An approach to 3D NURBS modeling of complex fault network considering its historic tectonics

Fault disposal is a research area that presents difficulties in 3D geological modeling and visualization. In this paper, we propose an integrated approach to reconstructing a complex fault network (CFN). Based on the non-uniform rational B-spline (NURBS) techniques, fault surface was constructed, reflecting the regulation of its spatial tendency, and correlative surfaces were enclosed to form a fault body model. Based on these models and considering their historic tectonics, a method was put forward to settle the 3D modeling problem when the intersection of two faults in CFN induced the change of their relative positions. First, according to the relationships of intersection obtained from geological interpretation, we introduced the topological sort to determine the order of fault body construction and rebuilt fault bodies in terms of the order; then, with the disposal method of two intersectant faults in 3D modeling and applying the Boolean operation, we investigated the characteristic of faults at the intersectant part. An example of its application in hydropower engineering project was proposed. Its results show that this modeling approach can increase the computing efficiency while less computer memory is required, and it can also factually and objectively reproduce the CFN in the engineering region, which establishes a theoretical basis for 3D modeling and analysis of complex engineering geology.     

基于动态独立成分的单类支持向量机方法及其在故障诊断中的应用

针对工业过程故障诊断中数据的动态性、非高斯性和非线性特点,提出一种基于动态独立成分的单类支持向量机(OCSVM)方法。为了分析数据的动态特性和非高斯性,应用动态独立成分分析(DICA)方法提取数据变量中的动态独立成分作为特征信息,基于特征信息建立OCSVM模型并构造非线性监控统计量。检测到故障后,计算故障数据与故障模式数据决策超平面的相似度,通过相似度分析识别故障模式。在Tennessee Eastman基准过程上的仿真结果表明,提出的方法能够比单类支持向量机更有效地检测过程故障,并且能够正确识别故障模式。     

蚂蚁追踪技术在辛34断块解释中的应用

东辛油田辛34断块断裂复杂,多数为低级序断裂,识别难度较大,利用蚂蚁追踪技术对辛34断块内断层进行自动追踪解释.地震资料构造平滑处理之后,利用方差体属性检测地震数据在空间上的不连续性,在方差体属性基础上生成蚂蚁属性体,将自动解释成果与人工解释成果进行对比.结果表明:蚂蚁属性体虽含有断裂假象,但其平面和剖面断层的空间展布痕迹较清晰;三维断片编辑后可直接转化为解释数据并用于构造模型建立;自动解释成果与人工解释成果相差不大,对于某些低级序断层,蚂蚁自动解释识别能力更强,蚂蚁属性体断裂痕迹可以有效地指导断裂平面及剖面解释,使得解释效果更加精确;验证了该方法的实用性和有效性,可以辅助人工解释.     

断层相互作用产生同震库仑应力改变分布图像

讨论了同震库仑应力改变的基本含义,以及基于静应力位错理论求解同震库仑应力改变的边界元方法,对与发震断层相互平行和相互垂直两种典型构造模式下,断层相互作用产生的同震库仑应力改变进行了数值模拟研究,分别获取了相应条件下的同震库仑应力改变空间分布图像.结果表明:不同构造模式的断层相互作用,其产生的同震库仑应力改变分布图像存在较大差异,在分析和评价断层相互作用产生的同震库仑应力改变,及其对活动断层地震危险性的影响时,应该充分考虑待评价断层与发震断层之间的空间几何关系、断层的性质和产状等特定的构造条件.     

地质剖面自动绘制的数据模型研究

基于面向对象技术和GIS空间数据模型理论建立地质剖面的概念模型和逻辑模型,并从计算生成地质割面数据和地质剖面的可视化表达两个层面,分别建立了地质剖面的计算数据模型和表现数据模型.最后基于本文建立的地质剖面数据模型,实现了地质剖面的自动绘制、地质剖面图中断层和褶皱的可视化表达以及各对象拓扑关系的建立.图11,参10.     

断裂信息维在矿井构造相对复杂程度预测中的应用

为了帮助煤矿寻找井田内开采地质条件较好的区块,将研究区划分为若干个单元,分别统计各单元断裂信息维及其相关因素数据.通过对已揭露区统计数据进行灰色关联分析和逐步回归分析,发现断裂信息维能综合反映断层条数、断层密度、断层长度、断层强度等特征,且与断裂构造的相对复杂程度呈正相关关系.将已揭露区各单元断裂信息维及其影响因素(不含断层类指标)统计数据作为样本进行人工神经网络训练,达到精度要求后,用于预测井田不同单元的断裂信息维.对比东庞井田已揭露区各单元断裂信息维的统计值与预测值,准确率达90%左右.图2,表1,参9.