基于网格的地质断层可视化三维建模方法

文章提出了一种基于三维网格的含断层的地质体建模方法。该方法根据钻孔数据建立三维网格来模拟地层面,依据断层数据来计算断层面方程和断层的断距,最后,结合所得的三维网格数据、断层面方程和断距,通过OpenGL生成模型。该方法能有效降低含断层地质体建模的复杂程度,有较强的适应性,所给实例展示了该方法的实际建模效果。     

矿层斜巷中过断层找矿的数学地质研究

原有的过断层寻找断失盘矿层理论的前提是断层两盘产状不发生变化。但实际上，断层两盘产状经常发生变化，此时，根据原理论无论准确定断失盘矿层位置。本文通过空间几何学方法，研究了断层两盘产状变化条件下，斜巷过断层时两盘矿层的空间关系，并建立了过断层寻找断失盘矿层的数学模型，原有的断层两盘产状不变条件下矿层斜巷过断层寻找断失盘矿层的方法和数学模型均是本文提出的方法和模型的特例。     

两盘产状变化条件下矿层平巷中过断层找矿的研究

通过空间解析几何学的方法研究了断层两盘产状条件下矿层平巷过断层时两盘矿层的空间关系，并建立了过断层寻找断失盘矿层的数学模型。原有的断层两盘产状不变条件下矿层平巷过断层寻找断失盘矿层的方法和数学模型，均是文中提出了的断层两盘产状变化条件下矿层平巷过断层寻找断失盘矿层的方法和数学模型的特例。     

利用断层影像法精确描述复杂断裂

目前基于三维地震的构造描述方法已经相对成熟,特别是利用相干数据体进行断层识别具有方法直观、效率高的特点。但当断层面小角度相交时,断层形态和组合就变得复杂,利用上述常规方法很难准确识别,从而影响构造圈闭评价。本文从断层面的几何形态入手,结合断面与地层面、剖面交线及投影的关系,运用解析几何方法分析其几何特征,明确在断层面小角度相交时,斜交断层的剖面容易识别断层间的关系,断层的形态与其平面投影相似,结合断面闭合的断层影像法,可有效判定断层走向、形态及断层间的组合关系。在青东地区,利用研究的方法解决了复杂构造描述问题。     

断层网建模关键技术研究

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,本文引入空间索引和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,以验证本文提出的断面接触关系处理技术的有效性。     

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。     

井震结合断层建模方法在萨北北二西的应用

萨北北二西井网密集,多年来没能利用大量井资料合理组合断层,特别是区块中央部位断裂复杂,对注采关系影响很大。采集三维地震后,把地震资料和井资料充分结合来研究断层。以地震解释的断层为基础,在三维空间利用相干体分析技术、正交切线法检查技术进行断点的空间归位、断层的空间组合,同时结合未组合断点寻找地震未解释的小断距断层,最后建立精准断层模型。结果表明该方法提高了断点组合率,对断层的认识更加清楚可信。     

反向断阶构造样式与砂质沉积体发育

孤南洼陷是一个复合的半地堑盆地，洼陷斜坡发育由断层和断块构成的断阶构造样式，其中一种为反断阶。反断阶的发育使得盆地斜坡的沉积地形复杂化，因此发育其上的砂质沉积体具有特殊的分布型式，包括展布方向、几何形态和水流特征。孤南凸起东南斜坡的反向断阶是由一正断层和倾向相反的斜坡构成。斜坡总体向盆内倾斜，但在断层处形成一个次级隆起。沙河街组二段的砂体是在这样的复合地形上沉积并赋存下来。在平面上该砂体一方面沉积斜坡方向延伸至断层，一方面沿断层走向延伸或越过断层，呈不规划的丁字形。砂体在越过孤南洼陷与孤岛凸起的分界断层后在远端发散，形成扇体。     

一种基于断层积分求逆的目标复原方法

把ＣＴ成像机理引和三维目标重构，提出了基于断层积分求逆的目标复原方法。真实ＣＴ图象实验结果表明，该方法明显地优于传统的三维重建方法，可以较厚的断层条件下实现三维目标的准确复原，具有重要的理论意义和应用价值。     

霸县凹陷断坳转换期同沉积断裂的特征及对砂体的控制作用

依据三维地震等资料,深入研究霸县凹陷东营组三段断坳转换期发育的断层,识别断层发育样式,总结由断层控制形成的古地貌特征,结合岩心、单井、地化等资料,进一步分析断层控制发育的古地貌对沉积相和砂体的空间分布的控制作用,总结控制模式。研究表明,东三段沉积期主要发育3种控砂模式:帚状同沉积断层控砂模式,雁列式断裂组合控砂模式和平行同向断层转换带控砂模式。     

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.     

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.     

多种方法对导水断层的探测和分析

对开滦唐山矿业公司岳胥扩大区三维地震确定的导水断层进行了探测,在探测中辅以电法、化探等多种水文地质探测手段,并剖析取得的资料。分析认为,三维地震确定的导水断层不存在。高分辨率三维地震勘探可以作为水文地质条件普查所用。在新开发区域,水文地质条件复杂且不明的情况,采用高分辨率三维地震勘探为先导,再辅以电法、化探等手段,才能真正查明矿井地质和水文地质条件。     

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.     

三维地质模拟中断层的处理

断层是地质构造中最常见的一种,断层的建模将关系到能否正确形象地显示地层的构造。针对计算机三维地质模拟需要对断层信息进行详细分类的特点,设计了利用5个变量描述断层面的数据结构,利用该结构可以方便地表现地质构造中的各种断层,同时利用该断层面结构可较为简单地实现剖面线生成算法。     

2D、3D高密度电法探测断层效果及其应用

在工程项目开展之前,查明工区断层分布情况是必不可少的一项工作。目前主要利用2D高密度电法进行探测,现增加了3D高密度电法进行对比分析。为了验证2D、3D高密度电法探测断层的有效性以及了解断层的响应特征,建立正、逆断层两种模型,利用有限元法正演以及最小二乘法反演,对比不同模型之间反演结果的差异性,最后利用野外实例做进一步的分析验证。结果表明:高密度电法探测断层具有一定的有效性和准确性,但是对逆断层的探测效果明显好于正断层; 3D高密度电法得到的数据量丰富,反演深度大,结果也更接近理论模型。野外实测资料进一步验证了模拟结果,所得到的结论对断层的探测以及解释分析具有一定的指导意义。     

基于钻孔信息的地层数据模型研究

为了建立城市三维数字地层信息管理系统 ,提出了一种适合工程地质和岩土工程学科特点的地层数据模型———基于钻孔信息的地层数据模型 .该模型采用了面向对象的方法 ,因此其数据结构的类层次关系、模型的构造过程等条理清晰 ,而且能与面向对象的编程语言有机结合 .同时 ,该模型借助于Delaunay三角网来构造二维和三维拓扑关系 ,大大简化了三维形体之间复杂的拓扑关系 ,而且借此可以处理地层数据模型中的断层等突变信息 .利用这一数据模型 ,可以较好地模拟三维地质实体的真实景观     

复杂断块构造的地应力场研究——以海拉尔盆地贝尔凹陷希3断块为例

根据贝尔凹陷希3断块的井孔崩落资料以及差应变和波速各向异性法得到的地应力测量数据,采用有限元约束优化反演法,对希3断块的三维地应力场进行了模拟,探讨了断层对地应力场的影响以及断块构造的地应力分布特征.研究结果表明:断层附近的地应力分布主要受邻近断层的影响,且与扰乱程度、断层的几何尺寸和距离断层的远近等因素相关.不同类型断层的纵向延伸加剧了纵向上地应力场分布的复杂性.这一现象在单断式断块油气藏有所体现,在双断式、三断式以及断阶式断块油气藏中表现得尤为突出;断层对应力方向的扰动作用在弹性模量高的硬地层中更为剧烈.离散"点"的实测值不能全面反映断块构造应力场全貌,三维数值模拟是断块油气藏地应力场定量分析的有效手段.     

油浸式变压器微型仿生鱼全局路径规划策略

为有效检测大型变压器内部的故障位置和故障类型,通过利用微型仿生鱼对变压器内部进行视觉观测,可较直观的检查变压器内部故障。微型仿生鱼在检测过程中的路径规划是仿生鱼任务完成的关键。针对变压器内部复杂的三维空间,本文提出了基于人工势场法和蚁群算法的三维全局路径规划策略,并利用LABVIEW对变压器微型仿生鱼的三维全局路径规划结果进行了仿真分析。分析结果表明：当引入了人工势场法的相关机理,蚁群算法将不再盲目进行搜索,而是优先选取人工势场合力方向的临近栅格点,提高了算法搜索速度和全局寻优能力。基于人工势场法和蚁群算法的三维全局路径规划策略对微型仿生鱼进行了有效路径规划,具有较好的实用性,这对后续变压器微型仿生鱼样机的控制提供了重要参考。     

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