井震结合断层建模技术在复杂断块中的应用

基于井震结合的三维断层建模技术,提高了复杂断块基础地质研究工作的可靠性和准确性,采用新的技术方法和工作流程,拓宽了地质建模工作的研究范围,即从"一个特定的研究环节"变为贯穿整个油藏开发地质工作的综合研究项目。井震结合的三维断层建模技术,一方面可将断层建模与构造落实、地层对比等基础地质研究工作充分结合到一起;另一方面还可借用三维地质建模特有技术方法,以更高的技术要求重新开展基础地质研究。建立断层模型的具体步骤:首先,利用地震解释成果建立初步断层模型;其次,利用钻井断点位置进行三维空间校正;最后,针对无法解释的断点位置修改断层解释方案。在苏北盆地溱潼凹陷祝庄油田阜一段应用中,利用该技术对原构造解释方案和地层对比进行修正,调整了局部构造高点和断层断距,并新增断层一条,落实了断块内各级构造。

异源点集下三维断层建模方法

用于断层建模的异源点集,因其具有不同特征而影响到建模途径和方法。以三维断层模型的3D GIS应用为目标,分析了原始地质观测点集、钻孔点集、剖面点集和平面点集的信息构成特征,提出了异源点集下三维断层数据模型的构建方法和流程。原始地质观测点集和钻孔点集间接表达了断层的空间特征,通过空间平面、曲面和曲线构建了断层面、地层面和断层交线的数学模型,并借助于连续模型的离散化,实现了独立断层建模点集的重建;剖面点集和平面点集可直接用于断层建模。以双TIN面模型为例阐述了断层三维模型的构建方法。

三维复杂断层建模关键算法研究

断层是一种重要的地质构造现象,对油气的运移、成矿作用等具有较大影响。断层建模是三维地质建模的基础,断层模型准确性影响地质结构建模和属性建模质量,因此,三维复杂断层建模研究具有重要的意义。基于断层点集数据建立三维断层面网格模型,保证几何拓扑关系一致性,可以真实反映断层展布情况。在先验地质知识的基础上,判断和处理断层之间的接触关系,自动生成符合先验知识的三维断层网格化模型,减少了人工复杂断层建模工作量,提高了三维复杂断层建模效率。

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。

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。

基于地质大数据与构造语义约束的断层建模

断层作为一种重要的地质构造,在自然界中普遍存在。在地质体三维建模中,断层处理的难点主要在于数据获取不易。如今,在地质大数据条件下,可以利用不同地质语义约束来推测断层的产状。但由于断层构造往往十分复杂,要利用地质大数据对断层构造进行约束建模,需厘清断层的形态分类及其数据模型。通过研究断层的分类,提取出影响断层产状的要素,将这些要素作为断层数据模型的组成部分,在地质大数据挖掘中作为挖掘目标,形成断层地质语义信息表,为后续断层建模提供数据支撑。在此基础上,提出一种新的断层建模思路,即将断层看成一个整体,通过Apriori算法对断层地质语义信息表进行分类,找到每个断层的标准模型。然后,利用断层地质语义信息表对该断层模型进行几何形态约束,形成符合特定地质语义的断层模型。最后,通过断层牵引构造的平滑过渡,将断层镶嵌在已经建好的地层格架模型中,完成断层的三维建模。

复杂断层建模方法在构造复杂区的应用

针对大庆油田高含水后期剩余油分布零散、主要集中在断层边部并难以挖潜等问题,需要更为准确的断层模型建立精细三维地质模型,进行油藏数值模拟识别剩余油位置。因此,提出了区别于常规建模方法的复杂断层建模方法。提出建立断层体的概念,建立更符合断层实际的曲面形态的断层模型,使断点符合率更高,断层形态更准确,为下一步建立精细构造模型奠定了基础。

考虑地质演化过程的断层三维建模技术研究进展

断层的形成受地质演化过程影响,断层所处的应力场会对未来演化趋势产生影响。因此,断层建模不应仅对断层当前形态、属性进行准确刻画,还应涵盖断层演化及未来可能的趋势等动态过程。本文回顾了传统断层建模方法、断层表面模型、曲面拟合方法的研究现状及断层建模难点问题。研究基于地质演化过程的粗糙断层面建模方法、三维断层恢复及断层活动性预测等问题。认为断层建模中应融入动态地质演化思想,采取基于地质演化过程的断层面构建及曲面插值拟合方法,基于已有数据进行三维断层恢复、断层活动性预测及区域地质力学稳定性评价。

基于角点移位的三维地质断层快速建模算法

基于体元结构的地层模型能够直观展示地质体内部特征,对基于体元结构的三维地质断层模型的可视化表达是当前研究的热点。针对三维地质断层模型可视化表达问题,提出了一种基于角点移位的断层快速建模算法。算法采用整体法思路,使用反距离加权插值算法,对地层进行无断层影响建模,再引入断层数据,判断断层剖切角点网格的剖切方式,设计计算模型计算断层线在不同层面的位置并搜索断层剖切的六面体元,计算剖切后六面体元的角点坐标,对断层剖切的六面体元的角点进行移位,从而实现对三维地质断层模型的可视化表达。试验结果证明,该算法稳定性好、效率高,对三维地质断层模型的刻画更为清晰;针对传统地层剖切算法造成体元结构不统一、体元数量变化的问题,基于角点移位的断层建模算法能够维持剖切前后地质模型中体元数量的不变性,保证体元数据结构的一致性,算法复杂度更低,提高了对三维地质模型的可视化表达能力。

矿区复杂地质构造隐式三维集成建模

隐式建模方法具有建模过程自动化的优势,并成功应用于浅表地质构造自动建模.然而,对于含侵入岩、断层、采空区等多种深部复杂地质构造的矿山区域,自动集成建模方法仍存在困难.本文基于HRBF(Hermite radial basis function)隐式建模方法,针对矿区煤层、侵入岩、采空区、断层等构造分别提出了隐式建模特征向量提取方法,并设计了构造模型与地层模型的隐式集成方法,实现了煤矿区域复杂地质构造的拓扑一致集成建模.济南市地铁8号线区域的实际案例研究表明,该方法能够实现侵入岩、采空区以及断层的隐式建模,为城市轨道交通工程建设提供了辅助决策与安全保障.

基于规则网格的复杂断层网络处理与建模

断层建模是三维地质结构建模中的主要过程之一。断层面建模过程中需要根据断层间的空间接触或者切割关系进行几何曲面的裁剪,目前方法利用三角网求交算法进行曲面裁剪,但是该算法处理复杂断层面切割关系时往往不稳定。笔者等提出了基于规则网格的复杂断层网络处理与自动化建模的方法和流程,详细讨论了基于网格化的断层网络模型形式化理论表达、建模流程中的断层网络空间关系构建以及相交裁剪处理算法等核心步骤。利用测试数据和煤矿三维地震构造解释数据进行了验证,表明该方法可以有效处理多条互相切割、主辅关系复杂的断层网络,具有较好的算法稳定性;与SKUA—GOCAD断层建模方法对比,能够减少交互过程,提高断层建模的自动化程度。

基于CAD二维平面图形的FLAC^(3D)断层模拟快速建模方法

为了解决FLAC^(3D)断层建模时断层两侧模型网格节点对接困难、节点密度大且不易控制等问题,提出了一种基于CAD二维平面图形的FLAC^(3D)断层模拟快速建模方法。该方法充分结合了CAD软件作图精准及FLAC^(3D)数值模拟软件网格自动划分等优点。采用该方法不仅提高了数值模拟效率,缩短了数值计算周期,而且克服了网格划分不均匀问题,实现了复杂地质条件下的快速建模。

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Open CASCADE和普通克里金插值的透明矿井水文地质建模软件开发

将三维开源几何内核Open CASCADE和基于地质统计学的普通克里金(Ordinary Kriging)插值算法从底层相结合,设计了在CAD几何操作核心之上加入地质统计学插值算法的三维水文地质建模软件开发架构。利用Open CASCADE的三维图形渲染、可视化交互、编辑等功能和普通克里金的地质统计学插值功能,以Visual Studio为开发工具,以C++和Python为开发语言,SQLite作为地质数据库设计并开发了Hydrogeo3D矿井水文地质建模软件,从而实现了建模过程局部细节可编辑的功能。

含复杂地质构造的三维煤层动态建模方法

三维煤层模型是煤矿井下工程辅助分析新的参考信息来源,由于煤层地质构造的复杂性和钻孔采样数据的稀疏性,仅仅利用离散的钻孔采样数据等无法有效控制建模的准确性。论文在建立了煤层初始规则格网的基础上,深入分析煤层建模的误差来源,提出了基于点状、线状和面状地质数据对三维煤层模型的动态修正,并将复杂地质断层建模规划为一种面状数据对煤层模型的修正,进而实现了煤层的三维精细建模。

提高三维构造建模质量的技巧和体会

构造模型是储层属性建模的基础,构造模型质量的好坏直接影响到属性建模的质量,本文结合工作中的实践经验,提出了提高构造建模质量的整体思路,并总结了构造建模每一个过程中的建模技巧,应用这些方法,有效的提高了构造模型的质量。

基于多尺度CSRBFs的地层三维地质建模

基于矿山多源数据实现地层三维地质建模是数字矿山研究中的一项重要工作,其成果有助于矿山资源评估、生产规划编制等工作的有序进行。采用插值方法对离散采样的非均匀点状数据进行处理,是精准构建矿体模型的关键。然而,矿体建模常用的插值方法在处理数据时,很少有效顾及数据的非均匀性。基于多尺度CSRBFs插值方法,提出了一种可以处理非均匀数据的地层三维建模技术。首先从多源数据中提取非均匀的地质离散点数据集。然后,使用多尺度CSRBFs插值构建地层表面模型,插值步骤包括:①样品点获取与单位法向量计算;②通过八叉树空间索引构建层次点集;③使用多尺度CSRBFs方法在样品点集上由粗到细逐层插值,计算地层表面隐式函数;④地层隐式曲面可视化。最后,使用提出的断层建模方法在连续地层表面构建正断层、逆断层和交叉断层模型。研究表明:多尺度CSRBFs(Multi-scale CSRBF,MsCSRBF)插值方法通过十折交叉验证获得的平均误差为0.943 m,精度优于反距离加权法(Inverse Distance Weighted,IDW)和普通克里金法(Ordinary Kriging,OK),且MsCSRBF方法相比于IDW和OK方法插值运算效率更高。上述分析表明:多尺度CSRBFs差值方法能够针对非均匀数据进行地层表面模型的高精度、快速重建。

大庆长垣萨尔图油田井震结合整体构造建模技术

为了满足精细调整挖潜的需求,针对大庆长垣油田区域构造建模难点研究出以断层建模、井震结合空变速度场求取、深度域井震精细匹配为核心的整体构造建模技术。该技术实现了长垣整体构造建模及不同区块、不同时期建模成果的有效整合,对断层的解释精度能够满足密井网油田的精细调整挖潜需求。

三维复杂地质结构模型的InterfaceGrid表达方法

三维地质结构模型是地质空间内地质构造和地质体对象边界的数字化表征模型。随着地质数据矢量栅格一体化集成和地质数据空间查询分析需求增多,构建统一表达地质结构的一体化空间数据模型成为三维地质信息科学领域需要解决的基础性问题之一。针对规则网格、PillarGrid和SBRT模型等难以实现复杂地质结构的精细表达问题,本研究提出InterfaceGrid数据模型,充分考虑地质结构和属性的地下分布具有极强的非均匀性、不连续性和空间多尺度性,且表现出纵向分层特性和多属性场耦合的相关性。基于InterfaceGrid设计理论模型和数据结构,构建统一描述三维地质结构的InterfaceGrid数据模型,实现复杂地质结构的矢量栅格一体化表达。基于GeoAtom地原子理论构建InterfaceGrid的形式化表达框架,提出InterfaceGrid的构建流程,以及基于InterfaceGrid模型设计数据更新和空间查询算法。采用GPU光线投射和自适应采样策略实现地质网格的体可视化和在线浏览,结果显示,与SBRT模型相比较,InterfaceGrid能够更加真实地描述地质边界情况,提高了三维地质结构模型的准确性。在全球岩石圈三维网格化构建应用InterfaceGrid,验证了InterfaceGrid在大规模地质数据组织管理中的适用性,相比较PillarGrid数据量减少约1/3,更加适合基于大数据量的网络地学应用服务。

基于多源多尺度地质数据的勘查区三维地质建模

二维地质图件是地质工作者在大量经验与研究的基础上形成的可靠资料,但难以直观表达三维空间中存在的地质现象。基于勘查区的地形地质图、煤层底板等高线图、钻孔柱状图、勘探线剖面图,对该区约束条件下的DEM、煤层底板模型、断层分布状态进行了三维建模,清晰展示了勘查区煤层形态及断层发育情况。结果表明:基于多源多尺度地质数据的勘查区三维地质建模技术可以直观地反映关键地层、构造形态及属性特征,能够为地质工作提供可靠的分析手段。