一种基于断裂矢量场的断裂构造建模方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于断裂矢量场的断裂构造建模方法及系统，其方法包括获取地层三维空间离散点数据集合；基于所述地层三维空间离散点数据集合建立断裂面矢量场概念模型；基于所述断裂面矢量场概念模型确定断裂矢量位移算子；基于所述地层三维空间离散点数据集合构建三维地层曲面；基于所述断裂面矢量场概念模型确定模拟断裂面，并根据所述模拟断裂面切割所述三维地层曲面，获得所述三维地层曲面的上盘和下盘；基于所述上盘、所述下盘和所述断裂矢量场位移算子建立断裂模型。本发明专利技术利用断裂矢量场位移算子使仅限于邻近断裂的影响域中的地层产生变形，构建运动学一致的构造模型，提高了构建断裂模型的速度和准确性。高了构建断裂模型的速度和准确性。高了构建断裂模型的速度和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于断裂矢量场的断裂构造建模方法及系统


[0001]本专利技术涉及地质建模
，尤其是涉及一种基于断裂矢量场的断裂构造建模方法及系统。

技术介绍

[0002]地下的三维构造模型有助于可视化、理解和量化地球物理过程，并评估自然资源。事实上，地质构造在一定程度上控制了地下非均质性的空间布局。其中断裂导致地层的连续性遭到破坏，因此在构造模型中构建断裂在减轻采矿设计中的风险起着至关重要的作用。然而，现在许多工作集中于断裂物理性质的模拟，而忽略对被断裂错断地层的模拟。因此，理解和表征断裂几何结构对于理解许多地质背景下的构造结构是十分重要的，使用断裂模型和地质构造模型做进一步分析，包括资源估计和数值模拟。
[0003]传统的断裂建模采取的是以人工交互建模为主的手段，采取隐式建模主要有3种方法被考虑到：一是加入不连续漂移项来处理断裂；二是通过不同的隐式函数来表示断裂的上盘和下盘，并使用布尔运算来定义函数的边界；三是基于地层变形及位移方法。
[0004]现有技术中存在以下问题：现有技术中的方法没有充分考虑位移和影响区域的概念，地层层位的变形与断裂网络构造之间没有直接联系，断裂特征的任何变化都需要耗费大量的人工校正，以保持地层的一致性。导致无法快速、准确获得断裂模型的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种基于断裂矢量场的断裂构造建模方法及系统，用以解决现有技术中存在的无法快速、准确获得断裂模型的技术问题。
[0006]为了解决上述问题，一方面，本专利技术提供一种基于断裂矢量场的断裂构造建模方法，包括：
[0007]获取地层三维空间离散点数据集合；
[0008]基于所述地层三维空间离散点数据集合建立断裂面矢量场概念模型；
[0009]基于所述断裂面矢量场概念模型确定断裂矢量位移算子；
[0010]基于所述地层三维空间离散点数据集合构建三维地层曲面；
[0011]基于所述断裂面矢量场概念模型确定模拟断裂面，并根据所述模拟断裂面切割所述三维地层曲面，获得所述三维地层曲面的上盘和下盘；
[0012]基于所述上盘、所述下盘和所述断裂矢量场位移算子建立断裂模型。
[0013]在一些可能的实现方式中，所述获取地层三维空间离散点数据集合，包括：
[0014]获取三维地质建模数据；
[0015]从所述三维地质建模数据中确定地层界面数据、地层产状数据以及地层面切线数据；
[0016]基于所述地层界面数据、所述地层产状数据以及所述地层面切线数据确定所述地层三维空间离散点数据集合。
[0017]在一些可能的实现方式中，所述基于所述地层三维空间离散点数据集合，建立断裂面矢量场概念模型，包括：
[0018]确定断裂面局部坐标系与三维地质空间全局坐标系的转换关系；
[0019]基于所述转换关系和所述地层三维空间离散点数据集合建立断裂面几何标量场，并根据所述断裂面几何标量场建立所述断裂面矢量场概念模型。
[0020]在一些可能的实现方式中，所述地层三维空间离散点数据集合包括多个地层三维空间离散点，所述断裂面局部坐标系包括沿走向方向的第一轴、沿倾向方向的第二轴以及沿断裂面法向方向的第三轴，所述转换关系为：
[0021][0022]式中,(V
s
，V
d
，V
f
)为地层三维空间离散点在所述断裂面局部坐标系中的坐标值；θ为走向角；φ为倾角；(x，y，z)为地层三维空间离散点在所述三维地质空间全局坐标系中的坐标值；(O
x
，O
y
，O
z
)为断裂中心点在在所述三维地质空间全局坐标系中的坐标值。
[0023]在一些可能的实现方式中，所述断裂矢量位移算子包括断裂上盘位移算子以及断裂下盘位移算子；基于所述断裂面矢量场概念模型，确定断裂矢量位移算子，包括：
[0024]确定矢量场断裂位移距离衰减基函数；
[0025]获取所述上盘和所述下盘的位移比，并根据所述位移比和所述矢量场断裂位移距离衰减基函数确定上盘断裂位移衰减函数和下盘断裂位移衰减函数；
[0026]根据所述上盘断裂位移衰减函数确定上盘断裂表面垂直位移衰减系数、上盘断裂表面平行位移衰减系数以及上盘垂直于断裂面位移衰减系数；
[0027]根据所述下盘断裂位移衰减函数确定下盘断裂表面垂直位移衰减系数、下盘断裂表面平行位移衰减系数以及下盘垂直于断裂面位移衰减系数；
[0028]根据所述断裂面几何标量场确定上盘断裂矢量位移方向场和下盘断裂矢量位移方向场；
[0029]根据所述上盘断裂表面垂直位移衰减系数、上盘断裂表面平行位移衰减系数、上盘垂直于断裂面位移衰减系数、下盘断裂表面垂直位移衰减系数、下盘断裂表面平行位移衰减系数、下盘垂直于断裂面位移衰减系数、所述上盘断裂矢量位移方向场以及所述下盘断裂矢量位移方向场确定所述断裂上盘位移算子以及所述断裂下盘位移算子。
[0030]在一些可能的实现方式中，所述上盘断裂位移衰减函数为：
[0031]f(x,y,z)
上
＝γ*d
max
*f0(x,y,z)
[0032]所述下盘断裂位移衰减函数为：
[0033]f(x,y,z)
下
＝(1
‑
γ)*d
max
*f0(x,y,z)
[0034]式中，f(x,y,z)
上
为所述上盘断裂位移衰减函数；γ为所述位移比；d
max
为断距最大位移长度；f0(x,y,z)为矢量场断裂位移距离衰减基函数；f(x,y,z)
下
为所述下盘断裂位移衰减函数。
[0035]在一些可能的实现方式中，所述断裂上盘位移算子为：
[0036][0037]所述断裂下盘位移算子为：
[0038][0039]式中，为所述断裂上盘位移算子；为所述断裂下盘位移算子；D
x上
为上盘断裂表面垂直位移衰减系数；D
y上
为上盘断裂表面平行位移衰减系数；D
z上
为上盘垂直于断裂面位移衰减系数；D
x下
为下盘断裂表面垂直位移衰减系数；D
y下
为下盘断裂表面平行位移衰减系数；D
z下
为下盘垂直于断裂面位移衰减系数；为上盘断裂矢量位移方向场；为下盘断裂矢量位移方向场。
[0040]在一些可能的实现方式中，所述基于所述地层三维空间离散点数据集合构建三维地层曲面，包括：
[0041]确定所述地层三维空间离散点数据集合的界面点接触约束、产状梯度约束以及地质面切线约束；
[0042]构建标量场函数，并基于所述标量场函数、所述界面点接触约束、所述产状梯度约束、所述地质面切线约束以及所述地层三维空间离散点数据集合构建所述三维地层曲面。
[0043]在一些可能的实现方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于断裂矢量场的断裂构造建模方法，其特征在于，包括：获取地层三维空间离散点数据集合；基于所述地层三维空间离散点数据集合建立断裂面矢量场概念模型；基于所述断裂面矢量场概念模型确定断裂矢量位移算子；基于所述地层三维空间离散点数据集合构建三维地层曲面；基于所述断裂面矢量场概念模型确定模拟断裂面，并根据所述模拟断裂面切割所述三维地层曲面，获得所述三维地层曲面的上盘和下盘；基于所述上盘、所述下盘和所述断裂矢量场位移算子建立断裂模型。2.根据权利要求1所述的基于断裂矢量场的断裂构造建模方法，其特征在于，所述获取地层三维空间离散点数据集合，包括：获取三维地质建模数据；从所述三维地质建模数据中确定地层界面数据、地层产状数据以及地层面切线数据；基于所述地层界面数据、所述地层产状数据以及所述地层面切线数据确定所述地层三维空间离散点数据集合。3.根据权利要求2所述的基于断裂矢量场的断裂构造建模方法，其特征在于，所述基于所述地层三维空间离散点数据集合，建立断裂面矢量场概念模型，包括：确定断裂面局部坐标系与三维地质空间全局坐标系的转换关系；基于所述转换关系和所述地层三维空间离散点数据集合建立断裂面几何标量场，并根据所述断裂面几何标量场建立所述断裂面矢量场概念模型。4.根据权利要求3所述的基于断裂矢量场的断裂构造建模方法，其特征在于，所述地层三维空间离散点数据集合包括多个地层三维空间离散点，所述断裂面局部坐标系包括沿走向方向的第一轴、沿倾向方向的第二轴以及沿断裂面法向方向的第三轴，所述转换关系为：式中,(V
s
，V
d
，V
f
)为地层三维空间离散点在所述断裂面局部坐标系中的坐标值；θ为走向角；φ为倾角；(x，y，z)为地层三维空间离散点在所述三维地质空间全局坐标系中的坐标值；(O
x
，O
y
，O
z
)为断裂中心点在在所述三维地质空间全局坐标系中的坐标值。5.根据权利要求3所述的基于断裂矢量场的断裂构造建模方法，其特征在于，所述断裂矢量位移算子包括断裂上盘位移算子以及断裂下盘位移算子；基于所述断裂面矢量场概念模型，确定断裂矢量位移算子，包括：确定矢量场断裂位移距离衰减基函数；获取所述上盘和所述下盘的位移比，并根据所述位移比和所述矢量场断裂位移距离衰减基函数确定上盘断裂位移衰减函数和下盘断裂位移衰减函数；根据所述上盘断裂位移衰减函数确定上盘断裂表面垂直位移衰减系数、上盘断裂表面平行位移衰减系数以及上盘垂直于断裂面位移衰减系数；根据所述下盘断裂位移衰减函数确定下盘断裂表面垂直位移衰减系数、下盘断裂表面
平行位移衰减系数以及下盘垂直于断裂面位移衰减系数；根据所述断裂面几何标量场确定上盘断裂矢量位移方向场和下盘断裂矢量位移方向场；根据所述上盘断裂表面垂直位移衰减系数、上盘断裂表面平行位移衰减系数、上盘垂直于断裂面位移衰减系数、下盘断裂表面垂直位移衰减系数、下盘断裂表面平行位移衰减系数、下盘垂直于断裂面位移衰减系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春华，朱恒华，胡娜，闫家伟，郭晶，吴自兴，马瑜宏，刘中业，李叶繁，王玮，刘柏含，余利剑，
申请(专利权)人：武汉智图云起科技有限公司，
类型：发明
国别省市：