[发明专利]一种基于水平集的地层面及地质体生成方法

权利要求书

1.一种基于水平集的地层面及地质体生成方法，用以根据地震及测井解释结果数据进行计算机处理、智能化自动重构层面及地质体，用于地质建模、模拟、分析的系统；其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，根据所输入数据中的关于断层信息建立断面模型；

步骤B，在断面模型的基础上创建三维计算网格；

步骤C，对每个欲重构的层面，根据所输入数据中此层面的离散构造信息构造一个用于计算界面流动速度的标量场；

步骤D，对欲重构的层面，根据所输入数据中此层面的离散构造信息构造一个连续的初始层面并在此基础上构造初始的水平集，然后在三维计算网格上数值求解控制界面流动的偏微分方程来更新水平集，从而水平集的零等值面发生演化，最终，零等值面逼近目标层面；

步骤E，通过追踪零等值面得到最终的地层面；

步骤F，根据输入数据中的地层之间宏观拓扑关系建立地层二叉树；

步骤G，根据各个层面的水平集实现地质体的边界描述；

步骤H，根据各个层面的水平集实现地质体的内部描述。

2.根据权利要求1所述的一种基于水平集的地层面及地质体生成方法，其特征在于，所述步骤A中的输入数据为关于地层、断面的离散构造信息及地质面的宏观拓扑关系，其中：地层的离散构造信息包括层面的地震解释离散点、井分层点；断面的离散构造信息包括断面的地震解释离散点、断棱及断层线；地质面的宏观拓扑关系指两个断层之间能够指定主辅关系、两个层面之间能够指定主辅关系，辅断层总是截止于主断层，辅地层总是截止于主地层；地质面的宏观拓扑关系还包括表示地层沉积先后次序的层序。

3.根据权利要求1所述的一种基于水平集的地层面及地质体生成方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括：

步骤A1，由所输入数据中关于断面的离散构造信息，采用插值方法拟合得到每个断面的比较大范围的初始网格；

步骤A2，对每个断面，用断面边界线裁剪断面的初始网格，得到断面的边界网格；

步骤A3，根据所述输入数据中断层之间的宏观拓扑关系，对每个断面，用它的主断面裁剪当前断面的边界网格。

4.根据权利要求1所述的一种基于水平集的地层面及地质体生成方法，其特征在于，所 述步骤B中的三维计算网格是三维长方体网格，这时，步骤B进一步包括：在所考察的工区范围内，按照给定的步长构造三维长方体网格，将穿过断层的网格单元进行标识；或者所述步骤B中的三维计算网格是三维四面体网格，这时，步骤B进一步包括：在所考察的工区范围内，以断面为限定面进行限定Delaunay剖分；如果两个四面体的公共三角形位于断面上，则从拓扑上取消这两个四面体之间的邻接关系，并进行公共三角形顶点的复制使得这两个四面体拥有各自的顶点对象。

5.根据权利要求1所述的一种基于水平集的地层面及地质体生成方法，其特征在于，所述步骤C中用于计算界面流动速度的标量场中的每个值与步骤B所述网格中的一个网格节点相关，与标量场中的每一个值相关的网格节点至当前层面离散点的最短距离具有函数关系且均为非负值，该标量场称为无符号距离场。

6.根据权利要求1所述的一种基于水平集的地层面及地质体生成方法，其特征在于，步骤D中所述水平集中的每个值与步骤B所述网格中的一个网格节点相关，且与水平集中的每一个值相关的网格节点具有以下性质：如果网格节点位于水平集的零等值面的特定一侧，则该值具有第一符号，如果网格节点位于零等值面的另一侧，则该值具有相反的符号，并且该值与网格节点到零等值面的距离成比例，该水平集称为有符号距离场。

7.根据权利要求1所述的一种基于水平集的地层面及地质体生成方法，其特征在于，所述步骤F中建立的地层二叉树具有以下性质：每一个非叶子节点代表一个层面，每一个叶子节点代表层面所分割的一个空间区域，即地层体；主地层总是相应辅地层的父或祖先节点；对任一地层二叉树节点，它的左节点、自己、它的右节点对应的层面总是成为层序或逆层序的子排列。