三维地质模型海量数据组织和可视化技术研究

针对三维地质构造建模过程中地质曲面(层位面和断层面)和地层网格海量数据的组织、管理和可视化显示等技术难题,提出并实现了一种基于外存的海量三角网格多分辨率数据组织技术,解决了地质曲面海量三角网格实时显示的难题;采用数据分块和层次细节(LOD)模型等技术,实现了一种针对地层网格海量数据的多分辨率数据组织和管理技术;为了增强三维地质构造模型海量数据三维可视化显示的实时性,提出并实现了一个基于外存的三维地质模型海量数据调度与可视化框架,解决了三维地质建模软件系统研发的关键技术问题.     

三维地质建模中地质面的生成与编辑

三维地质建模的过程就是根据已有数据建立三维地质计算机模型的过程，这些数据是一个个离散的点，只能反映地质构造的某些局部。三维地质建模系统需要提供必要的手段根据已知的离散的点生成能够反映地质构造全貌的网格表示的曲面。     

地震成像块体建模技术研究

层状速度建模不能满足高精度叠前成像的需求,而块体速度建模可以精细刻画地下的复杂地质构造。本文通过对地震勘探块体建模方法的研究,提出了一套行之有效的块体建模实用化处理流程;并利用Delaunay剖分和限定Delaunay剖分算法,解决了地质层位和断层等面构造几何建模问题,保证了地质层位在空间几何拓扑的一致性;研究了层面求交、分割、缝合、统一输出和3D限定Delaunay剖分算法,实现了块体几何表面建模和复杂地质体三维实体建模,解决了复杂构造块体建模的技术难题;利用块体实体模型和速度控制点实现了地震成像三维速度深度块体模型的光滑插值。     

复杂地质体几何表面建模方法研究

地下地质构造非常复杂,经常出现正断层、逆断层、褶皱、尖灭、不规则体等复杂地质情况。为解决地质层位和断层等面构造几何建模问题,实现了Delaunay剖分和限定Delaunay剖分算法,研究了层面求交、分割、缝合、统一输出等关键技术,为复杂地质体三维实体建模提供了地质体模型的几何分布参数,保证了地质层位和断层等复杂地质构造在几何拓扑上的一致性。     

复杂三维地层建模及快速射线追踪的研究与实现

利用射线法进行三维正演模拟,需要建立三维地层模型,并进行三维射线追踪.然而三维地层建模,特别是复杂模型的构造通常比较困难,为此提出了一种利用二维地质剖面构建三维地层模型的算法,该方法以用户编辑的二维地质剖面作为原始资料,自动构造初始模型,经细化处理后输出光滑、细腻、合理的三角网格模型,有效地解决了复杂地层建模的问题.离散的三角网格可以描述复杂的地质构造,但是由于包含大量三角形,使得射线追踪效率比较低.因此介绍了利用空间包围盒在三角网模型上进行快速射线追踪的方法,利用该方法可以在复杂模型上快速完成上万条射线的射线追踪,追踪速度快而且精度高,具有很强的实用价值.     

基于要素模型的射线多路径和多值面研究

针对川东地腹褶皱强烈、逆断层发育、高陡构造等实际情况,提出将三维地质建模技术与射线理论相结合,发挥三维地质建模在描述空间拓扑关系的优势,为射线路径提供尽可能准确的地质模型,借鉴基于要素的建模技术,形成了适合于复杂构造的三维地质建模方法,并在此基础上,提出了处理射线多路径和多值面方法。     

起伏地表三维建模研究进展与前景

:三维地质建模及其可视化是当前地学领域研究的热点问题之一。近年来，国内外三维地质模型可视化的应用十分广泛，在数据模型、可视化处理、三维拓扑关系研究等方面取得显著进展。从地形可视化建模、地质体可视化建模以及数据场可视化建模3个方面讨论了地球物理三维建模方法和应用的研究进展，并在此基础上分析了起伏地表建模的发展趋势。     

复杂断块油藏“点-线-面-体”四步法构造建模技术

构造建模是岩性油藏三维地质建模的基础,精准的地层格架模型是储集层相模型和属性模型建立的根本保障。构造的复杂性使得复杂断块油藏构造建模比常规岩性油藏构造建模要复杂得多,构造模型的建立成为复杂断块油藏三维地质建模的重点和难点。结合复杂断块的特征及常规三维地质建模流程,提出适用于复杂断块油藏构造模型建立的"点-线-面-体"四步法构造建模技术,详细阐述了其操作流程,并针对柴达木盆地油砂山油藏,运用该技术建立了符合复杂断块地质构造特征的三维构造模型。     

三维可视化技术在隐蔽油气藏勘探中的应用

隐蔽油气藏勘探对三维可视化技术的需求主要体现在复杂地质界面的三维显示、多学科研究成果的相互印证和三维可视化成果的人机交互等方面。通过对油气勘查三维可视化技术研究现状的分析，提出了以地理信息系统(GIS)为基础平台，通过对成果、三维建模、三维显示和评价过程的反复修正，实现三维可视化技术在隐蔽油气藏勘探中的应用。其中，三维建模技术采用地质统计学方法快速构造三维曲面；三维显示技术包括多个三维图层的联合显示和三维贴图显示技术；三维操作包括三维旋转、平移、飞行模拟等一系列三维图像显示方法。将上述技术综合应用于金湖凹陷隐蔽油气藏勘探中，取得了较好的效果。     

盆地模拟关键技术之油气运聚模拟技术进展

在总结盆地模拟传统的研究内容的基础上，指出新的应用领域及面临的技术难题，重点论述3种油气运聚模拟技术的现状和进展。（1）流线模拟技术。从油藏数值模拟技术演化而来，该技术是一种快速模拟技术，适用于构造油气藏的模拟，但不能有效模拟岩性地层油气藏。通过建立简化的三维地质模型，实现对三维圈闭空间和储层物性的描述，解决了岩性地层油气藏的模拟难题，实现了流线模拟技术的跨跃。（2）侵入逾渗模拟技术。该技术已经比较实用，但在复杂地质条件下对断面、不整合面等输导体系的刻画还不够细化，无法对断面、不整合面单独赋参数。三维输导体系网格建模方法和基于输导体系网格系统的三维油气追踪技术，能够有效地透视油气运移路径，模拟油气聚集、油藏调整和次生油藏的生成过程，使该技术得到较大发展。（3）三维达西流模拟技术。该技术是一种理论上最先进的技术，但地质参数很难达到其数值模型的精度要求。因此，改进地质网格模型，精确刻画地质参数，是三维达西流模型发展的重要内容之一。建立顺层柱状PEBI（Perpendicular Bisection）网格三维地质模型，构建变网格条件下的渗流方程，引入矢量渗透率，能够较好地解决复杂地质条件下的渗流问题，使模拟技术得到改进。      

复杂地质特征下的构造建模——以辽河油田曙二区大凌河油层为例

三维地质建模技术成为了现代油藏描述成果有力的表达工具。在辽河油田曙二区大凌河油层的构造建模工作中,在地震反射层面的趋势约束下,基于地质分层数据建立了工区地质体的地质层面模型;利用地质研究的断点数据对地震解释的断面进行归位处理,建立了工区地质体的断面模型;针对断面之间、地质层面间以及断面和地质层面的空间关系进行处理,生成地质体三维骨架网格,最终建立了工区地质体的构造模型。     

地质条件约束下的储层建模方法与应用研究——以镇泾油田长6油层组为例

采用地质约束的相控建模是提高储层建模精度的核心所在。以镇泾油田长6油层组为例,说明了这一研究的基本思路与步骤,包括等时地层格架的搭建与对比,沉积模式分析,随机模拟方法的优选与改进,定量地质知识库的建立以及储层三维随机建模。研究结果表明,与常规方法相比,这种建模思路,促进了地质沉积模式向三维建模的定量化应用,建模结果更符合地下地质体的实际情况。     

基于蒙特卡洛模拟的三维地质模型不确定性分析

在海上油田前期开发阶段钻井资料少,且中深层地震资料品质差,造成基于随机建模方法的地质模型存在较大的不确定性,如何快速准确地对地质模型开展不确定性分析是地质建模研究的难点。文中以地质储量和可采储量作为不确定性分析的定量指标,通过地质模型分析不确定性变量存在的原因和不确定性范围;同时,综合正交试验设计、响应曲面拟合的方法,在随机建模的基础上,应用蒙特卡洛模拟法计算模型地质储量和可采储量的概率分布,定量分析模型的不确定性,并排队优选出反映油藏风险和潜力的高、中、低3套模型,为油田的开发决策提供定量依据。     

三维波动方程正演及模型应用研究

为了真实准确地反映三维地质体的波场特征,在频率-波数域将二维波场延拓算子推广到三维空间,采用三维波动方程延拓方法实现了三维地质模型的快速叠后正演.该方法可以采用相位移加插值方法处理一定的横向变速情况,可以更加灵活方便地模拟地下复杂的三维地质体.首先进行了三维French模型数值模拟,得到了和实际物理模型实验结果相一致的正演记录,并对比分析了三维偏移剖面和二维偏移剖面的偏移效果;然后进行了三维缝洞地质模型的正演计算,得到了高信噪比的正演记录.模拟结果验证了三维正演和偏移方法的正确性,以及利用该方法进行缝洞地质体识别和研究的可行性.