专利名称：石油地震构造图的建立装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油勘探技术领域，具体地，涉及一种石油地震构造图的建立装置。
背景技术：
石油地震构造图是一种以地震资料为依据作出的平面的或立体的图件，它用等值 线(等深线或等时线)以及一些符号直观地表示出某一地层在地下的起伏形态。在地震资 料解释工作中通常使用两种剖面以时间(秒)表示深度的剖面叫时间剖面，以米表示深度 的剖面叫深度剖面。用时间剖面作出的构造图叫等时间构造图，专业上，等时间构造图叫做 等to构造图。用深度剖面作出的构造图叫等深度构造图。不管用哪一种剖面制作构造图 其基本步骤是相同的。石油地震构造图是地震勘探工作最终的也是最重要的成果图件，是 为钻井提供井位的主要参考资料之一。在绘制石油地震构造图的过程中，由于地表及地下层面是连续的，因此各等值线 应当连续平滑。如果出现等值线尖峰不平滑，或者在平滑后没有经过控制点，甚至两条等值 线相交等情况，就会影响地震资料处理的结果，进而影响钻井井位的确定，因此地震构造图 的平滑以及平滑后相关特征线的技术精度，对钻井井位的确定有着较大的影响。现有技术中对地震构造图的等值线进行平滑是通过利用地震构造图等值线之间 的拓扑关系，约束可能出现两条等值线相交的情况，来达到地震构造图的等值线平滑效果。 但是在不规则内外边界或者任意等值间距的情况下，就很难建立地震构造图的等值线问拓 扑关系；利用拓扑加以约束的方法，不但生成速度慢，而且对经过控制点很难进行平滑，容 易相交，造成精度损失。

发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种石油地震构造图的建立装置，以解决现有 技术中的在不规则内外边界或者任意等值间距的情况下建立的地震构造图的等值线之间 容易相交而造成的精度损失的问题。为了实现上述目的，本发明实施例还提供一种石油地震构造图的建立装置，该装 置包括等值线建立单元，用于根据地震剖面数据建立石油地震构造图的等值线；不规则 三角网建立单元，用于根据所述等值线中的离散数据建立不规则三角网，其中，所述不规则 三角网中的每一个三角形的顶点位于所述等值线上；等值线位置关系获取单元，用于根据 所述不规则三角网的拓扑结构，获取所述等值线中的相邻等值线之间的位置关系；待插点 定位单元，用于根据所述不规则三角网的拓扑结构，在所述不规则三角网中的三角形中定 位待插点；二次曲面获取单元，用于将所述待插点所在三角形的三个顶点定义为控制点，选 择与所述待插点所在三角形相邻的三个三角形的除控制点以外的三个顶点中的任意两个 顶点，与所述的控制点进行组合，并利用如下公式获取经过所述控制点的二次曲面f(x，y) = a+bX+Cy+dX2+ey2，其中，a、b、C、d、e为自然数，(x, y)为所述控制点的坐标；趋势面获取 单元，用于将获取的多个二次曲面进行累加平均运算，得到经过所述控制点的二次曲面趋势面；等值线约束单元，用于根据所述的二次曲面趋势面、以及所述不规则三角网的空外接 圆性质和最大的最小角度性质约束所述相邻等值线之间区域的变化，以构成具有平滑等值 线的石油地震构造图。借助于上述技术方案，可以解决等值线交叉的问题，减少了误差，提高了精度，从 而可以得到连续平滑的等值线。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些 附图获得其他的附图。图1是根据本发明实施例的石油地震构造图建立装置的结构框图；图2是根据本发明实施例的待插点定位单元4的结构框图；图3是根据本发明实施例的共用边相邻三角形的示意图；图4是根据本发明实施例的石油地震构造图建立装置的详细结构框图；图5是根据本发明实施例权值共形映射的示意图；图6是根据本发明实施例的不规则三角网示意图；图7是根据本发明实施例的采用膨胀法找到相邻等值线之间位置关系的示意图；图8是采用现有方法平滑后的石油地震构造图；图9是经过本发明实施例平滑后的石油地震构造图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供一种石油地震构造图的建立装置，具体地，该装置主要用于 利用不规则三角网建立平滑的石油地震构造图。该不规则三角网(TIN，Triangulated Irregular Network)就是根据区域的有限个点集将区域划分为相等的三角面网络，数字高 程由连续的三角面组成，三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的密度和位置，能 够避免地形平坦时的数据冗余，又能按地形特征点表示数字高程特征。不规则三角网常用 来拟合连续分布现象的覆盖表面。以下结合附图对本发明进行详细说明。图1是根据本发明实施例的石油地震构造图建立装置的结构框图，如图1所示，该 装置包括等值线建立单元1，用于根据地震剖面数据建立石油地震构造图的等值线；不规则三角网建立单元2，用于根据等值线中的离散数据建立不规则三角网，其 中，不规则三角网中的每一个三角形的顶点位于等值线上；等值线位置关系获取单元3，用于根据不规则三角网的拓扑结构，获取等值线中的相邻等值线之间的位置关系；待插点定位单元4，用于根据不规则三角网的拓扑结构，在不规则三角网中的三角 形中定位待插点；二次曲面获取单元5，用于将待插点所在三角形的三个顶点定义为控制点，选择与 待插点所在三角形相邻的三个三角形的除控制点以外的三个顶点中的任意两个顶点，与控 制点进行组合，并利用如下公式获取经过控制点的二次曲面f(x，y) = a+bx+cy+dx2+ey2, 其中，a、b、C、d、e为自然数，(x,y)为控制点的坐标；趋势面获取单元6，用于将获取的多个二次曲面进行累加平均运算，得到经过控制 点的二次曲面趋势面；等值线约束单元7，用于根据二次曲面趋势面、以及不规则三角网的空外接圆性质 和最大的最小角度性质约束相邻等值线之间区域的变化，以构成具有平滑等值线的石油地 震构造图。由以上描述可以看出，通过等值线约束单元7根据二次曲面趋势面以及不规则三 角网的空外接圆性质和最大的最小角度性质约束相邻等值线之间区域的变化，可以解决等 值线交叉的问题，减少误差，提高精度，从而得到具有平滑等值线的石油地震构造图。具体地，上述等值线建立单元1利用已知的地震资料剖面数据，采用现有技术中 的方法建立石油地震构造图的等值线。不规则三角网建立单元2利用等值线建立单元1建 立的石油地震构造图的等值线中离散的数据采用现有技术中的方法构建不规则三角网，其 中，不规则三角网中每一个三角形的顶点都在等值线上。为了更好的理解本发明，以下分别详细描述上述待插点定位单元4。待插点定位单元4根据不规则三角网的拓扑结构，利用穿行算法定位待插点在不 规则三角网中所在的三角形。其中，穿行算法是指根据三角网的拓扑关系，逐步穿行每个 三角形，快速定位。在具体实施时，定位待插点会产生边效应，主要是因为当两个待插点， 分别处于两个相邻的三角形的共用边附近时，由于分别处于两个相邻三角形，但这两个待 插点的距离又比较近，并且有两个控制点(即公用边的顶点)是相同的，因此，计算结果会 受到另一控制点的影响，这会造成共用边的附近剧烈变化，从而产生不连续光滑的效果。因 此，要保证位于共用边附近的点连续过渡，则需要在共用边附近划出过渡带。具体地，如图2所示，待插点定位单元4包括相邻三角形确定模块41，用于根据不规则三角网的拓扑结构，确定具有共用边的 两个相邻三角形；三角形重心获取模块42，用于分别获取具有共用边的两个相邻三角形的重心、以 及分别获取以两个相邻三角形的重心、相邻三角形的共用边组成的两个新三角形的重心；过渡带确定模块43，用于以两个新三角形的重心、以及相邻三角形的共用边确定 过渡带；待插点确定模块44，用于将过渡带的四个顶点进行加权运算以确定位于过渡带的 待插点。以下结合上述各模块描述待插点定位单元4的工作原理首先，相邻三角形确定 模块41确定具有共用边的两个相邻三角形；然后，三角形重心获取模块42执行如下步骤 步骤1，将有共用边的两个相邻三角形组成一个四边形；步骤2，以四边形的非相邻边对角线分四边形为两个三角形，得出上述两个三角形的重心；步骤3，利用步骤2得出的重心分 别与四边形非共用边对角线组成新的三角形；步骤4，计算步骤3中两个三角形的重心；之 后，过渡带确定模块43分别将步骤4所得的两个重心连接四边形非共用边组成一个四边形 过渡带；待插点确定模块44将由有共用点的两个相邻三角形的四个顶点加权计算得出位 于过渡带内的待插点。以下以图3所示的拓扑结构为例详细描述待插点定位单元4的工作原理。如图3所示，相邻三角形确定模块41确定的具有共用边的两个相邻三角形为三角 形(1、2、3)和三角形(4、2、3)，公用边为23 ；三角形重心获取模块42获取重心，其中，点pi 为三角形(1、2、3)的重心，点p4为三角形(4、2、3)的重心，点p2为三角形(pl、2、3)的重 心，点P3为三角形(p4、2、3)的重心；过渡带确定模块43确定以四边形(p2、2、p3、3)为过 渡带；待插点确定模块44将顶点p2、2、p3、3进行加权运算以确定位于过渡带的待插点。优选地，如图4所示，上述的石油地震构造图建立装置还包括共性映射处理单元 8，用于将过渡带与两个相邻三角形分别组成的四边形分别进行共性映射处理，以使过渡带 与两个相邻三角形分别组成的四边形形成扇形。通过将这个多边形区域的有效范围映射成 一个扇形区域，使控制点在其有效区域外边界上的权值都为零，这样就可以控制每一控制 点在其有效范围内权值的平滑过渡。具体操作以图5所示为例如图5所示，点1的权值有 效范围为四边形(l、2、p3、3)，共形映射后变为扇形(l、2、p3、3)。这样就可以削弱插值产生 的边效应，可以避免共用边附近剧烈变化、不连续光滑的问题。在待插点确定模块44确定了待插点之后，二次曲面获取单元5将待插点所在的 三角形的三个顶点定义为控制点，得到与待插点所在三角形相邻的三个三角形的除控制 点以外的三个顶点，任取其中两个顶点与三个控制点组合，利用二次曲面方程f(x，y)= a+bX+Cy+dX2+ey2，求解一组过控制点的二次曲面，其中，a、b、C、d、e为自然数，(x，y)为所 述控制点的坐标，利用上述三个顶点的三种不同组合，得到三组过控制点的二次曲面。之 后，趋势面获取单元6将二次曲面获取单元5获取的多个二次曲面进行累加平均，建立过控 制点的二次曲面趋势面。趋势面获取单元6通过采用二阶可导的二次曲面来建立局部趋势 面，可以确保局部趋势面的连续光滑。具体地，从上述公式可以看出，要求解这个二次曲面方程，需要有5个控制点，并 且当控制点为5个时，求解的二次曲面正好能通过每一个控制点。这样对于每一个控制点， 会参与多次计算，也就是说建立了多个二次曲面。然后，经过累加平均后，在每一个控制点 上建立一个二次曲面的趋势面，因为每一个二次曲面fi(x，y)是二阶可导的，经过累加平均
后的二次曲面If也一定是二阶可导的，也就是每一个控制点上的趋势面是过该控 1
制点并且连续光滑的。这样，对于每一个控制点上最终形成的二次曲面，不仅仅与这个控制 点相连构成三角形的点有关外，还可能受到更远一些的点的影响，保证了控制点在局部的 趋势是连续光滑的。如图6所示，三角形A(l、2、3)，根据拓扑关系可以快速方便地找到与其相邻的三 角形B(1、4、2)、C(2、5、3)、D(3、6、1)。通过组合三角形得到四边形{A、B、C，顶点为(1、4、2、 5、3)}、{A、C、D，顶点为(1、2、5、3、6)}和{A、D、B，顶点为(2、3、6、1、4)}。解算后，对于顶点 (1、2、3)都具有了三组二次曲面系数，而顶点(4、5、6)也具有了两组二次曲面系数，经过上述公式If累加平均后形成了各自的顾及周围点的局部二次曲面。等值线位置关系获取单元3利用不规则三角网已经建好的拓扑关系采用膨胀法 找到相邻等值线之间的位置关系，其原理如图7所示，根据不规则三角网的拓扑关系，由当 前点a点向外逐步扩展搜索到所有相邻的边界。采用膨胀法可以减少线段与线段平滑时 以及对点的判断次数，进而可以提高对三角形、线段、点这三种实体之间拓扑关系的查询效率。等值线约束单元7利用不规则三角网的空外接圆性质和最大的最小角度性质约 束两条等值线之间区域的变化，解决平滑时可能出现的等值线交叉等问题，以构成具有平 滑等值线的石油地震构造图。其中，不规则三角网的空外接圆性质是指在不规则三角网中 任意一个三角形的外接圆内不包含其余的点。最大的最小角度性质是指如果将不规则三角 网中所有三角形的最小内角按升序排列，则Delaimay三角剖分得到此最大值，S卩，它拥有 最大化的最小内角。由以上描述可知，通过利用不规则三角网的拓扑关系，采用膨胀法建立每条等值 线位置关系，明显的提高了平滑速度。利用不规则三角网的特性约束两条等值线之间区域 的变化，避免了等值线相交的可能，而且经过等值线上的控制点，提高精度。图8是采用现有方法平滑后的某新疆地区带有断层地震剖面数据的石油地震构 造图，如图8所示，采用现有方法得到的石油地震构造图不但出现了尖峰不平滑，并且还出 现了等值线相交的情况。图9是采用本发明方法平滑后的上述某新疆地区带有断层地震剖面数据的石油 地震构造图。由于在带有不规则三角网的区域约束条件下，利用不规则三角网的拓扑关系， 采用膨胀法建立每条等值线位置关系，与现有方法相比明显提高了平滑速度。并且，利用不 规则三角网的空外接圆特性和最大的最小角度特性约束两条等值线之间区域的变化，避免 了等值线相交的情况，而且经过等值线上的控制点，提高了精度。综上所述，本发明通过对不规则三角网已经建好的拓扑关系采用膨胀法得到相邻 等值线之间的位置关系，有效地提高了对三角形、线段、点三种实体之间拓扑关系的查询效 率，减少了线段与线段平滑时以及对点的判断次数；利用不规则三角网的空外接圆性质和 最大的最小角度性质，约束两条等值线之间区域的变化，解决平滑时可能出现的等值线交 叉等问题；通过等值线上经过控制的点采用逐步求精的方法内插等值线上其余的点，减少 了误差，提高了精度，从而得到了连续平滑的等值线。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保 护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。
权利要求
一种石油地震构造图的建立装置，其特征在于，所述的装置包括等值线建立单元，用于根据地震剖面数据建立石油地震构造图的等值线；不规则三角网建立单元，用于根据所述等值线中的离散数据建立不规则三角网，其中，所述不规则三角网中的每一个三角形的顶点位于所述等值线上；等值线位置关系获取单元，用于根据所述不规则三角网的拓扑结构，获取所述等值线中的相邻等值线之间的位置关系；待插点定位单元，用于根据所述不规则三角网的拓扑结构，在所述不规则三角网中的三角形中定位待插点；二次曲面获取单元，用于将所述待插点所在三角形的三个顶点定义为控制点，选择与所述待插点所在三角形相邻的三个三角形的除控制点以外的三个顶点中的任意两个顶点，与所述的控制点进行组合，并利用如下公式获取经过所述控制点的二次曲面f(x，y)＝a+bx+cy+dx2+ey2，其中，a、b、c、d、e为自然数，(x，y)为所述控制点的坐标；趋势面获取单元，用于将获取的多个二次曲面进行累加平均运算，得到经过所述控制点的二次曲面趋势面；等值线约束单元，用于根据所述的二次曲面趋势面、以及所述不规则三角网的空外接圆性质和最大的最小角度性质约束所述相邻等值线之间区域的变化，以构成具有平滑等值线的石油地震构造图。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的等值线位置关系获取单元具体用于根据所述不规则三角网的拓扑结构，通过膨胀法获取所述等值线中的相邻等值线之间 的位置关系。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的待插点定位单元包括相邻三角形确定模块，用于根据所述不规则三角网的拓扑结构，确定具有共用边的两 个相邻三角形；三角形重心获取模块，用于分别获取具有共用边的两个相邻三角形的重心、以及分别 获取以所述两个相邻三角形的重心、所述相邻三角形的共用边组成的两个新三角形的重 心；过渡带确定模块，用于以所述两个新三角形的重心、以及所述相邻三角形的共用边确 定过渡带；待插点确定模块，用于将所述过渡带的四个顶点进行加权运算以确定位于所述过渡带 的待插点。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括共性映射处理单元，用于将所述过渡带与两个相邻三角形分别组成的四边形分别进行 共性映射处理，以使所述过渡带与两个相邻三角形分别组成的四边形形成扇形。
全文摘要
本发明提供一种石油地震构造图的建立装置，该装置根据地震信息的剖面数据建立石油地震构造图的等值线，根据等值线的离散数据建立不规则三角网，根据不规则三角网的拓扑结构，获取等值线的相邻等值线之间的位置关系、以及在不规则三角网中的三角形中定位待插点；并选择与待插点所在三角形相邻的三个三角形的共用点以外的三个顶点中的任意两个，与共用点进行组合，利用如下公式获取经过共用点的二次曲面f(x，y)＝a+bx+cy+dx2+ey2，其中，a、b、c、d、e为自然数，(x，y)为共用点的坐标；然后将获取的多个二次曲面进行累加平均运算，得到经过共用点的二次曲面趋势面；之后，根据二次曲面趋势面、以及不规则三角网的空外接圆性质和最大最小角度性质约束相邻等值线之间区域的变化。
文档编号G01V1/48GK101866015SQ20101019586
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者叶秋焱, 张树森, 王彦仓 申请人:中国石油天然气股份有限公司