[发明专利]一种基于地质层面结构的三角形格架网格生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据三维地质层面构造进行三角形格架网格生成的方法及系统，特别是在层面交界处保持几何和拓扑一致的三角形格架网格的生成方法。

背景技术

目前石油工业面临的一个严峻问题是如何寻找规模不小而且埋藏深的油气田。油气在地层中的任何流动都可以统称为油气的运移，研究油气的运移聚集史是寻找隐蔽油气藏的重要手段，而三维油气运移模型的构建可以帮助地质学家正确认识油气运移过程，对指导下一步油气勘探，尤其是勘探程度较高地区隐蔽油气藏的勘探意义重大。

三维地质模型的建立是油气运移模拟研究的重要基础，为数值模拟提供基础模型。在对不规则区域中的流动等问题进行数值模拟计算时，首先要解决如何进行区域离散化问题，这将涉及到网格生成技术。网格化是地质模型计算机辅助设计的基础。目前，随着网格技术的不断发展，网格生成方法在油气藏等建模领域也得到了广泛的发展，对于普通地层或地形的三维建模已经取得了很好的效果。在三角网格自动剖分技术中，Delaunay三角化算法以其数学基础好、对网格的局部控制能力强、网格单元自动向正三角逼近等优良的网格特性而受到大家的重视和广泛使用。其中，点集的Delaunay三角化是所有基于Delaunay方法生成目标区域三角网格的最基础、最重要的工作。目前，在二维平面域内的散乱数据点三角剖分算法已经相当成熟，但是三维Delaunay三角剖分中仍然存在一些问题需要解决，其中最关键的问题是指定区域的边界边、边界面的一致性问题。在点集的Delaunay三角化算法中，逐点插入法最为简明，且易于编程实现，是目前应用最多的算法。然而，点集的Delaunay三角剖分只是完成了对单个地质面的三角网格描述，并没有考虑到地质面交线在三角网格中的存在性。

杨钦于2001年给出了任意限定线平面Delaunay三角剖分算法——控制细分算法，并证明了算法的有效性。该方法着力解决了在地层或断层面上加入任意限定条件的三角剖分问题。其主要算法流程如下：首先获得限定点和限定线段作为输入条件，并将限定线集合进行离散化，然后将线段的集合和限定点的集合进行点集的Delaunay三角剖分(采用Bowyer-Watson逐点插入算法)，剖分结束后对于每条线段检查其三角网格是否满足空圆准则，如果不满足，则对线段在中点处对半细分，插入新的结点，直到所有线段所在网格都满足空圆准则时算法结束。但该方法只解决了单层面任意限定条件的三角剖分问题，而油气运移数值模拟计算要求网格结构在层面间的交界处不仅要达到几何一致还要保证拓扑一致，因此需要研究一套能够实现几何与拓扑一致的连通性格架网格生成方法使得油气运移的属性值可以在地层与断层 上进行连续模拟计算。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种三维地质层面三角形格架网格生成方法，解决层面之间交界处网格单元的几何与拓扑一致性问题，从而使不同层面间网格的连通性得以保证，使得油气运移的属性值可以在地层与断层上进行流体模拟计算；同时解决了在已有格架网格的基础上提高网格密度，并扩大网格中连接数为六的顶点所占顶点总数的比例问题，这对提高油气运移的数值模拟计算精确度有着重要的意义。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种三维地质层面格架式网格生成方法，并采用协同三角网格生成方法解决实现三维模型中地层与断层交界线处几何与拓扑一致性问题；提供了一种非流形半边数据结构存储三角形格架网格，并通过单元一致细分方法在实现网格加密的同时改善网格单元顶点的连接数质量。其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，根据输入数据构建三维地质层面构造模型，并计算计算地质层面间交线；

步骤B，构造每个地质层面上的三角形网格生成单元；

步骤C，通过协同方法生成每个地质层面上的三角形格架网格单元；

步骤D，通过非流形半边数据结构存储所有三角形格架网格单元；

步骤E，通过单元一致细分方法优化格架网格单元顶点连接度属性；

2、根据权利要求1所述的一种基于地质层面结构的三角形格架网格生成方法，其特征在于，所述输入数据为关于地质层面的离散构造信息，其中包括层面的已知离散点信息或者单个层面网格信息。

3、根据权利要求1所述的一种基于地质层面结构的三角形格架网格生成方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括：

步骤A1，选取适合的表达三维地质层面构造模型的方法，本发明根据应用目标的特点选取面模型构建三维地质层面构造模型，面模型可以采用任何网格结构来进行表达，如三角形网格、四边形网格等。