[发明专利]一种雁列式断层模型的随机模拟及参数敏感度分析方法

说明书

本发明涉及地质模型的建模，其公开了一种雁列式断层模型的随机模拟及参数敏感度分析方法，解决雁列式断层建模过程中的不确定性和多解性问题，有助于辅助地质人员在应用雁列式断层模型过程中更好地进行相关决策。本发明首先创建大尺度断层曲面；接着计算曲面上各个三角形的法向量偏离角，根据法向量偏离角对三角形进行筛选，然后对筛选的三角形进行聚类及簇类合并，计算待模拟的断层段的长度，构造相应的断层段的网格曲面；最后计算相邻两个断层段叠合区发育成熟度，以确定是否需要在叠合区增加一条贯通的次级断层面。此外，本发明还通过对建模参数的随机扰动，获得大量模拟结果，以进行统计分析获得建模参数的敏感度。

技术领域

本发明涉及地质模型的建模，具体涉及一种雁列式断层模型的随机模拟及参数敏感度分析方法。

背景技术

地下雁列式断层构造一般由若干条不连续的、近似平行的断层段错列展布而成，相邻断层段由中继区分隔，且断层段端部会有局部叠合，当某个中继区发育到一定的成熟度时，会生长出贯通中继区的次级断层。在图1所示的雁列式断层构造示意图中，第一断层段1与第二断层段2之间由第一中继区4分隔，第二断层段2与第三断层段3之间由第二中继区5分隔，第一中继区4发育成熟后，生长出贯通该中继区的次级断层6。

准确判定雁列式断层的几何及拓扑形态并构建雁列式断层三维构造模型，对于分析和预测地下液态物质流动，以及地震破裂带的传播特征等具有重要指导意义。然而，由于地勘数据的稀疏性，地球物理数据的分辨率不足，或者是噪声干扰等不利因素影响，地质人员往往难以基于勘探数据准确推测出雁列式断层的构造形态，尤其是断层段间的中继区难以被准确识别和解译，极易出现将几个相邻断层段误判为一个连续断层面的情形，最后仅能构建一个连续的、笼统的大尺度断层曲面作为建模结果，而丢失了重要细节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种雁列式断层模型的随机模拟及参数敏感度分析方法，解决雁列式断层建模过程中的不确定性和多解性问题，辅助地质人员在应用雁列式断层模型过程中更好地进行相关决策。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种雁列式断层模型的随机模拟方法，包括以下步骤：

S1、对目标区域的地球物理数据进行解译，获得若干条沿断层倾向的线数据；

S2、基于线数据创建三角网格曲面，并进行预处理，获得大尺度断层曲面模型；

S3、计算大尺度断层曲面的三角网格的各三角形的法向量，并计算平均法向量，然后求取各三角形的法向量与平均法向量之间的夹角，记为对应三角形的法向量偏离角；

S4、基于预设的法向量偏离角阈值，根据各三角形的法向量偏离角进行筛选，以小于法向量偏离角阈值的三角形构成初始集合；

S5、基于预设的夹角过渡阈值a1，以初始集合中的三角形作为种子，对该种子邻域内的各三角形以其法向量与该种子的法向量之间的夹角是否小于夹角过渡阈值a1作为聚类条件进行聚类，获得多个以种子为中心的三角形簇类；

S6、基于预设的断层段沿着断层走向方向的最长长度阈值Imax，对获取的簇类进行合并，获得合并后的簇群，且每一簇群分别对应一个断层段；

S7、基于合并后的簇群计算大尺度断层曲面上的各断层段的长度，并构造相应断层段的网格曲面；

S8、计算各相邻两断层段叠合区域的发育成熟度，根据预设的发育成熟度t1进行条件判断，若满足条件，则在叠合区域增加贯通的次级断层面，完成模型构建；否则，不增加并完成模型构建。

具体的，步骤S4中，所述法向量偏离角阈值的取值，包括如下步骤：

对大尺度断层曲面上的所有三角形对应的法向量偏离角进行统计，获得各法向量偏离角累积概率分布值与法向量偏离角的累积分布图；