基于二维地质剖面的三维地质结构多点统计学模拟方法

发布时间：2021-06-05 05:14

　　利用三维地质模拟技术重构地质现象的三维空间分布,是实现自然资源管理和风险评估的重要基础和前提。多点统计学方法通过探寻多点间的空间结构关系,结合随机模拟方法生成具有差异性的模拟结果,较好地再现了复杂的地质现象。然而,如何构建合适、有效的训练图像一直是基于多点统计学三维地质模拟的核心问题。本文提出了一种改进的多点统计学算法。本方法结合了序贯模拟和迭代的方法,将二维剖面扩展为三维训练图像,再结合EM-Like算法,实现了三维地质结构的优化模拟。建模实例结果表明,本方法能确保训练图像对内部模拟网格的约束,准确模拟研究区的地层层序,并很好地再现二维地质剖面所反映的地层结构关系。 

【文章来源】：吉林大学学报(地球科学版). 2019,49(05)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

图１算法流程图Ｆｉｇ．１Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆａｌｇｏｒｉｔｈｍ

接受沉积；此后，地层再次抬升、剥蚀，直至全新世下沉接受沉积。本研究依据钻孔绘制的４条闭合地质剖面（图６）作为建模用训练图像，模拟区域划分为５６６×２２０×２１５的网格。模拟采用了３个尺度，每个尺度边长是后一个尺度的１／２，分别是１４１×５５×５３，２８３×１１０×１０７和５６６×２２０×２１５。２．１无条件模拟最精细尺度的无条件模拟结果（图７）表明：地层接触界面基本光滑，层序正常，相互间比例合理，图６用于建模的钻孔剖面及钻孔Ｆｉｇ．６Ｆｏｕｒｃｌｏｓｅｄｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｓａｓｔｒａｉｎｉｎｇｉｍａｇｅａｎｄｂｏｒｅｈｏｌｅｓａｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｄａｔａａ．模拟结果栅状图；ｂ．Ｋ２ｄｌ２、Ｋ２ｄｌ１、Ｃ１ｓ透视图；ｃ．Ｋ２ｄｌ１、Ｃ１ｓ透视图；ｄ．Ｃ１ｓ透视图。图７无条件模拟结果Ｆｉｇ．７Ａｎｕｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔ２０５１吉林大学学报（地球科学版）第４９卷

例如人工填土层、全新统桂洲组和下石炭统石磴子组在二维训练图像中水平方向上较为连续，在模拟结果中，这些地层在三维模拟区域内的水平方向上分布相对连续。当某一个地层在训练图像中分布较少时，则在模拟结果中该地层一般只会出现在边界上靠近包含该层的训练图像的位置，例如上白垩统大塱山组第一段出现在训练图像的西北角和南剖面的两个局部位置，模拟结果中该地层基本被限制在了模拟网格的西北角或模拟网格内靠近南剖面那两个位置的地方，很少会出现在模拟网格的其他地方。图８是参数相同情况下４次无条件模拟的结果，将人工填土层与桂洲组作透明处理。可以看出在参数不变的情况下，多次模拟会产生不同结果，这些结果中地层的形态和分布位置不尽相同，但是整体的形态特征和训练图像保持一致，并且与边缘二维训练图像能够自然衔接。２．２条件模拟在模拟区域内选择了３个钻孔Ｊ７０２，Ｊ７０３和ＺＫ５０４－３作为约束数据。以此３个钻孔作为约束条件的模拟结果（图９）表明，条件数据对于模拟网格中该位置的地层属性有较强的约束作用，钻孔周围地层属性与钻孔属性一致。同时也能发现单一条件数据的影响范围有限，如果建模区域内有更多钻孔数据，整体地层的构建就会更接近真实情况。为了比较模拟结果与训练图像之间的相似程度，抽取了两个无条件模拟和两个条件模拟结果，分别统计了训练图像和模拟结果中各地层占模拟单元数的比例（表１）。三维训练图像是从二维地质剖面扩展而来，为保证训练图像的有效性，二者在地层占比上应具有相同的趋势。从统计结果来看，

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CT的数字岩心三维建模[J]. 林承焰,王杨,杨山,任丽华,由春梅,吴松涛,吴玉其,张依旻.  吉林大学学报(地球科学版). 2018(01)



本文编号：3211509