本發(fā)明涉及計算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法，具體來說就是一種多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法及裝置、計算機(jī)存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

目前，分形幾何成為許多科學(xué)領(lǐng)域解決復(fù)雜對象表征問題的有力工具。hewett在1986年首次將分形幾何引入到石油領(lǐng)域，并研究了油藏物性參數(shù)的分形分布及其對流體流動的影響，提出了基于變差函數(shù)的分形模擬方法，后來許多學(xué)者對該方法進(jìn)行了改進(jìn)，但上述方法僅考慮單一分形特征。近年來，盡管有學(xué)者發(fā)現(xiàn)了油藏參數(shù)分布的多重分形和多尺度分形特征，但這些研究僅考慮了參數(shù)的一維分布。多尺度分形為認(rèn)識復(fù)雜系統(tǒng)提供了新的途徑，可應(yīng)用于描述多尺度地質(zhì)體在三維空間的分布特征。

多點地質(zhì)統(tǒng)計建模方法以訓(xùn)練圖像中的模式重現(xiàn)為途徑，綜合了以前基于目標(biāo)方法的形態(tài)再現(xiàn)能力和基于象元的條件化容易的優(yōu)點。這種思路的提出掀起了多點模擬算法研究的高潮，目前已有多種基于多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)的建模算法，包括sensim，filtersim，simpat，dispat，isopatsim，wavesim和ccsim等。但是，這些算法的目標(biāo)都是重現(xiàn)單一訓(xùn)練圖像中存在的模式，只是在模式的存儲、降維方法和搜索方法方面有所不同。無法模擬訓(xùn)練圖像所不包含的更大尺度和更小尺度的模式。另外，多點地質(zhì)統(tǒng)計必須滿足基本的統(tǒng)計和概率理論假設(shè)，因此這類算法一般都要求訓(xùn)練圖像具有穩(wěn)定性。盡管有學(xué)者嘗試使用多級網(wǎng)格方法和動態(tài)模板大小的方法捕捉多尺度模式，但還沒有哪種方法舍棄了對訓(xùn)練圖像穩(wěn)定性的要求或地質(zhì)體多尺度特征的考慮。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需研發(fā)一種能夠重現(xiàn)其它更小尺度或者更大尺度地質(zhì)模式的多點地質(zhì)統(tǒng)計建模方法，從而描述多尺度地質(zhì)體的三維分布特征。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法及裝置、計算機(jī)存儲介質(zhì)，解決了現(xiàn)有技術(shù)無法模擬訓(xùn)練圖像所不包含的更大尺度和更小尺度模式的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的具體實施方式提供一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法，包括：對原始訓(xùn)練圖像進(jìn)行膨脹、溶蝕處理從而生成不同縮放程度的模式庫，其中，模式庫中包括多個訓(xùn)練圖像；根據(jù)所述模式庫采用直接采樣的多點模擬方法從大到小依次模擬地質(zhì)體。

本發(fā)明的具體實施方式還提供一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模裝置，包括：模式庫生成單元，用于對原始訓(xùn)練圖像進(jìn)行膨脹、溶蝕處理從而生成不同縮放程度的模式庫，其中，模式庫中包括多個訓(xùn)練圖像；模擬單元，用于根據(jù)所述模式庫采用直接采樣的多點模擬方法從大到小依次模擬地質(zhì)體。

本發(fā)明的具體實施方式還提供一種包含計算機(jī)執(zhí)行指令的計算機(jī)存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)執(zhí)行指令經(jīng)過數(shù)據(jù)處理設(shè)備處理時，執(zhí)行多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法。

根據(jù)本發(fā)明的上述具體實施方式可知，多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法及裝置、計算機(jī)存儲介質(zhì)至少具有以下有益效果：通過多尺度分形分析中的圖形處理建立多尺度分形特征與油藏多尺度結(jié)構(gòu)的關(guān)系；利用膨脹和溶蝕算法處理訓(xùn)練圖像建立訓(xùn)練圖像庫，為多點地質(zhì)建模提供了更多尺度的地質(zhì)模式?；谥苯尤拥亩帱c模擬方式，建立了從大尺度地質(zhì)體到小尺度地質(zhì)體逐級模擬的算法，本發(fā)明實現(xiàn)了大尺度地質(zhì)體自動逐級約束小尺度地質(zhì)體的分布，對于給定初始的訓(xùn)練圖像能夠重現(xiàn)其它更小尺度或者更大尺度的地質(zhì)模式，可以表征多尺度地質(zhì)體的三維分布特征。

應(yīng)了解的是，上述一般描述及以下具體實施方式僅為示例性及闡釋性的，其并不能限制本發(fā)明所欲主張的范圍。

附圖說明

下面的所附附圖是本發(fā)明的說明書的一部分，其繪示了本發(fā)明的示例實施例，所附附圖與說明書的描述一起用來說明本發(fā)明的原理。

圖1為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法的實施例一的流程圖；

圖2為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法的實施例二的流程圖；

圖3為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法的實施例三的流程圖；

圖4為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法的實施例四的流程圖；

圖5為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模裝置的實施例一的示意框圖；

圖6為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模裝置的實施例二的示意框圖；

圖7為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模裝置的實施例三的示意框圖；

圖8為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模裝置的實施例四的示意框圖；

圖9為本發(fā)明具體實施方式提供的一種對原始訓(xùn)練圖像進(jìn)行膨脹和溶蝕計算得到的訓(xùn)練圖像庫；

圖10為對圖9中的訓(xùn)練圖像庫直接取樣完成對地質(zhì)體分布的模擬；

圖11為用不同的顏色描述圖10中的多尺度地質(zhì)體。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面將以附圖及詳細(xì)敘述清楚說明本發(fā)明所揭示內(nèi)容的精神，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明內(nèi)容的實施例后，當(dāng)可由本發(fā)明內(nèi)容所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明內(nèi)容的精神與范圍。

本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。另外，在附圖及實施方式中所使用相同或類似標(biāo)號的元件/構(gòu)件是用來代表相同或類似部分。

關(guān)于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特別指稱次序或順位的意思，也非用以限定本發(fā)明，其僅為了區(qū)別以相同技術(shù)用語描述的元件或操作。

關(guān)于本文中所使用的方向用語，例如：上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本創(chuàng)作。

關(guān)于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限于。

關(guān)于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部組合。

關(guān)于本文中所使用的用語“大致”、“約”等，用以修飾任何可以微變化的數(shù)量或誤差，但這些微變化或誤差并不會改變其本質(zhì)。一般而言，此類用語所修飾的微變化或誤差的范圍在部分實施例中可為20％，在部分實施例中可為10％，在部分實施例中可為5％或是其他數(shù)值。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，前述提及的數(shù)值可依實際需求而調(diào)整，并不以此為限。

某些用以描述本申請的用詞將于下或在此說明書的別處討論，以提供本領(lǐng)域技術(shù)人員在有關(guān)本申請的描述上額外的引導(dǎo)。

圖1為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法的實施例一的流程圖，如圖1所示，先對原始訓(xùn)練圖像進(jìn)行膨脹、溶蝕處理，再采用直接采樣的多點模擬方法從大到小依次模擬地質(zhì)體。

該附圖所示的具體實施方式中，基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法包括：

步驟101：對原始訓(xùn)練圖像進(jìn)行膨脹、溶蝕處理從而生成不同縮放程度的模式(pattern)庫，其中，模式庫中包括多個訓(xùn)練圖像。其中，模式庫中包括不同膨脹或不同縮放溶蝕的訓(xùn)練圖像；不同縮放程度具體指不同膨脹程度和不同縮放溶蝕等。

本發(fā)明的具體實施例中，假設(shè)原始訓(xùn)練圖像為v(v∈r³)，膨脹后記作v(r)，v(r)是分布在r³中到y(tǒng)點距離小于或等于r點的集合：

其中，r³為三維空間；r為球的半徑；v為原始訓(xùn)練圖像；v(r)為膨脹后的訓(xùn)練圖像；x為地質(zhì)體內(nèi)任意點；y為三維空間內(nèi)任意點。

膨脹處理所依據(jù)的公式為：

v(r)＝x∈vbr(x)

其中，v(r)為膨脹后的體積；v為膨脹前的體積；br(x)為半徑為r的球；r為球的半徑。

進(jìn)一步地，

v(r)＝μr^3-mfd

其中，μ為待擬合的常系數(shù)；mfd(r)為分形維數(shù)；v(r)為膨脹后的體積；r為球的半徑。

分形維數(shù)mfd(r)的計算公式為：

其中，n為原始訓(xùn)練圖像膨脹后所在的拓?fù)淇臻g維。

具體地，對于三維砂-泥巖連接剖面，可以按照下述公式計算分形維數(shù)：

步驟102：根據(jù)所述模式庫采用直接采樣的多點模擬方法從大到小依次模擬地質(zhì)體。本發(fā)明的具體實施例中，模式庫中包括不同膨脹程序和不同縮放溶蝕的訓(xùn)練圖像。例如，對于一個1000×1000×1的矩陣，用10×10×1的樣本進(jìn)行掃描，最多的掃描結(jié)果是990*990*1個；模擬過程中所采用的樣本大小是一樣的，但樣本中的模式大小在變化，具體來說，膨脹或溶蝕前對應(yīng)的樣本大小相同，溶蝕后模式(pattern)變小(即圖像變小)，膨脹后模式(pattern)變大(即圖像變大)。

參見圖1，實現(xiàn)了大尺度地質(zhì)體自動逐級約束小尺度地質(zhì)體的分布，對于給定初始的訓(xùn)練圖像能夠重現(xiàn)其它更小尺度或者更大尺度的地質(zhì)模式，可以表征多尺度地質(zhì)體的三維分布特征。

圖2為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法的實施例二的流程圖，如圖2所示，在生成模式庫之前，需要建立原始訓(xùn)練圖像。

該附圖所示的具體實施方式中，步驟101之前，該方法還包括：

步驟100：建立所述原始訓(xùn)練圖像。其中，原始訓(xùn)練圖像為三維圖像。

參見圖2，對原始訓(xùn)練圖像進(jìn)行膨脹、溶蝕處理之前，需要建立原始訓(xùn)練圖像，例如，利用基于像素的離散變量模型建立原始訓(xùn)練圖像。

圖3為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法的實施例三的流程圖，如圖3所示，獲得包含多尺度地質(zhì)體信息的模擬結(jié)果，從而清晰、直觀地表征多尺度地質(zhì)體。

該附圖所示的具體實施方式中，步驟102之后，該方法還包括：

步驟103：獲得包含多尺度地質(zhì)體信息的模擬結(jié)果。模擬結(jié)果中包含有多尺度地質(zhì)體信息。

參見圖3，模擬結(jié)果中包含多尺度地質(zhì)體信息，可以清晰、直觀地表征多尺度地質(zhì)體，便于觀察者觀看。

圖4為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法的實施例四的流程圖，如圖4所示，采用直接采樣的多點模擬方法從大到小依次模擬地質(zhì)體。

該附圖所示的具體實施方式中，步驟102具體包括：

步驟1021：網(wǎng)格化所述模式庫中的訓(xùn)練圖像。本發(fā)明的具體實施例中，根據(jù)預(yù)先規(guī)定，對訓(xùn)練圖像進(jìn)行掃描。例如，如果訓(xùn)練圖像為200×200×1，樣本大小為10×10×1，最多的掃描結(jié)果為190×190×1。

步驟1022：直接取樣所述訓(xùn)練圖像的各種模式。

步驟1023：根據(jù)所述模式從大尺度到小尺度對地質(zhì)體依次模擬，其中，大尺度地質(zhì)體的模擬約束小尺度地質(zhì)體的模擬。本發(fā)明的具體實施例中，小尺度地質(zhì)體是從大尺度地質(zhì)體范圍內(nèi)模擬的，從而實現(xiàn)大尺度地質(zhì)體自動逐級約束小尺度地質(zhì)體的分布。

參見圖4，根據(jù)訓(xùn)練圖像的模式依次建立從大尺度地質(zhì)體到小尺度地質(zhì)體的模擬結(jié)果，從而實現(xiàn)大尺度地質(zhì)體自動逐級約束小尺度地質(zhì)體的分布，可以描述多尺度地質(zhì)體的三維分布特征。

圖5為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模裝置的實施例一的示意框圖，如圖5所示的裝置可以應(yīng)用到圖1～圖4所示的方法中，模式庫生成單元先對原始訓(xùn)練圖像進(jìn)行膨脹、溶蝕處理，再采用直接采樣的多點模擬方法從大到小依次模擬地質(zhì)體。

該附圖所示的具體實施方式中，基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模裝置包括：模式庫生成單元11和模擬單元12。其中，模式庫生成單元11用于對原始訓(xùn)練圖像進(jìn)行膨脹、溶蝕處理從而生成不同縮放程度的模式庫，其中，模式庫中包括多個訓(xùn)練圖像；模擬單元12用于根據(jù)所述模式庫采用直接采樣的多點模擬方法從大到小依次模擬地質(zhì)體。

參見圖5，實現(xiàn)了大尺度地質(zhì)體自動逐級約束小尺度地質(zhì)體的分布，對于給定初始的訓(xùn)練圖像能夠重現(xiàn)其它更小尺度或者更大尺度的地質(zhì)模式，可以表征多尺度地質(zhì)體的三維分布特征。

圖6為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模裝置的實施例二的示意框圖，如圖6所示，在生成模式庫之前，需要圖像建立單元建立原始訓(xùn)練圖像。

該附圖所示的具體實施方式中，多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模裝置還包括圖像建立單元13。其中，圖像建立單元13用于建立所述原始訓(xùn)練圖像。

參見圖6，對原始訓(xùn)練圖像進(jìn)行膨脹、溶蝕處理之前，需要建立原始訓(xùn)練圖像，例如，可以利用基于像素的離散變量模型建立原始訓(xùn)練圖像。

圖7為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模裝置的實施例三的示意框圖，如圖7所示，獲得單元獲得包含多尺度地質(zhì)體信息的模擬結(jié)果，從而清晰、直觀地表征多尺度地質(zhì)體。

該附圖所示的具體實施方式中，多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模裝置還包括獲得單元14。其中，獲得單元14用于獲得包含多尺度地質(zhì)體信息的模擬結(jié)果。

參見圖7，模擬結(jié)果中包含多尺度地質(zhì)體信息，能夠清晰、直觀地表征多尺度地質(zhì)體，便于觀察者觀看。

圖8為本發(fā)明具體實施方式提供的一種基于多尺度分形的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模裝置的實施例四的示意框圖，如圖8所示，模擬單元具體包括網(wǎng)格模塊、取樣模塊和建立模塊。

該附圖所示的具體實施方式中，所述模擬單元12具體包括網(wǎng)格模塊121、取樣模塊122和建立模塊123。其中，網(wǎng)格模塊121用于網(wǎng)格化所述模式庫中的訓(xùn)練圖像；取樣模塊122用于直接取樣所述訓(xùn)練圖像的各種模式；建立模塊123用于根據(jù)所述模式從大尺度到小尺度對地質(zhì)體依次模擬，其中，大尺度地質(zhì)體的模擬約束小尺度地質(zhì)體的模擬。

參見圖8，根據(jù)訓(xùn)練圖像的模式依次建立從大尺度地質(zhì)體到小尺度地質(zhì)體的模擬結(jié)果，從而實現(xiàn)大尺度地質(zhì)體自動逐級約束小尺度地質(zhì)體的分布，可以描述多尺度地質(zhì)體的三維分布特征。

本發(fā)明的具體實施例還提供一種包含計算機(jī)執(zhí)行指令的計算機(jī)存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)執(zhí)行指令經(jīng)過數(shù)據(jù)處理設(shè)備處理時，執(zhí)行多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法，其中，多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法包括如下步驟：

步驟100：建立所述原始訓(xùn)練圖像。

步驟101：對原始訓(xùn)練圖像進(jìn)行膨脹、溶蝕處理從而生成不同縮放程度的模式庫，其中，模式庫中包括多個訓(xùn)練圖像；不同縮放程度具體指不同膨脹程度和不同縮放溶蝕等。

步驟102：根據(jù)所述模式庫采用直接采樣的多點模擬方法從大到小依次模擬地質(zhì)體。

步驟103：獲得包含多尺度地質(zhì)體信息的模擬結(jié)果。

本發(fā)明具體實施例研究建立一個河流-三角洲沉積模型，舉例說明本發(fā)明基于多尺度分形的多點統(tǒng)計學(xué)建模方法。假設(shè)模型維數(shù)為200×200×1，網(wǎng)格大小為10m×10m×1m，井網(wǎng)井距為150m×150m。應(yīng)用多點地質(zhì)統(tǒng)計進(jìn)行模式的構(gòu)建和重現(xiàn)。在模式重現(xiàn)之前，對原始訓(xùn)練圖像進(jìn)行膨脹和溶蝕計算得到足夠多的地質(zhì)模式。在膨脹和溶蝕圖像訓(xùn)練中，能夠得到更多的較大和較小尺度的模式。通過對訓(xùn)練圖像的直接取樣完成模式的重現(xiàn)。首先，對圖9中訓(xùn)練圖像t1進(jìn)行直接取樣，接下來實現(xiàn)相應(yīng)的限制對訓(xùn)練圖像t2直接取樣的模擬，依此類推，最終訓(xùn)練圖像t9的直接取樣完成對地質(zhì)體分布的模擬，如圖10所示。通過在對應(yīng)大尺度模式訓(xùn)練圖像直接取樣進(jìn)行小尺度模式的模擬。該模擬方法與解釋地質(zhì)體多尺度結(jié)構(gòu)的步驟相同。最后，組成包含信息遠(yuǎn)超初始訓(xùn)練圖像的一套復(fù)雜的分流河道系統(tǒng)，如圖11所示。最終，實現(xiàn)考慮9個處理后的訓(xùn)練圖像并用不同的顏色描述多尺度地質(zhì)體。

本發(fā)明具體實施例提供一種多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)建模方法及裝置、計算機(jī)存儲介質(zhì)，通過多尺度分形分析中的圖形處理建立多尺度分形特征與油藏多尺度結(jié)構(gòu)的關(guān)系；利用膨脹和溶蝕算法處理訓(xùn)練圖像建立訓(xùn)練圖像庫，為多點地質(zhì)建模提供了更多尺度的地質(zhì)模式(pattern)；基于直接取樣的多點模擬方式，建立了從大尺度地質(zhì)體到小尺度地質(zhì)體逐級模擬的算法，本發(fā)明實現(xiàn)了大尺度地質(zhì)體自動逐級約束小尺度地質(zhì)體的分布，對于給定初始的訓(xùn)練圖像能夠重現(xiàn)其它更小尺度或者更大尺度的地質(zhì)模式，可以表征多尺度地質(zhì)體的三維分布特征。另外，由于本發(fā)明的技術(shù)方案具有良好的應(yīng)用前景，因此得到《致密氣儲層精細(xì)描述與地質(zhì)建模技術(shù)》的資助，基金號為：2016zx05047-003，從而進(jìn)一步印證了本發(fā)明的實用性。

上述的本發(fā)明實施例可在各種硬件、軟件編碼或兩者組合中進(jìn)行實施。例如，本發(fā)明的實施例也可為在數(shù)據(jù)信號處理器(digitalsignalprocessor，dsp)中執(zhí)行上述方法的程序代碼。本發(fā)明也可涉及計算機(jī)處理器、數(shù)字信號處理器、微處理器或現(xiàn)場可編程門陣列(fieldprogrammablegatearray，fpga)執(zhí)行的多種功能。可根據(jù)本發(fā)明配置上述處理器執(zhí)行特定任務(wù)，其通過執(zhí)行定義了本發(fā)明揭示的特定方法的機(jī)器可讀軟件代碼或固件代碼來完成?？蓪④浖a或固件代碼發(fā)展為不同的程序語言與不同的格式或形式。也可為不同的目標(biāo)平臺編譯軟件代碼。然而，根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行任務(wù)的軟件代碼與其他類型配置代碼的不同代碼樣式、類型與語言不脫離本發(fā)明的精神與范圍。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員所做出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。