基于面相交的微地震裂缝模型剖切算法研究摘要：“微地震裂缝显示”可以帮助用户直观地了解压裂裂缝空间信息，查清应力方向，评价压裂效果，实时调整压裂改造措施，计算储层改造体积并估算产能为了更好地观察裂缝的空间形态，采用基于面相交的剖切算法实现了对裂缝模型任意方向剖切面的快速截取。算法通过将剖切面分别与裂缝模型的每个面逐一进行求交，并将相交部分进行追踪排序从而得到完整的剖面图利用OpenGL实现了剖切的仿真，结果表明，该方法能够快速实现对裂缝模型的任意剖切面的截取，提供了更加直观的裂缝分析手段。关键词：微地震；裂缝片；剖切；OpenGL中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1006-8228(2015)08-09-03Computationmethodforsectionedofmicro-seismicfracturebasedonsurfaceintersectionTangDongyang，PangRui，WangHaibo，ZhaoDeming(SinopecGeophysicalResearchInstitute,Nanjing，Jiangsu211103，China)Abstract：Thedisplayofmicro-seismicfracturecanhelpusersintuitivelyunderstandspatialinformationofthefractureandidentifythedirectionofstress，evaluatetheeffectoffracture，calculateandestimatethevolumeofreservoirstimulationcapacity.Inordertoobservethespatialformofcracksbetter,weusethecutsurfaceintersectionalgorithmtoachieveafastinterceptionofanysectionofthefracturemodel.Thealgorithmwillcutplanethroughsurfacecrackswitheachmodelseparatelyonebyoneintersection,andtrackcrossingportionssortingtoobtainacompletecross-sectionalview.ThenweuseOpenGLtorealizethecutsimulation.Theresultsshowthatthismethodcanquicklyachievetheinterceptionofanycracksinthecutplanemodel，providesamoreintuitivemeansofcrackanalysis.Keywords：micro-seismic；fracture；sectioned；OpenGL0引言微地震监测技术现在已成为致密储层油气田开发中一项常用的监测技术，通过对检测信号的处理，分析压裂和油气开发过程中裂缝的变化，从而对储层改造效果进行动态评价，为非常规油气开发提供技术支持。为了更好地分析微地震裂缝模型的空间形态，往往需要观察裂缝模型的多个剖切面形状，本文提出了一种快速求取裂缝体模型剖切面的图形算法。1基本原理为了清楚的在可视化软件中表达裂缝体的形态，我们在建模方法上选择了较为成熟的三角建模法，也就是用多个三角形面去逼近多种形态的裂缝体模型。如图1所示。多面体与平面的剖切结果有三种可能，分别是点、边和多边形，如图2所示。但是当多面体为凹体时，剖切的结果就可能会是上述三种结果的任意组合，如3所示，这里只是举例说明，结果可能会有三个甚至是更多这三个元素的组合。因为点和边对剖面的获取一般没有什么实际意义，所以算法中把结果为顶点和边的情况给予了舍弃，保留的剖面结果为一个或者多个任意的多边形。图1三角建模的裂缝体模型图2常见的三种剖切结果图3凹多面体的剖切结果2算法过程本文针对上述可能出现的剖切结果，设计了一种基于面相交的多面体剖切算法，算法步骤包括以下两步：1.平面与空间多边形求交；2.线段的追踪排序［1］。2.1平面与空间多边形求交这部分是该算法的关键部分，算法通过用剖切平面与多面体的每个面进行求交，将每次求得的相交结果归纳保存到新建的链表中，并排序来获得剖面信息。由于在实际情况中，平面与大概一半的多面体面都是不相交的，所以为了提高求交的效率，在此处采用了快速判断顶点与平面的位置关系的方法，快速地排除掉多面体中明显不与剖切平面相交的面。如图4所示，设平面方程为ax+by+cz+d=O，平面的正法向量为N（a，b，c）。定义空间一点M（X，Y,Z），并定义距离D=aX+bY+cZ+d，则有：①若D〉0,M点处在平面正法向一侧；②若D=0,M点处在平面上；③若图4空间中点与面的位置关系判断根据平面与多边形顶点的位置关系，可以把平面与空间多边形的位置关系归纳为三种情况：⑴多边形所有顶点都在平面上，此时需要将整个多边形的每个边插入到相交结果链表中；⑵多边形所有顶点都在平面的一侧，，此时无相交部分；(3)多边形的顶点分布在剖切面的两侧...