试论石油勘探开发中虚拟现实技术的应用

2016-03-13罗崇高哈尔滨石油学院石油工程系黑龙江哈尔滨150000

化工管理 2016年4期

罗崇高（哈尔滨石油学院石油工程系，黑龙江哈尔滨 150000）

试论石油勘探开发中虚拟现实技术的应用

罗崇高
（哈尔滨石油学院石油工程系，黑龙江哈尔滨 150000）

虽然近年来虚拟现实技术取得了快速的发展，但将其应用到石油勘探和开采工作中还处于起步阶段，实际应用水平还有待提高。因此，我们有必要加强对虚拟现实技术在石油勘探开发中的应用研究，以促使虚拟现实技术的优势能够得到充分发挥，进而提高石油勘探与开发工作的准确性和效率。

虚拟现实技术；石油勘探开发；应用

石油勘探与开发是一项复杂的工作，在开展过程中往往需要最大限度地获取地下信息，而虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是一种新兴的三维可视化技术，它可以对探区进行精确的三维解释。在实际工作中，将VR技术应用到石油勘探开发中将有助于形成全沉浸式大场景、多数据类型一体化的显示环境，这从整体上改变了石油勘探开发的工作模式和方法，提高了石油勘探与开发工作的准确性和效率。

现阶段，虽然将VR技术应用到石油勘探开发中，给石油勘探开发带来了广阔的发展前景，但其实际应用水平却还相对较低。鉴于此，我们有必要加强对VR技术在石油勘探开发中的应用研究，以促使VR技术的优势能够得到充分发挥，进而提高石油勘探与开发工作的准确性和效率。

1 VR技术概述

VR早期曾被译为临境、拟境等，它是综合利用当前信息技术、计算机视觉技术、三维显示技术的高新成果，可以把传统显示于计算机屏幕的二维图像信息立体地展示在特定的环境空间中，进而给使用者营造出一种身临实境的感觉，可以这样说，VR技术的最大特点就是能给使用者营造出一个逼真的人机环境。在该环境下，用户可以完全地沉浸于其中，并采用现实中与环境之间的交互方式来与虚拟对象直接交互。完善的VR系统应该包含多种感知信号，如视觉、力觉、触觉等，但受限于当前VR技术的发展水平，目前使用较多的VR系统还是以视觉感知为主，其他感知信号为辅。考虑到人类对外在环境的感知主要是以视觉为主，所以即使是当前还远未达到彻底完善的VR系统也依然具有巨大的应用潜力。

VR技术的发展是以可视化技术为基础的，具有实时性、沉浸性和交互性的特点。实时性是指使用者可以像在实际空间中一样，依据眼睛感受到的视点位置和视线方向，实时地改变眼睛所能接受到的虚拟环境画面，并在使用者对虚拟环境做出一些反映时，能够通过感知收获到相关响应。沉浸性是指用户通过VR系统的外设感受到的是三维立体的虚拟环境，这与传统通过计算机屏幕显示的二维画面具有本质上的不同，且VR系统还可能提供一些其他简单的感知信号，从而为使用者营造出一种身临其境的逼真感觉。至于交互性则是指使用者不再需要通过键盘、鼠标以及计算机显示器等传统外设来与图形图像进行交互，而是可以直接利用自己最自然的与环境间的交互方式来对虚拟环境中的对象进行简单操作。

2 VR技术在石油勘探领域中的突出优势

（1）构建了协同式的工作模式因为VR技术实时性、沉浸性和交互性的特点，使得将VR技术应用到石油勘探开发中时，彻底改变了以往的工作模式，而是构建出了一种全新的协同工作模式。现实中，VR技术已经可以在地质、地震、岩石物理以及钻井等不同类别工程人员间构造出协同式的工作环境，这种模式突破了以往不同类别工作间因为专业限制而造成的分裂，使得对地下石油资源和油气的认识更加全面可靠，并最终为不同类别工程技术人员间的知识交流与资源共享创造了便利。这种模式有效地提高了石油勘探与开发过程的工作效率，同时也极大的提高了石油勘探开发的准确性，对企业的生产和经营决策也具有积极意义。

（2）显示了全面的三维环境 VR技术的最大特点就是可以对多种数据形式用三维可视化技术进行“一体化”的展示，进而使得石油开发中不同类别的工程技术人员都可以在共同的环境中对数据进行分析，进而获得宏观整体性的认识。例如在地震勘探和解释领域，采用全过程三维地震解释可以使工作人员脱离以前那种工作站显示屏的狭小区域，这对于宏观研究油气坳陷、凹陷和全部盆地提供了重要手段。同时，不同工作类别数据的分析结果也可以相互印证和联合显示，进而摆脱了以往单一类别工作视界的局限性，这种联合、协同的数据分析和显示模式对于突破当前石油勘探领域的研究局限也具有重要的促进作用。

3 VR技术在石油勘探中的具体应用探讨

（1）钻探跟踪决策和钻井轨迹设计优化利用VR技术可以在虚拟空间中对各种油井数据和井轨迹进行共同显示，进而为钻探跟踪决策和井眼轨迹设计提供了强大的手段。如在石油勘探中，可以根据最新的钻井成果对过去的地质描述模型进行修改，并利用修改后的模型对当前的工作方案进行调整和优化。

（2）对复杂勘探取得综合地质研究和三维解释 VR技术可以在虚拟空间中生成“一体化解释”的三维地质模型，而三维模型中本身就包含了各种钻探数据，勘探人员直接利用这些数据和三维地质模型就能全面认识到各种数据与地质模型间的空间关系，这对于帮助勘探人员综合分析各种数据资料以形成全面的解释成果具有重要价值，有利于钻探目标的优先选择。