羅崇高（哈爾濱石油學(xué)院石油工程系， 黑龍江 哈爾濱 150000）

試論石油勘探開發(fā)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

羅崇高
（哈爾濱石油學(xué)院石油工程系， 黑龍江 哈爾濱 150000）

雖然近年來虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)取得了快速的發(fā)展，但將其應(yīng)用到石油勘探和開采工作中還處于起步階段，實(shí)際應(yīng)用水平還有待提高。因此，我們有必要加強(qiáng)對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在石油勘探開發(fā)中的應(yīng)用研究，以促使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢能夠得到充分發(fā)揮，進(jìn)而提高石油勘探與開發(fā)工作的準(zhǔn)確性和效率。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；石油勘探開發(fā)；應(yīng)用

石油勘探與開發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，在開展過程中往往需要最大限度地獲取地下信息，而虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)是一種新興的三維可視化技術(shù)， 它可以對探區(qū)進(jìn)行精確的三維解釋。在實(shí)際工作中，將VR技術(shù)應(yīng)用到石油勘探開發(fā)中將有助于形成全沉浸式大場景、多數(shù)據(jù)類型一體化的顯示環(huán)境，這從整體上改變了石油勘探開發(fā)的工作模式和方法，提高了石油勘探與開發(fā)工作的準(zhǔn)確性和效率。

現(xiàn)階段，雖然將VR技術(shù)應(yīng)用到石油勘探開發(fā)中，給石油勘探開發(fā)帶來了廣闊的發(fā)展前景，但其實(shí)際應(yīng)用水平卻還相對較低。鑒于此，我們有必要加強(qiáng)對VR技術(shù)在石油勘探開發(fā)中的應(yīng)用研究，以促使VR技術(shù)的優(yōu)勢能夠得到充分發(fā)揮，進(jìn)而提高石油勘探與開發(fā)工作的準(zhǔn)確性和效率。

1 VR技術(shù)概述

VR早期曾被譯為臨境、擬境等，它是綜合利用當(dāng)前信息技術(shù)、計算機(jī)視覺技術(shù)、三維顯示技術(shù)的高新成果，可以把傳統(tǒng)顯示于計算機(jī)屏幕的二維圖像信息立體地展示在特定的環(huán)境空間中，進(jìn)而給使用者營造出一種身臨實(shí)境的感覺，可以這樣說，VR技術(shù)的最大特點(diǎn)就是能給使用者營造出一個逼真的人機(jī)環(huán)境。在該環(huán)境下，用戶可以完全地沉浸于其中，并采用現(xiàn)實(shí)中與環(huán)境之間的交互方式來與虛擬對象直接交互。完善的VR系統(tǒng)應(yīng)該包含多種感知信號，如視覺、力覺、觸覺等，但受限于當(dāng)前VR技術(shù)的發(fā)展水平，目前使用較多的VR系統(tǒng)還是以視覺感知為主，其他感知信號為輔。考慮到人類對外在環(huán)境的感知主要是以視覺為主，所以即使是當(dāng)前還遠(yuǎn)未達(dá)到徹底完善的VR系統(tǒng)也依然具有巨大的應(yīng)用潛力。

VR技術(shù)的發(fā)展是以可視化技術(shù)為基礎(chǔ)的，具有實(shí)時性、沉浸性和交互性的特點(diǎn)。實(shí)時性是指使用者可以像在實(shí)際空間中一樣，依據(jù)眼睛感受到的視點(diǎn)位置和視線方向，實(shí)時地改變眼睛所能接受到的虛擬環(huán)境畫面，并在使用者對虛擬環(huán)境做出一些反映時，能夠通過感知收獲到相關(guān)響應(yīng)。沉浸性是指用戶通過VR系統(tǒng)的外設(shè)感受到的是三維立體的虛擬環(huán)境，這與傳統(tǒng)通過計算機(jī)屏幕顯示的二維畫面具有本質(zhì)上的不同，且VR系統(tǒng)還可能提供一些其他簡單的感知信號，從而為使用者營造出一種身臨其境的逼真感覺。至于交互性則是指使用者不再需要通過鍵盤、鼠標(biāo)以及計算機(jī)顯示器等傳統(tǒng)外設(shè)來與圖形圖像進(jìn)行交互，而是可以直接利用自己最自然的與環(huán)境間的交互方式來對虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行簡單操作。

2 VR技術(shù)在石油勘探領(lǐng)域中的突出優(yōu)勢

（1）構(gòu)建了協(xié)同式的工作模式 因?yàn)閂R技術(shù)實(shí)時性、沉浸性和交互性的特點(diǎn)，使得將VR技術(shù)應(yīng)用到石油勘探開發(fā)中時，徹底改變了以往的工作模式，而是構(gòu)建出了一種全新的協(xié)同工作模式?，F(xiàn)實(shí)中，VR技術(shù)已經(jīng)可以在地質(zhì)、地震、巖石物理以及鉆井等不同類別工程人員間構(gòu)造出協(xié)同式的工作環(huán)境，這種模式突破了以往不同類別工作間因?yàn)閷I(yè)限制而造成的分裂，使得對地下石油資源和油氣的認(rèn)識更加全面可靠，并最終為不同類別工程技術(shù)人員間的知識交流與資源共享創(chuàng)造了便利。這種模式有效地提高了石油勘探與開發(fā)過程的工作效率，同時也極大的提高了石油勘探開發(fā)的準(zhǔn)確性，對企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營決策也具有積極意義。

（2）顯示了全面的三維環(huán)境 VR技術(shù)的最大特點(diǎn)就是可以對多種數(shù)據(jù)形式用三維可視化技術(shù)進(jìn)行“一體化”的展示，進(jìn)而使得石油開發(fā)中不同類別的工程技術(shù)人員都可以在共同的環(huán)境中對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而獲得宏觀整體性的認(rèn)識。例如在地震勘探和解釋領(lǐng)域，采用全過程三維地震解釋可以使工作人員脫離以前那種工作站顯示屏的狹小區(qū)域，這對于宏觀研究油氣坳陷、凹陷和全部盆地提供了重要手段。同時，不同工作類別數(shù)據(jù)的分析結(jié)果也可以相互印證和聯(lián)合顯示，進(jìn)而擺脫了以往單一類別工作視界的局限性，這種聯(lián)合、協(xié)同的數(shù)據(jù)分析和顯示模式對于突破當(dāng)前石油勘探領(lǐng)域的研究局限也具有重要的促進(jìn)作用。

3 VR技術(shù)在石油勘探中的具體應(yīng)用探討

（1）鉆探跟蹤決策和鉆井軌跡設(shè)計優(yōu)化 利用VR技術(shù)可以在虛擬空間中對各種油井?dāng)?shù)據(jù)和井軌跡進(jìn)行共同顯示，進(jìn)而為鉆探跟蹤決策和井眼軌跡設(shè)計提供了強(qiáng)大的手段。如在石油勘探中，可以根據(jù)最新的鉆井成果對過去的地質(zhì)描述模型進(jìn)行修改，并利用修改后的模型對當(dāng)前的工作方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

（2）對復(fù)雜勘探取得綜合地質(zhì)研究和三維解釋 VR技術(shù)可以在虛擬空間中生成“一體化解釋”的三維地質(zhì)模型，而三維模型中本身就包含了各種鉆探數(shù)據(jù)，勘探人員直接利用這些數(shù)據(jù)和三維地質(zhì)模型就能全面認(rèn)識到各種數(shù)據(jù)與地質(zhì)模型間的空間關(guān)系，這對于幫助勘探人員綜合分析各種數(shù)據(jù)資料以形成全面的解釋成果具有重要價值，有利于鉆探目標(biāo)的優(yōu)先選擇。

4 結(jié)語

雖然近年來VR技術(shù)取得了快速的發(fā)展，但將其應(yīng)用到石油勘探和開采工作中還處于起步階段。筆者堅信，隨著VR技術(shù)的不斷成熟，未來將其與石油勘探工作相結(jié)合必將成為石油勘探開發(fā)領(lǐng)域的一個主要發(fā)展趨勢，而這將促使我國的石油勘探與開采工作達(dá)到一個新的高度。

［1］張世軍，慎思強(qiáng)，張宇軍.淺議虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在石油勘探中的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（12）：30.（文章題目：試論石油勘探開發(fā)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用）

［2］侯澤富.石油勘探中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用分析［J］.中國化工貿(mào)易，2012，（5）：63.

［3］馮波，李江山，李毅.試析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在石油勘探中的應(yīng)用［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，（12）：18.

［4］王武禮，王延江，李瑞民.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的鉆井仿真系統(tǒng)設(shè)計［J］.計算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2012，21（9）：171-174.