浅谈计算机虚拟技术在石油工业中的应用

摘　要：石油工业是国民经济发展的重要基础，石油勘探技术的发展使传统方式难以发现油田得以开发，其中计算机虚拟技术的广泛应用就是有力技术保障之一。本文就石油工业中计算机虚拟技术的应用进行了探讨。

关键词：计算机；虚拟技术；石油工业
1、计算机虚拟技术简述
1.1虚拟现实的界定
　　虚拟现实（Virtual Reality）[1]，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人在计算机生成的虚拟境界中，通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。
1.2虚拟现实的显著特征
　　对于用户来说，虚拟现实系统可以在虚拟空间中进行看、听、触、嗅等感知活动，并将这些所感知的信息反馈给系统，以达到系统正常运行的效果。根据Bur-den G提出的3“I”原理，虚拟现实技术的主要特征是[2]：①想象性；②沉浸性；③自主性；④交互性。
2、计算机虚拟技术在石油工业中的应用
2.1在石油勘探领域中的应用优势
　　虚拟现实技术之所以能成功地应用于石油勘探领域并迅速实现商业化推广，是因为它具有明显的技术优势，这主要体现在以下两个方面。
　　第一，显示环境。虚拟现实技术依靠其强大的“体渲染”技术，使石油勘探中不同学科、不同专业领域的数据和分析结果同时显示于一个虚拟化的环境中。在地震解释和勘探研究领域，通过对大三维工区和全过程三维地震解释，使用户走出了工作站显示屏前那种狭小视野，取而代之的是宏观整体认识，使之成为油气凹陷、坳陷乃至整个盆地宏观研究的有效工具。另外，多种地震属性数据体和其他学科数据的综合显示和相互印证，弥补了人们对隐蔽性油气藏勘探研究和观测手段的不足，真正实现了对储层分布的精雕细刻和异常地质体的估算。
　　第二，工作环境。如果说图形工作站极大地提高了个人工作效率，那么虚拟现实中心则可以极大地提高团队的工作效率。虚拟现实系统的重要价值在于其为地震、地质、岩石物理及钻井等不同学科工程技术人员（甚至包括管理人员）的共同工作提供了协同式环境。这种协同工作环境，彻底打破了对地下资源及油气认识的那种分割独立的传统顺序研究过程以及孤立的专业领域研究流程，实现了勘探研究和决策过程中不同学科人员经验、认识等智力资源的共享，不仅可以提高效率，缩短周期，还能得到更精确的勘探成果，做出最经济、全面的决策。
2.2虚拟现实技术石油工业的应用分析
　　在石油行业，虚拟现实技术已经应用于石油地质、钻井、石油机械、特殊作业等方面，代表性的有：
　　领域一：在地震数据的解释上有了虚拟现实，不再使用图形工作站，而是带上特殊的头盔和手套，来自现场的地震数据资料经过虚拟现实系统的处理显示。如果发现地层序列、不整合关系、断层组合、岩性参数、流体分布等不合理处，可以随时修改，重新组合，再现地下油藏的真实状况。应用这套方式来确定油井井位，设计定向井、水平井轨迹，寻找乘余油富集部位等。
  领域二：在油藏工程中，虚拟现实技术用在油藏模拟输出数据的后处理上，使模拟运算结果比现有的二维三维工作站更直观和逼真，交互式的模拟演示，例如转动、倾斜、跟踪、快速移动放大等；在任意时刻，显示模型中油藏特征参数分布的立体图像；模拟次一级的结构图像；模拟任意剖面或切面的图像；油藏特征参数分布随时间的变化演示，井位置及完井视图；模拟中任意单元位置的特征参数点测；井的综合数据显示及定位；井周围局部点测显示流体流动及轨迹等。
　　领域三：在海洋石油工业上，美国研制出一种TROV的可控制远程作业车代替潜水员工作，操作者直接通过头盔和电一子数据手套操作控制作业车在深水采集数据。同时根据数据通过虚拟系统生成一个实时的海底作业环境，让用户沉浸其中，研究并指挥各种检查、维修作业。
　　领域四：在特殊作业中的培训，如在油气消防灭火训练中采用虚拟现实技术，能使受训者真实感受到周围环境的实际变化而不承受危险和受害。国外还开发了一些虚拟现实装置为油田服务，使钻井人员熟悉设备、作业程序和作业环境，还可在设备样机制成前，对选择的材料和设计进行试验，也可根据各种参数测定出结构的安全性，从而节省厂大量设计开发费用。模拟器还可作为排除故障的工具，因为所用控制软件相同。
3、计算机虚拟技术在石油工业中未来发展前景
　　未来石油工业将面临更为庞大数据的可视化分析，虚拟现实系统作为一种理想的数据分析，在石油工业发展中将发挥越来越重要的作用：
　　（1）虚拟现实系统的构建成本昂贵，一直是妨碍其推广的重要因素。随着软、硬件技术的发展，虚拟现实系统的成本将不断下降，虚拟现实在石油勘探开发中的应用将逐步普及。
　　（2）以中低档虚拟现实系统为特点的桌面型数据分析系统将广泛应用于石油勘探开发中。同时，随着三维可视化技术的发展，虚拟现实系统显示内容将更加丰富，操作更加简单。
　　（3）虚拟现实技术与数据银行、数据仓库、知识挖掘、决策支持、知识管理等技术的紧密结合将加快石油工业数字化进程，引导石油工业由数据集成、应用集成向知识集成发展。
　　（4）虚拟现实技术与GIS技术、数据管理技术、网络技术的紧密结合将推进“数字油田”、“数字油藏”的进程，显著地提高油藏综合管理水平，彻底改变油气工业的工作方式和营运水平，保证企业的可持续发展。
4、结束语
　　中国石油工业界当前应积极吸收计算机虚拟技术，在油气藏勘探开发、地震数据分析解释、油藏建模、储运工程等方面大力推广，提高我国石油工业水平和国际竞争力。
参考文献：
[1]赵霞.虚拟现实技术应用和发展趋势[J].光盘技术. 2009(11),10
[2]马利民.虚拟现实技术及其应用发展[J].计算机时代.2005,(2):1-2. 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jisuanjiyingyong/241831.html