石油勘探的虚拟现实技术应用

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摘要：尽管现阶段在石油勘探中应用虚拟现实技术，使石油勘探开发获得广阔前景，但实际应用水平并不高，所以有必要加强对石油勘探中虚拟现实技术应用的探究，促使虚拟现实技术能在石油勘探中更充分地发挥优势，提高石油勘探工作的效率与准确性。

关键词：虚拟现实技术；石油勘探；应用

虚拟现实技术是一种新技术，它将数字图像处理、多媒体技术、计算机图形学以及传感器技术等信息技术分支融为一体，利用计算机和虚拟现实建模语言构建三维虚拟世界，形成逼真的环境，依据自然技能使用传感设备并发生相互作用。一旦人置于虚拟环境里，就仿佛在游览真实世界，空间认同感很强。随着虚拟现实技术在新闻传播、虚拟制造等领域的广泛应用，将其应用于石油勘探越来越受到重视。下面就从石油勘探中虚拟现实技术的应用优势着手，探讨其具体的应用，并展望其应用前景。

1石油勘探中虚拟现实技术的应用优势

将虚拟现实技术应用于石油勘探的优势主要体现在两个方面：一方面，应用虚拟现实技术构建石油勘探的协同工作模式。虚拟现实技术具备交互性、实时性和沉浸性等特征，将其应用于石油勘探时彻底改变其传统的工作模式，构建出一种协同式的全新工作模式[1]。在实践中，虚拟现实技术已经能在地质、地震、钻井、岩石物理等类型不同的工程人员之间构造协同式工作的模式与环境，这突破过去类别不同的工作之间因专业限制而形成的分割，使人们对地下石油资源的认识更可靠、更全面，最终为类别不同的石油工程技术人员交流知识、共享资源等创造便利。该协同式工作模式的构建不仅大大了提高石油勘探工作的效率，还提高了石油勘探的准确性，对石油工业的发展具有重要的促进作用。另一方面，应用虚拟现实技术全面显示石油勘探的三维环境。基于三维可视化技术对多种数据实施一体化展示，这是虚拟现实技术最显著的优势，从而使石油勘探中类别不同的工程技术人员能在共同的环境里分析数据，形成整体性的、宏观的认识。就拿地震勘探与解释来说，应用虚拟现实技术，通过全过程三维地震解释就能使石油勘探工作人员脱离过去那种狭小的工作站显示屏区域，获得宏观研究石油凹陷、坳陷以及所有盆地的重要手段。与此同时，工作类别不同的数据分析结果也能得到相互印证、联合显示，摆脱过去类别单一的工作视界形成的局限，这种协同的、联合的数据分析与显示模式对当前突破石油勘探局限也有重要的研究意义和现实意义。

2石油勘探中虚拟现实技术的具体应用

（1）石油勘探阶段的井位决策。通过应用虚拟现实技术，三维可视化中心和一般的石油勘探工作站实现无缝连接，确保数据体能顺利从工作站向虚拟现实中心传输，尤其是在虚拟现实中心正常显示海量数据体，这是一般的工作站不可能实现的[2]。如此一来，各决策者、专业人员就可身临其境地、全方位地了解目标，从地震的剖面到时间切片，从解释层到砂体描述，从设计井位到现实钻井轨迹，使目标决策达到高效率。例如：在某油田中，先全方位实施观察和研究，通过虚拟现实技术中的透明度显示技术和断层并进行研究；针对油田的特征，利用虚拟现实技术中的自动跟踪解释系统，追踪含油砂岩并描述。通过应用虚拟现实技术，看到砂体所反映的古河道特点，综合地质、地震、测井等资料进行进一步的研究，做出井位决策。（2）钻井轨迹与钻探跟踪决策。虚拟现实技术不仅可显示地震数据和各种属性体，还能在同一个虚拟的立体空间同时显示钻井轨迹、钻井数据，变成设计钻井轨迹、进行钻探跟踪决策的有力工具。具体包括：沿井眼轨迹所在的剖面或多井任意连线的剖面将地震数据剖面显示出来，相互验证钻井成果、新解释地质模型；基于精确三维可视化解释、储层检测，优选钻探靶点，并按照钻探的地质目标实施三维井眼轨迹的论证设计，或修正已有井眼轨迹设计；石油勘探中的地质人员与钻井人员在虚拟现实平台协同工作，设计地质的同时优化设计定向井工程；在钻探环节持续使用最新的钻井成果，并及时对原有地质认识模型进行修改，反过来指导后续的石油勘探钻井进程，科学调整方案决策；结合网络、井场实时监控软件与分析设备，及时向虚拟现实系统传输钻井数据，促使石油勘探项目组的工作人员实时监控钻井过程。尤其是虚拟现实技术中的实时随钻决策系统，它是虚拟现实系统的一项核心技术[3]。在石油勘探钻井中，通过卫星将钻井数据实时传送给三维可视化中心，再基于虚拟现实系统三维立体化显示石油钻井的构造特征、正在进行的钻井轨迹及其数据体，之后把石油勘探的专家聚集起来，实时监控钻井轨迹情况，进行随钻调整、及时优化井位。例如：在某油田的某钻井中，当开发井已经打到1500m时，在其三开钻进环节钻到110m处，物性好的油层也只有50m。于是多专业决策小组就在三维可视化中心通过实时随钻分析、研究，认为该水平段还处于石油储层的顶部，因储层物性变差而造成储层增多。基于三维可视化综合显示，并和邻井进行对比分析，认为水平段下部是物性较好的石油储层，而垂向上距离油水界面较大，约30m，拥有加深侧钻的条件。所以随钻项目组最终决定侧钻，也就是向预测部位的斜下方进行钻探，提高主井眼的石油储层钻遇率，满足钻前设计要求。最终的侧钻结果很明显，有良好物性的石油储层钻遇率达到85%。所以通过应用虚拟现实技术，钻井调整效率大大高于传统方式。（3）隐蔽性石油储层勘探应用。岩土物理研究是隐蔽性石油储层勘探最主要的研究方向，应用虚拟现实技术对其有重要的积极作用[4]。随着石油勘探开发面临越来越复杂的地质条件，传统的地震采集、数据处理以及解释技术已无法满足实际需求，尤其是分析地震数据，已经从单纯构造解释演变成预测岩性、饱和度、孔隙度等储层参数，并为石油开采监测提供基础数据。对此，虚拟现实技术通过将高精度三维地震、井中地震、多分量地震延时地震等技术综合在一起，从构造、岩性和物性、流体性质等方面全方位预测并解释油藏，得到三维立体化油藏模型，监测石油开发生产过程，使开发方案更科学、开采效率更高。例如，在某石油勘探工程中，通过结合岩性测试分析的成果，针对地震资料解释和反演，从现有钻井资料的认识向未知区域横向预测时存在盲目性，适时提出一种和常规地震储层预测不一样的技术方法。这种技术方法就是综合岩石物理模型和岩心物性参数，在正演结果的指导下研究隐蔽性石油储层的地震响应特点，预测储层。也就是基于实际测井、岩心物性参数实施虚拟井分析，依据合成地震记录对岩石物性变化形成的地震响应变化进行分析，建立与实际地质特征更相符的石油储层地质模型，优选地震属性，并通过自组织映射分类地震属性，再通过实际地震资料预测隐蔽性石油储层，验证确定性。虚拟现实技术在岩石物理研究中的作用综合石油地质勘探基础理论和模型试验技术等，推动石油地质勘探的发展和进步，并对因石油开采的地质恢复起到参考作用。

3石油勘探中虚拟现实技术的应用前景

今后石油勘探将面临更海量的数据的可视化分析，而虚拟现实技术是理想的数据分析技术，将在石油勘探中发挥出更重要的作用，应用前景良好，主要体现在以下方面。一是虚拟现实系统构建成本高昂，这是妨碍虚拟现实技术在石油勘探中推广应用的关键性因素，但随着软硬件技术不断发展，虚拟现实系统的成本将越来越低，石油勘探也将逐步普及应用虚拟现实技术。二是在石油勘探中，以中低档虚拟现实系统为特征的桌面型数据分析系统将得到广泛的应用，且随着三维可视化技术不断的快速发展，虚拟现实系统的操作将更简单、内容将更丰富。三是虚拟现实技术和数据仓库、数据银行、决策支持、知识管理、知识挖掘等技术密切结合在一起，快速推动石油数字化进程，引导石油勘探从数据集成与应用集成转向知识集成。四是虚拟现实技术和数据管理技术、地理信息系统技术、网络技术等的密切结合将推动数字油藏、数字油田的建设进程，大大提高油藏管理整体水平，彻底改变传统的石油勘探方式。

4结语

虚拟现实技术作为一种可视化的研究设计、数据分析和协作决策的平台，在诸多领域的应用中越来越广泛而深入，特别是在石油勘探领域，虚拟现实技术在井位决策、钻井轨迹设计、钻探跟踪决策、开发隐蔽性石油储层等方面发挥出重要作用。为进一步提高虚拟现实技术在石油勘探领域的应用水平，需要以石油信息化建设为基础，结合虚拟现实技术和各种先进的实用技术，提高石油勘探综合决策水平，推动石油工业的稳健发展。

参考文献：

[1]王芳芳.虚拟现实技术在石油勘探中的应用[J].化工管理，2015(36):162~163.

[2]赵金锁.新型技术在石油地质勘探中的应用[J].中国高新技术企业，2015(13):48~49.

作者:李赋真 单位:中国石油东方地球物理勘探责任有限公司