試論石油勘探開發中虛擬現實技術的應用

羅崇高（哈爾濱石油學院石油工程系， 黑龍江 哈爾濱 150000）

試論石油勘探開發中虛擬現實技術的應用

羅崇高
（哈爾濱石油學院石油工程系， 黑龍江 哈爾濱 150000）

雖然近年來虛擬現實技術取得了快速的發展，但將其應用到石油勘探和開采工作中還處于起步階段，實際應用水平還有待提高。因此，我們有必要加強對虛擬現實技術在石油勘探開發中的應用研究，以促使虛擬現實技術的優勢能夠得到充分發揮，進而提高石油勘探與開發工作的準確性和效率。

虛擬現實技術；石油勘探開發；應用

石油勘探與開發是一項復雜的工作，在開展過程中往往需要最大限度地獲取地下信息，而虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術是一種新興的三維可視化技術， 它可以對探區進行精確的三維解釋。在實際工作中，將VR技術應用到石油勘探開發中將有助于形成全沉浸式大場景、多數據類型一體化的顯示環境，這從整體上改變了石油勘探開發的工作模式和方法，提高了石油勘探與開發工作的準確性和效率。

現階段，雖然將VR技術應用到石油勘探開發中，給石油勘探開發帶來了廣闊的發展前景，但其實際應用水平卻還相對較低。鑒于此，我們有必要加強對VR技術在石油勘探開發中的應用研究，以促使VR技術的優勢能夠得到充分發揮，進而提高石油勘探與開發工作的準確性和效率。

1 VR技術概述

VR早期曾被譯為臨境、擬境等，它是綜合利用當前信息技術、計算機視覺技術、三維顯示技術的高新成果，可以把傳統顯示于計算機屏幕的二維圖像信息立體地展示在特定的環境空間中，進而給使用者營造出一種身臨實境的感覺，可以這樣說，VR技術的最大特點就是能給使用者營造出一個逼真的人機環境。在該環境下，用戶可以完全地沉浸于其中，并采用現實中與環境之間的交互方式來與虛擬對象直接交互。完善的VR系統應該包含多種感知信號，如視覺、力覺、觸覺等，但受限于當前VR技術的發展水平，目前使用較多的VR系統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境的感知主要是以視覺為主，所以即使是當前還遠未達到徹底完善的VR系統也依然具有巨大的應用潛力。

VR技術的發展是以可視化技術為基礎的，具有實時性、沉浸性和交互性的特點。實時性是指使用者可以像在實際空間中一樣，依據眼睛感受到的視點位置和視線方向，實時地改變眼睛所能接受到的虛擬環境畫面，并在使用者對虛擬環境做出一些反映時，能夠通過感知收獲到相關響應。沉浸性是指用戶通過VR系統的外設感受到的是三維立體的虛擬環境，這與傳統通過計算機屏幕顯示的二維畫面具有本質上的不同，且VR系統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、鼠標以及計算機顯示器等傳統外設來與圖形圖像進行交互，而是可以直接利用自己最自然的與環境間的交互方式來對虛擬環境中的對象進行簡單操作。

2 VR技術在石油勘探領域中的突出優勢

（1）構建了協同式的工作模式 因為VR技術實時性、沉浸性和交互性的特點，使得將VR技術應用到石油勘探開發中時，徹底改變了以往的工作模式，而是構建出了一種全新的協同工作模式。現實中，VR技術已經可以在地質、地震、巖石物理以及鉆井等不同類別工程人員間構造出協同式的工作環境，這種模式突破了以往不同類別工作間因為專業限制而造成的分裂，使得對地下石油資源和油氣的認識更加全面可靠，并最終為不同類別工程技術人員間的知識交流與資源共享創造了便利。這種模式有效地提高了石油勘探與開發過程的工作效率，同時也極大的提高了石油勘探開發的準確性，對企業的生產和經營決策也具有積極意義。

（2）顯示了全面的三維環境 VR技術的最大特點就是可以對多種數據形式用三維可視化技術進行“一體化”的展示，進而使得石油開發中不同類別的工程技術人員都可以在共同的環境中對數據進行分析，進而獲得宏觀整體性的認識。例如在地震勘探和解釋領域，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，不同工作類別數據的分析結果也可以相互印證和聯合顯示，進而擺脫了以往單一類別工作視界的局限性，這種聯合、協同的數據分析和顯示模式對于突破當前石油勘探領域的研究局限也具有重要的促進作用。

3 VR技術在石油勘探中的具體應用探討

（1）鉆探跟蹤決策和鉆井軌跡設計優化 利用VR技術可以在虛擬空間中對各種油井數據和井軌跡進行共同顯示，進而為鉆探跟蹤決策和井眼軌跡設計提供了強大的手段。如在石油勘探中，可以根據最新的鉆井成果對過去的地質描述模型進行修改，并利用修改后的模型對當前的工作方案進行調整和優化。

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

4 結語

雖然近年來VR技術取得了快速的發展，但將其應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技術的不斷成熟，未來將其與石油勘探工作相結合必將成為石油勘探開發領域的一個主要發展趨勢，而這將促使我國的石油勘探與開采工作達到一個新的高度。

［1］張世軍，慎思強，張宇軍.淺議虛擬現實技術在石油勘探中的應用［J］.科技創新與應用，2013，（12）：30.（文章題目：試論石油勘探開發中虛擬現實技術的應用）

［2］侯澤富.石油勘探中虛擬現實技術的應用分析［J］.中國化工貿易，2012，（5）：63.

［3］馮波，李江山，李毅.試析虛擬現實技術在石油勘探中的應用［J］.中國新技術新產品，2012，（12）：18.

［4］王武禮，王延江，李瑞民.基于虛擬現實技術的鉆井仿真系統設計［J］.計算機技術與發展，2012，21（9）：171-174.