基于Open Inventor的油藏體三維展示技術研究

唐新 閏葛冰 唐茂斌 張巖 趙建民

摘 要 隨著石油與天然氣開采技術的不斷發展，數值模擬技術日趨成熟，油藏體三維展示的應用顯得尤為重要。由于數值模擬結果中所包含的網格數量達到了百萬級，甚至千萬級，導致大量三維紋理的生成，降低運行效率甚至會導致系統崩潰。如何提高數據加載與展示的速度成為首要解決的問題。本文通過Open Inventor開發工具，利用LDM數據結構等技術，提高數據加載速度與動態展示交互效果，從而實現對油藏體的精細描述。

關鍵詞 油藏體 三維展示 Open Inventor LDM

中圖分類號：TP319文獻標識碼：A

1 Open Inventor簡介

Open Inventor是目前被廣泛使用的具有面向對象和交互式開發的三維可視化開發工具包，其中Open Inventor包含眾多子模塊。在開發過程中使用這些模塊，既可減少開發時間，也可完美的利用Open Inventor圖形的特性。Open Inventor是一個建立在Open GL基礎上的對象庫，具有相對獨立的開發環境。Open Inventor的可移植性高，與平臺系統無關，可以任意的移植到Unix、Windows等系統中。目前Open Inventor開發語言有C++和Java，但它也遵循C的調用規則，既可在C或C++的開發語言環境中，也可以直接調用Open Inventor中所包含的API函數。

2 LDM大數據體組織方式

LDM是VSG公司開發的數據格式，并且經常應用于大數據體的存儲上，可以適用于不同數據結構組織的油藏體存儲上。LDM用多個精細度（Level）的八叉樹結構進行組織，從而滿足快速可視化交互的用戶體驗，是一種多級分組、多分辨率的大數據體組織方式。LDM技術對數據的管理原則是：（1）油藏體利用八叉樹原理進行存儲，將油藏體進行八等分，直到此油藏體劃分到最小，不能進行等分。（2）劃分出的油藏體網格之間相鄰，利用油藏體的頂點坐標，能快速的尋找出與此油藏體相鄰的油藏體的坐標。由于現在油藏體的數據量不斷增大，網格數據量甚至達到百萬級、千萬級，所以無法一次就加載到內存中，尤其是在GUI程序中。

3油藏體三維展示程序總體設計

在進行油藏體展示程序的設計過程中，需要遵循一定的準則，為設計開發制定標準，加快開發的進程和用戶使用。在設計過程中主要遵循面向對象設計、模塊化設計和易操作性設計原則。油藏體展示程序的主要功能包括數據的預處理與三維可視化展示兩部分，其中每一部分的功能要求如下：

3.1油藏體數據預處理

通過大數據管理組織（LDM）進行統一的轉換，從而得到統一的數據結構，消除異同文件的差異性，與此同時抽取文件中的關鍵字進行比較，也可以將文件進行讀取。

3.2油藏體三維可視化

根據用戶的需求，對油藏體進行操作。在油藏體進行模型瀏覽的同時，進行任意角度切片、屬性顯示、井位信息顯示、按時間點播放等交互功能。

4油藏體三維展示程序實現

4.1程序實現

在三維可視化程序中，首先定義工具欄，包括文件、編輯、數據體等功能，在每個功能下包括人機交互操作。用戶可以根據實際的需求對油藏體進行操作，達到精準展示油藏體特征的目的。

4.2人機交互功能實現

4.2.1任意角度剖切面

為方便用戶瀏覽模型內部網格情況，實現剖面角度自定義的剖面顯示方式選項，為用戶提供選擇所需剖面的坐標軸，旋轉角度，是否剖切，以及剖面是否顯示邊框等選項后，顯示出選中的顯示方式效果。在本文中利用SoSwitch節點定義輪廓、切片以及網格等切換節點，然后從X，Y，Z三個方向上進行過濾。利用繼承MiCellFilterIjk節點的LogicalSliceFilter切片接口，從而建立相應的切片節點。其次利用SoSeparator建立3D場景，并在3D場景中添加相應的變換、接片等子節點，利用SoSeparator節點中的子集中的根節點，將其分別加入到切片、網格切片切換節點中，然后建立MESH切片，將切片也加入到切片切換、網格以及輪廓開關節點中。

4.2.2模型屬性顯示設置

當程序將模型文件屬性數據一次性加載到內存中，提高程序運行的效率，用戶可以根據自己需要選擇所要顯示的屬性。例如用戶選擇“含油飽和度”屬性，程序提取該屬性的可視化展示。

4.2.3井位顯示設置

當用戶選擇到編輯下的“井位”按鈕時，會在三維展示的油藏體上顯示出所有井位。本文在顯示井位的過程中，首先讀取井位數據，然后利用SoSeparator來增加井筒節點，采用SoText2確定井筒標簽節點，通過節點的設置來進行井筒位置的切換。

5結論

由于油氣田的開發不斷精細，油藏體包含的數據量也在不斷的增加，而且數據網格的數量增加到了百萬級，甚至千萬級，為以后的使用帶來了極大的不便。本文通過對油藏體三維展示處理技術的研究，通過與對油藏體相關技術的分析與應用，針對當前技術中文件差異性以及加載慢等問題，設計出相應的解決方案，對今后油藏體模擬與展示具有一定的借鑒意義。

基金項目：本文系黑龍江省大學生創新創業訓練計劃項目《油藏體三維可視化展示系統》編號201810220001的部分研究成果。

參考文獻

[1] 陳雨馨. Volume Viz在油氣儲層可視化中的應用研究[D].西安：西安石油大學，2014.

[2] Visualization Sciences Group. The Open Inventor User's Guide [EB/OL].www.vsg3d.com，2010.

[3] 蔡磊.基于Open Inventor產品三維可視化系統研究[D].重慶：重慶大學，2012.

[4] 詹煒，戴光明.數據可視化程序開發包Open ?Inventor及其應用[J].計算機工程與設計，2007，28（11）：25-27.

[5] 申龍斌.油田勘探開發地質對象三維可視化關鍵技術研究[D].青島：中國海洋大學，2010.

[6] 孔進.基于Open Inventor的儲層建模可視化研究[D].西安：西安石油大學，2013.

[7] 翟飛飛.OIV在油藏地質建模可視化中的應用研究[D].西安：西安石油大學，2015.

[8] 白永良，劉展，魏合龍等.基于Open Inventor 油藏四維展示方法研究[J].西安石油大學學報（自然科學版），2012（01）：94-98.

[9] 張巖，聶永丹，趙建民，侯俊龍，何文杰.油藏體數模綜合展示技術研究[J].沈陽理工大學學報，2013（02）：33-37.