石油勘探的虛擬現(xiàn)實技術應用

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摘要：盡管現(xiàn)階段在石油勘探中應用虛擬現(xiàn)實技術，使石油勘探開發(fā)獲得廣闊前景，但實際應用水平并不高，所以有必要加強對石油勘探中虛擬現(xiàn)實技術應用的探究，促使虛擬現(xiàn)實技術能在石油勘探中更充分地發(fā)揮優(yōu)勢，提高石油勘探工作的效率與準確性。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術；石油勘探；應用

虛擬現(xiàn)實技術是一種新技術，它將數(shù)字圖像處理、多媒體技術、計算機圖形學以及傳感器技術等信息技術分支融為一體，利用計算機和虛擬現(xiàn)實建模語言構建三維虛擬世界，形成逼真的環(huán)境，依據(jù)自然技能使用傳感設備并發(fā)生相互作用。一旦人置于虛擬環(huán)境里，就仿佛在游覽真實世界，空間認同感很強。隨著虛擬現(xiàn)實技術在新聞傳播、虛擬制造等領域的廣泛應用，將其應用于石油勘探越來越受到重視。下面就從石油勘探中虛擬現(xiàn)實技術的應用優(yōu)勢著手，探討其具體的應用，并展望其應用前景。

1石油勘探中虛擬現(xiàn)實技術的應用優(yōu)勢

將虛擬現(xiàn)實技術應用于石油勘探的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，應用虛擬現(xiàn)實技術構建石油勘探的協(xié)同工作模式。虛擬現(xiàn)實技術具備交互性、實時性和沉浸性等特征，將其應用于石油勘探時徹底改變其傳統(tǒng)的工作模式，構建出一種協(xié)同式的全新工作模式[1]。在實踐中，虛擬現(xiàn)實技術已經能在地質、地震、鉆井、巖石物理等類型不同的工程人員之間構造協(xié)同式工作的模式與環(huán)境，這突破過去類別不同的工作之間因專業(yè)限制而形成的分割，使人們對地下石油資源的認識更可靠、更全面，最終為類別不同的石油工程技術人員交流知識、共享資源等創(chuàng)造便利。該協(xié)同式工作模式的構建不僅大大了提高石油勘探工作的效率，還提高了石油勘探的準確性，對石油工業(yè)的發(fā)展具有重要的促進作用。另一方面，應用虛擬現(xiàn)實技術全面顯示石油勘探的三維環(huán)境。基于三維可視化技術對多種數(shù)據(jù)實施一體化展示，這是虛擬現(xiàn)實技術最顯著的優(yōu)勢，從而使石油勘探中類別不同的工程技術人員能在共同的環(huán)境里分析數(shù)據(jù)，形成整體性的、宏觀的認識。就拿地震勘探與解釋來說，應用虛擬現(xiàn)實技術，通過全過程三維地震解釋就能使石油勘探工作人員脫離過去那種狹小的工作站顯示屏區(qū)域，獲得宏觀研究石油凹陷、坳陷以及所有盆地的重要手段。與此同時，工作類別不同的數(shù)據(jù)分析結果也能得到相互印證、聯(lián)合顯示，擺脫過去類別單一的工作視界形成的局限，這種協(xié)同的、聯(lián)合的數(shù)據(jù)分析與顯示模式對當前突破石油勘探局限也有重要的研究意義和現(xiàn)實意義。

2石油勘探中虛擬現(xiàn)實技術的具體應用

（1）石油勘探階段的井位決策。通過應用虛擬現(xiàn)實技術，三維可視化中心和一般的石油勘探工作站實現(xiàn)無縫連接，確保數(shù)據(jù)體能順利從工作站向虛擬現(xiàn)實中心傳輸，尤其是在虛擬現(xiàn)實中心正常顯示海量數(shù)據(jù)體，這是一般的工作站不可能實現(xiàn)的[2]。如此一來，各決策者、專業(yè)人員就可身臨其境地、全方位地了解目標，從地震的剖面到時間切片，從解釋層到砂體描述，從設計井位到現(xiàn)實鉆井軌跡，使目標決策達到高效率。例如：在某油田中，先全方位實施觀察和研究，通過虛擬現(xiàn)實技術中的透明度顯示技術和斷層并進行研究；針對油田的特征，利用虛擬現(xiàn)實技術中的自動跟蹤解釋系統(tǒng)，追蹤含油砂巖并描述。通過應用虛擬現(xiàn)實技術，看到砂體所反映的古河道特點，綜合地質、地震、測井等資料進行進一步的研究，做出井位決策。（2）鉆井軌跡與鉆探跟蹤決策。虛擬現(xiàn)實技術不僅可顯示地震數(shù)據(jù)和各種屬性體，還能在同一個虛擬的立體空間同時顯示鉆井軌跡、鉆井數(shù)據(jù)，變成設計鉆井軌跡、進行鉆探跟蹤決策的有力工具。具體包括：沿井眼軌跡所在的剖面或多井任意連線的剖面將地震數(shù)據(jù)剖面顯示出來，相互驗證鉆井成果、新解釋地質模型；基于精確三維可視化解釋、儲層檢測，優(yōu)選鉆探靶點，并按照鉆探的地質目標實施三維井眼軌跡的論證設計，或修正已有井眼軌跡設計；石油勘探中的地質人員與鉆井人員在虛擬現(xiàn)實平臺協(xié)同工作，設計地質的同時優(yōu)化設計定向井工程；在鉆探環(huán)節(jié)持續(xù)使用最新的鉆井成果，并及時對原有地質認識模型進行修改，反過來指導后續(xù)的石油勘探鉆井進程，科學調整方案決策；結合網絡、井場實時監(jiān)控軟件與分析設備，及時向虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)傳輸鉆井數(shù)據(jù)，促使石油勘探項目組的工作人員實時監(jiān)控鉆井過程。尤其是虛擬現(xiàn)實技術中的實時隨鉆決策系統(tǒng)，它是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的一項核心技術[3]。在石油勘探鉆井中，通過衛(wèi)星將鉆井數(shù)據(jù)實時傳送給三維可視化中心，再基于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)三維立體化顯示石油鉆井的構造特征、正在進行的鉆井軌跡及其數(shù)據(jù)體，之后把石油勘探的專家聚集起來，實時監(jiān)控鉆井軌跡情況，進行隨鉆調整、及時優(yōu)化井位。例如：在某油田的某鉆井中，當開發(fā)井已經打到1500m時，在其三開鉆進環(huán)節(jié)鉆到110m處，物性好的油層也只有50m。于是多專業(yè)決策小組就在三維可視化中心通過實時隨鉆分析、研究，認為該水平段還處于石油儲層的頂部，因儲層物性變差而造成儲層增多?；谌S可視化綜合顯示，并和鄰井進行對比分析，認為水平段下部是物性較好的石油儲層，而垂向上距離油水界面較大，約30m，擁有加深側鉆的條件。所以隨鉆項目組最終決定側鉆，也就是向預測部位的斜下方進行鉆探，提高主井眼的石油儲層鉆遇率，滿足鉆前設計要求。最終的側鉆結果很明顯，有良好物性的石油儲層鉆遇率達到85%。所以通過應用虛擬現(xiàn)實技術，鉆井調整效率大大高于傳統(tǒng)方式。（3）隱蔽性石油儲層勘探應用。巖土物理研究是隱蔽性石油儲層勘探最主要的研究方向，應用虛擬現(xiàn)實技術對其有重要的積極作用[4]。隨著石油勘探開發(fā)面臨越來越復雜的地質條件，傳統(tǒng)的地震采集、數(shù)據(jù)處理以及解釋技術已無法滿足實際需求，尤其是分析地震數(shù)據(jù)，已經從單純構造解釋演變成預測巖性、飽和度、孔隙度等儲層參數(shù)，并為石油開采監(jiān)測提供基礎數(shù)據(jù)。對此，虛擬現(xiàn)實技術通過將高精度三維地震、井中地震、多分量地震延時地震等技術綜合在一起，從構造、巖性和物性、流體性質等方面全方位預測并解釋油藏，得到三維立體化油藏模型，監(jiān)測石油開發(fā)生產過程，使開發(fā)方案更科學、開采效率更高。例如，在某石油勘探工程中，通過結合巖性測試分析的成果，針對地震資料解釋和反演，從現(xiàn)有鉆井資料的認識向未知區(qū)域橫向預測時存在盲目性，適時提出一種和常規(guī)地震儲層預測不一樣的技術方法。這種技術方法就是綜合巖石物理模型和巖心物性參數(shù)，在正演結果的指導下研究隱蔽性石油儲層的地震響應特點，預測儲層。也就是基于實際測井、巖心物性參數(shù)實施虛擬井分析，依據(jù)合成地震記錄對巖石物性變化形成的地震響應變化進行分析，建立與實際地質特征更相符的石油儲層地質模型，優(yōu)選地震屬性，并通過自組織映射分類地震屬性，再通過實際地震資料預測隱蔽性石油儲層，驗證確定性。虛擬現(xiàn)實技術在巖石物理研究中的作用綜合石油地質勘探基礎理論和模型試驗技術等，推動石油地質勘探的發(fā)展和進步，并對因石油開采的地質恢復起到參考作用。

3石油勘探中虛擬現(xiàn)實技術的應用前景

今后石油勘探將面臨更海量的數(shù)據(jù)的可視化分析，而虛擬現(xiàn)實技術是理想的數(shù)據(jù)分析技術，將在石油勘探中發(fā)揮出更重要的作用，應用前景良好，主要體現(xiàn)在以下方面。一是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)構建成本高昂，這是妨礙虛擬現(xiàn)實技術在石油勘探中推廣應用的關鍵性因素，但隨著軟硬件技術不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的成本將越來越低，石油勘探也將逐步普及應用虛擬現(xiàn)實技術。二是在石油勘探中，以中低檔虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)為特征的桌面型數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)將得到廣泛的應用，且隨著三維可視化技術不斷的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的操作將更簡單、內容將更豐富。三是虛擬現(xiàn)實技術和數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)銀行、決策支持、知識管理、知識挖掘等技術密切結合在一起，快速推動石油數(shù)字化進程，引導石油勘探從數(shù)據(jù)集成與應用集成轉向知識集成。四是虛擬現(xiàn)實技術和數(shù)據(jù)管理技術、地理信息系統(tǒng)技術、網絡技術等的密切結合將推動數(shù)字油藏、數(shù)字油田的建設進程，大大提高油藏管理整體水平，徹底改變傳統(tǒng)的石油勘探方式。

4結語

虛擬現(xiàn)實技術作為一種可視化的研究設計、數(shù)據(jù)分析和協(xié)作決策的平臺，在諸多領域的應用中越來越廣泛而深入，特別是在石油勘探領域，虛擬現(xiàn)實技術在井位決策、鉆井軌跡設計、鉆探跟蹤決策、開發(fā)隱蔽性石油儲層等方面發(fā)揮出重要作用。為進一步提高虛擬現(xiàn)實技術在石油勘探領域的應用水平，需要以石油信息化建設為基礎，結合虛擬現(xiàn)實技術和各種先進的實用技術，提高石油勘探綜合決策水平，推動石油工業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。

參考文獻：

[1]王芳芳.虛擬現(xiàn)實技術在石油勘探中的應用[J].化工管理，2015(36):162~163.

[2]趙金鎖.新型技術在石油地質勘探中的應用[J].中國高新技術企業(yè)，2015(13):48~49.

作者:李賦真 單位:中國石油東方地球物理勘探責任有限公司