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(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)值模擬技術(shù)日趨成熟，油藏體三維展示的應(yīng)用顯得尤為重要。由于數(shù)值模擬結(jié)果中所包含的網(wǎng)格數(shù)量達(dá)到了百萬級，甚至千萬級，導(dǎo)致大量三維紋理的生成，降低運(yùn)行效率甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)崩潰。如何提高數(shù)據(jù)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(fā)工具，利用LDM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等技術(shù)，提高數(shù)據(jù)加載速度與動態(tài)展示交互效果，從而實現(xiàn)對油藏體的精細(xì)描述。

關(guān)鍵詞 油藏體 三維展示 Open Inventor LDM

中圖分類號：TP319文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 Open Inventor簡介

Open Inventor是目前被廣泛使用的具有面向?qū)ο蠛徒换ナ介_發(fā)的三維可視化開發(fā)工具包，其中Open Inventor包含眾多子模塊。在開發(fā)過程中使用這些模塊，既可減少開發(fā)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(chǔ)上的對象庫，具有相對獨(dú)立的開發(fā)環(huán)境。Open Inventor的可移植性高，與平臺系統(tǒng)無關(guān)，可以任意的移植到Unix、Windows等系統(tǒng)中。目前Open Inventor開發(fā)語言有C++和Java，但它也遵循C的調(diào)用規(guī)則，既可在C或C++的開發(fā)語言環(huán)境中，也可以直接調(diào)用Open Inventor中所包含的API函數(shù)。

2 LDM大數(shù)據(jù)體組織方式

LDM是VSG公司開發(fā)的數(shù)據(jù)格式，并且經(jīng)常應(yīng)用于大數(shù)據(jù)體的存儲上，可以適用于不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織的油藏體存儲上。LDM用多個精細(xì)度（Level）的八叉樹結(jié)構(gòu)進(jìn)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(shù)據(jù)體組織方式。LDM技術(shù)對數(shù)據(jù)的管理原則是：（1）油藏體利用八叉樹原理進(jìn)行存儲，將油藏體進(jìn)行八等分，直到此油藏體劃分到最小，不能進(jìn)行等分。（2）劃分出的油藏體網(wǎng)格之間相鄰，利用油藏體的頂點坐標(biāo)，能快速的尋找出與此油藏體相鄰的油藏體的坐標(biāo)。由于現(xiàn)在油藏體的數(shù)據(jù)量不斷增大，網(wǎng)格數(shù)據(jù)量甚至達(dá)到百萬級、千萬級，所以無法一次就加載到內(nèi)存中，尤其是在GUI程序中。

3油藏體三維展示程序總體設(shè)計

在進(jìn)行油藏體展示程序的設(shè)計過程中，需要遵循一定的準(zhǔn)則，為設(shè)計開發(fā)制定標(biāo)準(zhǔn)，加快開發(fā)的進(jìn)程和用戶使用。在設(shè)計過程中主要遵循面向?qū)ο笤O(shè)計、模塊化設(shè)計和易操作性設(shè)計原則。油藏體展示程序的主要功能包括數(shù)據(jù)的預(yù)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(shù)據(jù)預(yù)處理

通過大數(shù)據(jù)管理組織（LDM）進(jìn)行統(tǒng)一的轉(zhuǎn)換，從而得到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，消除異同文件的差異性，與此同時抽取文件中的關(guān)鍵字進(jìn)行比較，也可以將文件進(jìn)行讀取。

3.2油藏體三維可視化

根據(jù)用戶的需求，對油藏體進(jìn)行操作。在油藏體進(jìn)行模型瀏覽的同時，進(jìn)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?qū)崿F(xiàn)

4.1程序?qū)崿F(xiàn)

在三維可視化程序中，首先定義工具欄，包括文件、編輯、數(shù)據(jù)體等功能，在每個功能下包括人機(jī)交互操作。用戶可以根據(jù)實際的需求對油藏體進(jìn)行操作，達(dá)到精準(zhǔn)展示油藏體特征的目的。

4.2人機(jī)交互功能實現(xiàn)

4.2.1任意角度剖切面

為方便用戶瀏覽模型內(nèi)部網(wǎng)格情況，實現(xiàn)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(biāo)軸，旋轉(zhuǎn)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(jié)點定義輪廓、切片以及網(wǎng)格等切換節(jié)點，然后從X，Y，Z三個方向上進(jìn)行過濾。利用繼承MiCellFilterIjk節(jié)點的LogicalSliceFilter切片接口，從而建立相應(yīng)的切片節(jié)點。其次利用SoSeparator建立3D場景，并在3D場景中添加相應(yīng)的變換、接片等子節(jié)點，利用SoSeparator節(jié)點中的子集中的根節(jié)點，將其分別加入到切片、網(wǎng)格切片切換節(jié)點中，然后建立MESH切片，將切片也加入到切片切換、網(wǎng)格以及輪廓開關(guān)節(jié)點中。

4.2.2模型屬性顯示設(shè)置

當(dāng)程序?qū)⒛Ｐ臀募傩詳?shù)據(jù)一次性加載到內(nèi)存中，提高程序運(yùn)行的效率，用戶可以根據(jù)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(shè)置

當(dāng)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(shù)據(jù)，然后利用SoSeparator來增加井筒節(jié)點，采用SoText2確定井筒標(biāo)簽節(jié)點，通過節(jié)點的設(shè)置來進(jìn)行井筒位置的切換。

5結(jié)論

由于油氣田的開發(fā)不斷精細(xì)，油藏體包含的數(shù)據(jù)量也在不斷的增加，而且數(shù)據(jù)網(wǎng)格的數(shù)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(shù)的研究，通過與對油藏體相關(guān)技術(shù)的分析與應(yīng)用，針對當(dāng)前技術(shù)中文件差異性以及加載慢等問題，設(shè)計出相應(yīng)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(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目《油藏體三維可視化展示系統(tǒng)》編號201810220001的部分研究成果。

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