基于Open Inventor的油藏体三维展示技术研究

2019-08-13 09:08:26 《科教导刊·电子版》 2019年16期

唐新 闰葛冰 唐茂斌 张岩 赵建民

摘 要 随着石油与天然气开采技术的不断发展,数值模拟技术日趋成熟,油藏体三维展示的应用显得尤为重要。由于数值模拟结果中所包含的网格数量达到了百万级,甚至千万级,导致大量三维纹理的生成,降低运行效率甚至会导致系统崩溃。如何提高数据加载与展示的速度成为首要解决的问题。本文通过Open Inventor开发工具,利用LDM数据结构等技术,提高数据加载速度与动态展示交互效果,从而实现对油藏体的精细描述。

关键词 油藏体 三维展示 Open Inventor LDM

中图分类号:TP319文献标识码:A

1 Open Inventor简介

Open Inventor是目前被广泛使用的具有面向对象和交互式开发的三维可视化开发工具包,其中Open Inventor包含众多子模块。在开发过程中使用这些模块,既可减少开发时间,也可完美的利用Open Inventor图形的特性。Open Inventor是一个建立在Open GL基础上的对象库,具有相对独立的开发环境。Open Inventor的可移植性高,与平台系统无关,可以任意的移植到Unix、Windows等系统中。目前Open Inventor开发语言有C++和Java,但它也遵循C的调用规则,既可在C或C++的开发语言环境中,也可以直接调用Open Inventor中所包含的API函数。

2 LDM大数据体组织方式

LDM是VSG公司开发的数据格式,并且经常应用于大数据体的存储上,可以适用于不同数据结构组织的油藏体存储上。LDM用多个精细度(Level)的八叉树结构进行组织,从而满足快速可视化交互的用户体验,是一种多级分组、多分辨率的大数据体组织方式。LDM技术对数据的管理原则是:(1)油藏体利用八叉树原理进行存储,将油藏体进行八等分,直到此油藏体划分到最小,不能进行等分。(2)划分出的油藏体网格之间相邻,利用油藏体的顶点坐标,能快速的寻找出与此油藏体相邻的油藏体的坐标。由于现在油藏体的数据量不断增大,网格数据量甚至达到百万级、千万级,所以无法一次就加载到内存中,尤其是在GUI程序中。

3油藏体三维展示程序总体设计

在进行油藏体展示程序的设计过程中,需要遵循一定的准则,为设计开发制定标准,加快开发的进程和用户使用。在设计过程中主要遵循面向对象设计、模块化设计和易操作性设计原则。油藏体展示程序的主要功能包括数据的预处理与三维可视化展示两部分,其中每一部分的功能要求如下:

3.1油藏体数据预处理

通过大数据管理组织(LDM)进行统一的转换,从而得到统一的数据结构,消除异同文件的差异性,与此同时抽取文件中的关键字进行比较,也可以将文件进行读取。

3.2油藏体三维可视化

根据用户的需求,对油藏体进行操作。在油藏体进行模型浏览的同时,进行任意角度切片、属性显示、井位信息显示、按时间点播放等交互功能。

4油藏体三维展示程序实现

4.1程序实现

在三维可视化程序中,首先定义工具栏,包括文件、编辑、数据体等功能,在每个功能下包括人机交互操作。用户可以根据实际的需求对油藏体进行操作,达到精准展示油藏体特征的目的。

4.2人机交互功能实现

4.2.1任意角度剖切面

为方便用户浏览模型内部网格情况,实现剖面角度自定义的剖面显示方式选项,为用户提供选择所需剖面的坐标轴,旋转角度,是否剖切,以及剖面是否显示边框等选项后,显示出选中的显示方式效果。在本文中利用SoSwitch节点定义轮廓、切片以及网格等切换节点,然后从X,Y,Z三个方向上进行过滤。利用继承MiCellFilterIjk节点的LogicalSliceFilter切片接口,从而建立相应的切片节点。其次利用SoSeparator建立3D场景,并在3D场景中添加相应的变换、接片等子节点,利用SoSeparator节点中的子集中的根节点,将其分别加入到切片、网格切片切换节点中,然后建立MESH切片,将切片也加入到切片切换、网格以及轮廓开关节点中。

4.2.2模型属性显示设置

当程序将模型文件属性数据一次性加载到内存中,提高程序运行的效率,用户可以根据自己需要选择所要显示的属性。例如用户选择“含油饱和度”属性,程序提取该属性的可视化展示。

4.2.3井位显示设置

当用户选择到编辑下的“井位”按钮时,会在三维展示的油藏体上显示出所有井位。本文在显示井位的过程中,首先读取井位数据,然后利用SoSeparator来增加井筒节点,采用SoText2确定井筒标签节点,通过节点的设置来进行井筒位置的切换。

5结论

由于油气田的开发不断精细,油藏体包含的数据量也在不断的增加,而且数据网格的数量增加到了百万级,甚至千万级,为以后的使用带来了极大的不便。本文通过对油藏体三维展示处理技术的研究,通过与对油藏体相关技术的分析与应用,针对当前技术中文件差异性以及加载慢等问题,设计出相应的解决方案,对今后油藏体模拟与展示具有一定的借鉴意义。

基金项目:本文系黑龙江省大学生创新创业训练计划项目《油藏体三维可视化展示系统》编号201810220001的部分研究成果。

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