Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ Ｑ Ｑ： 研究报告 浅谈多媒体虚拟仿真在油田采油工程方案 设计中的应用前景 刘洪芹 （１．中国石油大学山东东营２５７０６１；２．中油辽河油田公司 辽宁盘锦１ ２４０１ ０） 摘要：多媒体技术自诞生之日起发展到今天的繁华景象，始终呈现出快速升级，功能迭新的节奏。如今，三维多媒体技术及其带来 “虚拟现实”，即将汇成一股新的时尚风暴，让科技世界更加精彰起来。 关键词：多媒体 采油腔 中图分类号：ＴＰ３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—０９８Ｘ（２００８）１２（ｂ）一０００３一Ｏ１ 多媒体仿真技术是以控制理论、相似 原理、数模与计算技术、信息技术、系统 技术及其应用领域相关专业技术为基础， 以计算机和多种专用物理效应设备为工 具，借助系统模型，对实际的或设想的系统 进行动态试验研究的一门新兴综合性技 术。随着数字化油田的发展，如何将多媒 体虚拟仿真技术应用到油田采油工程方案 编制中来，将是未来发展的一个方向。 １多媒体虚拟仿真技术 仿真（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）属于一门基础性学科。 仿真就是利用模型进行的一种试验，它可 极为有效而经济地用于科研、设计、训练 以及系统的试验。其特点是它属于一种可 控制的、无破坏性的、 耗费小的、并允许 多次重复的试验手段。它以其高效、优质、 低廉体现其强大的生命力和潜在的能力。 它是迄今为止最有效的经济的综合集成方 法，是推动技术进步的战略技术。 多媒体仿真技术以科学计算可视化和 可视仿真技术为基础。近年来，人们把传 统的计算机仿真与科学计算可视化相结 合，发展了可视化仿真技术，运用多媒体多 维信息综合处理技术，实现了多媒体仿真 系统。 三维可视化是与虚拟现实（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）的概念并生于一起的。所谓虚拟现 实，就是利用电脑的技术，来模仿已存在或 不存在的世界，通过特殊的输入、输出装 置，使用户产生身历其境的感觉。虚拟现 实实际上是定义了一种新的人机界面一一 经由对人类听觉、视觉和触觉的模拟，使 用户仿佛进入了电脑所建立的世界中。 ２采油工艺方案设计 油田开发是一项庞大而复杂的系统工 程，因此，在油田或油井投产前，必须编制 油田开发总体建设方案，采油工程方案是 总体方案的重要组成部分和方案实施的核 心，起着承上启下的作用。 采油工程的任务是通过生产井和注水 井对油藏进行一系列工程技术措施，使油 气顺畅地流入井内，并被经济有效地举升 到地面。 采油工程方案设计是依据油藏地质研 究成果和油藏工程方案，制定一系列工艺 技术措施方案，并对油藏工程方案的工程 技术可行性进行评价，以确保拟定开发指 品宣传演示。完井管柱图做来也得心应 标的实现。 手。 采油工程方案设计包括地质基础资料 利用可视化的虚拟现实系统，设计者 和开采现状、完井工程设计、注水工程设 仿佛置身于待建的场地中，可方便地从库 计（稀油）、采油方式优选、油层改造、配 中提取各种物件，象搭积木一样搭起一个 套工艺设计及动态监测等。 个虚拟管柱，色彩逼真，有材质感。设计者 可从任意角度观察，随意修改，直到满意为 ３多媒体虚拟仿真在油田采油工艺方案设 止。 计中的应用前景 通过计算机仿真计算，对不同种完井 随着油田信息化和数字化油田的发 方式进行模拟计算，优选出最适合本块或 展，在编制油田工艺方案中，应用媒体虚拟 本井的完井方式。 仿真技术，可使编制的方案数据来源快捷 ３．４注水工程设计 准确，计算结果更加形象直观，工艺措施可 通过计算机仿真系统数值模拟对油藏 用虚拟仿真的形式在电脑上预实施，节约 的拟合，根据现有模型预测水井注水量、 了成本，增加了准确性。具体应用前景如 吸水能力、注水温度等。 下所述。 ３．５采油方案设计 ３．１地质基础资料部分 制作采油工艺库：制作出各种采油工 利用计算机网络地理信息系统及虚拟 艺的原理示意图，对各种采油工艺做成模 现实技术，从网上直接可点出某一区块或 拟演示系统库，并与相应计算软件接口，可 单井的地质资料、井网分布图、地下油藏 实时连续显示井筒注汽过程中温度、压 流体性质等信息。 力、干度的二维彩显随井筒深度与时间的 ３．２开采现状部分 变化，实时连续显示井筒举升过程中温度、 生产管理信息系统使取得采油工程年 压力、粘度的二维彩显随井筒深度与时间 报、月报、日报成为可能。从网上直接给 的变化。并进行地层孔、渗、饱、压力、温 单井或区块的生产动态曲线，并实时模拟 度预测的三维动态实时演示图形。 显示地层的孔、渗、饱、压力、温度三维 ３．６利用仿真技术替代采油工艺现场试验 动态图形。 计算机仿真技术的核心是按系统工程 ３．３完井工程部分 原理建立真实系统的计算机仿真数学模 ＣＡＸＡ实体设计是世界最领先技术的 型，然后利用模型代替真实系统在计算机 创新三维ＣＡＤ系统。其主要任务目标是建 上进行试验和研究。计算机仿真可以用于 立有复杂或精确的工业模型，不仅要逼真 研制产品或设计系统的全过程中，包括方 地表达外观效果，而且更重要精确地表达 案论证、技术指标确定，设计分析、生产 其详细结构和工程信息。真正实现大规 制造、试验测试、维护训练、故障处理等 模、可重复的工业化生产和制造。通过 各个阶段。 ＣＡＤ软件更加强调三维模型的精确数学描 述，包括其精确的尺寸、坐标、公差、技术 参考文献 要求以及零件间精确的结构装配关系和结 【ｌ】王健，等．浅谈可视化技术在井下工具 构功能属性等。 设计中的应用前景．油气田地面工程， ３ＤＭＡｘ主要任务目标是将产生于人 ２００４，２３（２）５９． 类大脑中的原创构想通过计算机三维模 【２】吴奇，等．高新技术在采油工程中的应 拟，具体、形象、直观而快捷地表达出来。 用现状及展望．石油钻采工艺，２００３，２５ 而且本软件最大优势在于外观效果仿真， （２）：４７～４９． 可以最大限度实现三维建模的灵活性、灯 【３】刘翔鹗，王浦潭．采油工程技术的发展 光色彩与表面材质的专业性以及仿真动画 与展望．石油钻采工艺，２０００，２２（３）： 的自由性等。 ４２～４９． 我们可以结合这两种软件，对各种采 【３】张琪，万仁溥．采油工程方案设计．石油 油工具做成工具库，既可对各种参数模拟 石油出版社，２００２，９． 现实进行适应性分析，又可做为汇报及产 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ３