微地震数据可视化系统的研究与实现

论文摘要

微地震通常是利用水力压裂或常规注水、注气等石油工程作业时引起地下应力场变化而产生，是分析油气储层分布走向的重要依据。微地震监测技术是通过对收集的微地震信号采用可视化技术进行压裂裂缝成像，对储层流体运动进行监测的技术。它始于20世纪70年代，是计算机和信号识别技术高度发展的产物，可用于油田生产监测、自然裂缝活动监测,以及油田流体驱动中的流体前沿追踪等领域。对于国内石油行业而言，微地震是一个新兴领域，无论在监测技术还是在后期数据分析处理，及解释软件研制方面均需要深入研究。微地震数据可视化系统是科学可视化与微地震勘探技术相结合的产物。本文通过介绍微地震数据的可视化与交互操作的设计与实现过程，具体的阐述了它们之间的关系。首先，通过对微地震数据显示的需求，系统在主界面上提供数据管理区和图形显示区。显示区域采用多文档结构（MDI）支持对微地震数据的多样化的显示方式，提高了系统的扩展性和交互性。其次，对系统涉及数据文件格式进行分析，设计出统一的数据获取接口。针对微地震数据的管理上具有层次的特点，将数据组织成文件结构体存储成树形结构的形式，提高了访问效率。利用观察者模式解决数据需要更新的问题。最后，通过采用OpenGL提供的显示列表来实现多种图元的绘制，系统形成了图元库。再结合对微地震数据进行解释的特殊需求，实现旋转、缩放、拾取、投影、播放等多种交互操作，形成了针对微地震数据的可视化交互系统。通过对微地震数据可视化系统的研发，形成一套性能良好、运行稳定的微地震数据解释子系统，为推广微地震监测技术提供必要的软件平台，为微地震技术在国内的推广运用做好技术铺垫。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 研究现状和发展态势
• 1.3 本文工作内容
• 1.4 论文组织
• 第二章 相关技术
• 2.1 可视化技术
• 2.1.1 可视化概述
• 2.1.2 可视化处理步骤
• 2.1.3 微地震数据的可视化
• 2.2 OpenGL 相关技术
• 2.2.1 OpenGL 概述
• 2.2.2 视图
• 2.2.3 光照
• 2.2.4 显示列表
• 2.2.5 文字
• 2.2.6 拾取
• 2.3 Qt GUI 编程接口
• 2.3.1 信号/槽机制（signal/slot）
• 2.3.2 三维渲染支持
• 2.4 本章小结
• 第三章 微地震数据可视化系统的需求分析及总体设计
• 3.1 系统需求及目标
• 3.1.1 功能和性能需求
• 3.1.2 可靠性和出错处理需求
• 3.1.3 交互性需求
• 3.1.4 系统目标
• 3.2 系统总体设计
• 3.3 本章小结
• 第四章 微地震数据可视化系统的详细设计与实现
• 4.1 交互界面模块的设计与实现
• 4.1.1 交互界面模块的设计
• 4.1.2 交互界面模块的实现
• 4.2 数据管理模块的设计与实现
• 4.2.1 微地震数据
• 4.2.2 数据获取
• 4.2.3 数据组织
• 4.2.4 数据更新
• 4.3 解释模块的设计与实现
• 4.3.1 图元绘制
• 4.3.2 拾取交互
• 4.3.3 投影
• 4.3.4 播放
• 4.4 本章小结
• 第五章 微地震数据可视化系统的测试
• 5.1 系统测试
• 5.1.1 测试环境
• 5.1.2 功能测试
• 5.1.3 性能测试
• 5.1.4 测试结论
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果