TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

郭林 周東紅 沈東義 胡元凌

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院)

TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

郭林 周東紅 沈東義 胡元凌

(中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海油田勘探開發(fā)研究院)

隨著渤海海域油氣勘探開發(fā)的不斷發(fā)展，地震數(shù)據(jù)體的數(shù)據(jù)量在不斷增加，可達到幾百GB甚至TB級，而現(xiàn)有軟件無法完成跨工區(qū)、跨軟件的海量地震數(shù)據(jù)調(diào)用和顯示。自主研發(fā)了TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)，通過建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)對多個現(xiàn)有專業(yè)軟件數(shù)據(jù)庫、多個工區(qū)的地震數(shù)據(jù)統(tǒng)一調(diào)配，以形成一個龐大的數(shù)據(jù)集并提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口，最終在客戶端實現(xiàn)海量地震數(shù)據(jù)的實時高速讀取，并以各種方式(剖面、切片、三維體)顯示地震數(shù)據(jù)及相關(guān)成果圖。應(yīng)用效果表明，該系統(tǒng)功能強大、方便快捷，不僅可以在工作站上調(diào)入總量達到TB級的多個地震工區(qū)數(shù)據(jù)，同時還可以在PC機上快速瀏覽數(shù)據(jù)量達到幾十GB的地震體，從而為渤海海域區(qū)域地質(zhì)研究提供有力的技術(shù)支持。

TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)設(shè)計實時讀取

地震數(shù)據(jù)三維可視化顯示對石油企業(yè)提高勘探開發(fā)效率，加強數(shù)據(jù)采集、分析、處理能力，減少決策失誤，降低企業(yè)風(fēng)險起到了重要作用。隨著渤海油田的高速發(fā)展和工作需求，科研人員對大范圍多工區(qū)數(shù)據(jù)的連片研究需求也在不斷增加。然而，隨著地震數(shù)據(jù)體總量以及單個地震體數(shù)據(jù)量的不斷增加，單個工區(qū)地震數(shù)據(jù)量可達幾十GB，個別處理后的連片地震數(shù)據(jù)體甚至達到了200GB，多個地震工區(qū)數(shù)據(jù)總量達到了TB級。渤海油田所采用的解釋系統(tǒng)為Openworks和Geoframe，其三維顯示軟件分別為Geoprobe和GeoViz，2個系統(tǒng)在進行大范圍多工區(qū)的海量地震數(shù)據(jù)顯示時仍存在一些問題，主要表現(xiàn)在:Geoprobe不能跨工區(qū)顯示地震體，GeoViz雖然可以跨工區(qū)顯示，但彼此之間無法直接進行數(shù)據(jù)共享;而三維地震數(shù)據(jù)往往分布在不同的軟件系統(tǒng)中，其擁有各自的項目數(shù)據(jù)庫和磁盤文件存放方法，在進行大范圍多地震工區(qū)研究時往往需要在不同軟件之間進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換;同時，相關(guān)三維軟件在繪制數(shù)據(jù)前，往往需要將硬盤上的地震體數(shù)據(jù)全部加載或部分預(yù)加載入內(nèi)存進行處理轉(zhuǎn)換后再顯示，在總數(shù)據(jù)量達到數(shù)百GB甚至TB級時，占用的內(nèi)存空間不容小視，如果不進行預(yù)加載而直接讀取硬盤，則需要事先進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換并在磁盤上形成相應(yīng)緩存文件，以磁盤空間換取內(nèi)存空間。在上述數(shù)據(jù)加載和處理的過程中，往往需要較長的等待時間而導(dǎo)致工作效率降低。

實踐表明，雖然可以通過采購高端配置工作站并配備大容量內(nèi)存解決數(shù)據(jù)預(yù)加載，并采購大容量磁盤保存轉(zhuǎn)換后的冗余文件以實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的顯示，但仍無法解決數(shù)據(jù)加載和轉(zhuǎn)換所帶來的效率問題，同時也明顯增加了企業(yè)的硬件成本。因此，在不大量增加硬件成本的情況下，研發(fā)新的軟件以實現(xiàn)海量地震數(shù)據(jù)三維顯示并滿足科研工作需求，這對石油企業(yè)具有重要現(xiàn)實意義。鑒于此，我們自主研發(fā)了海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)，實現(xiàn)了對多個專業(yè)軟件、不同工區(qū)數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一調(diào)配，以形成一個龐大的數(shù)據(jù)集并提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口，客戶端可通過該接口直讀數(shù)據(jù)并實時繪制和顯示各種圖形;該系統(tǒng)不僅解決了不同解釋系統(tǒng)、不同工區(qū)之間數(shù)據(jù)共享問題，同時避免了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和過多的內(nèi)存及磁盤占用，可在普通工作站和PC機上同時載入并顯示多個地震工區(qū)，顯示的海量地震數(shù)據(jù)總量達到了TB級。

1系統(tǒng)總體設(shè)計

從最初的需求分析來看，TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)應(yīng)為數(shù)據(jù)瀏覽系統(tǒng)，用于解決已有軟件在超大數(shù)據(jù)量顯示時所遇到的問題，通過對已有軟件的功能補充為管理人員和科研人員提供方便的數(shù)據(jù)瀏覽和成圖功能，不需要替代原有軟件較為成熟的功能(例如解釋功能)，亦不需要對原始數(shù)據(jù)和工作成果進行處理和修改，只需要實現(xiàn)跨軟件、多工區(qū)的任意數(shù)據(jù)瀏覽，并保證實時性和運行效率，使其能夠在工作站上實現(xiàn)全區(qū)域的海量數(shù)據(jù)瀏覽以及在配置相對較低的普通PC機上方便地瀏覽和查看多個工區(qū)的數(shù)據(jù)與解釋成果。因此，本系統(tǒng)應(yīng)主要解決兩大問題:

(1)同時獲取Openworks和Geoframe兩個軟件底層數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，同時不形成冗余文件——研制數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)此功能。

(2)在現(xiàn)有硬件條件下實現(xiàn)多個地震工區(qū)數(shù)據(jù)的實時顯示——開發(fā)客戶端海量地震三維顯示系統(tǒng)實現(xiàn)此功能。

為實現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)共享訪問，我們將數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)分為前端應(yīng)用和后臺數(shù)據(jù)服務(wù)平臺兩部分，分別研發(fā)相應(yīng)軟件。TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

圖1 TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計

對于數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，該系統(tǒng)通過對Geoframe和Landmark底層數(shù)據(jù)庫格式進行解剖，自主研發(fā)相關(guān)的底層數(shù)據(jù)庫讀取軟件，提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)調(diào)用接口，并將各自底層數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)實時轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式;同時，通過研發(fā)數(shù)據(jù)總調(diào)度軟件對底層多個數(shù)據(jù)讀取軟件進行統(tǒng)一調(diào)配和管理，使得后臺數(shù)據(jù)形成一個龐大的數(shù)據(jù)集，并提供可供客戶端訪問的統(tǒng)一軟件接口。通過該服務(wù)平臺不但可以直接讀取上述2個軟件所對應(yīng)Oracle數(shù)據(jù)庫中相關(guān)數(shù)據(jù)，而且可以同時直讀磁盤陣列上的地震數(shù)據(jù)體。

對于客戶端海量地震三維顯示軟件，需要在同一場景中載入并繪制幾個甚至幾十個工區(qū)的地震數(shù)據(jù)和多種專業(yè)數(shù)據(jù)，并在顯示環(huán)境中任意定位瀏覽地震剖面。為將加載時間和內(nèi)存消耗降至最低，客戶端采用數(shù)據(jù)直讀實時繪制方法，該方法利用數(shù)據(jù)服務(wù)平臺提供的數(shù)據(jù)讀取功能實時獲取不同解釋系統(tǒng)、多個工區(qū)底層數(shù)據(jù)庫的地震數(shù)據(jù)，或磁盤陣列上的地震數(shù)據(jù)，實時繪制顯示圖形，無須進行預(yù)加載和轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)直讀功能可以實時獲得所有服務(wù)器中的地震數(shù)據(jù)體，包括不同軟件、不同工區(qū)的數(shù)據(jù)，滿足了海量數(shù)據(jù)顯示的要求。雖然實時獲取數(shù)據(jù)的速度不及全載并直讀內(nèi)存數(shù)據(jù)，會有一定延遲，但在高速千兆網(wǎng)的支持下，訪問速度足以滿足科研人員正常使用的要求。同時，由于數(shù)據(jù)實時獲取而非一次性載入，只需占用少量內(nèi)存空間就可以滿足可視化的顯示需求，大幅度降低了系統(tǒng)資源占用。TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)整體流程如圖2所示。

圖2 TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)整體流程

2數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的關(guān)鍵功能是實現(xiàn)多個庫的數(shù)據(jù)讀取和統(tǒng)一調(diào)配，并提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)格式，使所有數(shù)據(jù)成為一個龐大的數(shù)據(jù)集。地震解釋系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要包括地震數(shù)據(jù)、解釋成果數(shù)據(jù)和井數(shù)據(jù)，其中解釋成果與井數(shù)據(jù)存于Geoframe和Landmark的Oracle數(shù)據(jù)庫中，而數(shù)據(jù)量最大的地震數(shù)據(jù)則以文件形式按各自的格式存放在磁盤陣列上(除了一些索引等關(guān)鍵信息)。針對數(shù)據(jù)總量大、工區(qū)多，在多個服務(wù)器上建立多個數(shù)據(jù)庫并對應(yīng)多個磁盤陣列的現(xiàn)實情況，數(shù)據(jù)服務(wù)平臺采用中間數(shù)據(jù)服務(wù)和數(shù)據(jù)直讀兩級結(jié)構(gòu)。針對Openworks和Geo-frame數(shù)據(jù)庫的庫結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)存儲格式編寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)直讀程序，并部署在相應(yīng)服務(wù)器上，將讀取后的數(shù)據(jù)實時轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一標準的數(shù)據(jù)格式。由于客戶端需要后臺數(shù)據(jù)服務(wù)形成一個龐大的數(shù)據(jù)集，而不是與各個服務(wù)器直接交互，因此需要在此之上再建立一級中間數(shù)據(jù)服務(wù)層，由中間數(shù)據(jù)服務(wù)層總調(diào)度軟件統(tǒng)一調(diào)配服務(wù)器間的數(shù)據(jù)。

由于數(shù)據(jù)基于網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此本系統(tǒng)客戶端與中間層以及中間層與底層服務(wù)之間的數(shù)據(jù)傳輸均采用基于TCP/IP的Socket編程，并采用Java來編寫。

2.1 數(shù)據(jù)讀取軟件

需讀取的數(shù)據(jù)主要包括地震數(shù)據(jù)體、層位、斷層和井軌跡、測井曲線、合成記錄等不同類型的數(shù)據(jù)，根據(jù)功能需求與庫結(jié)構(gòu)特點，建立相應(yīng)的讀取模塊。由監(jiān)聽端口生成Java中的ServerSocket對象，接收并處理客戶端命令消息［1］，而后將數(shù)據(jù)返回客戶端。整個軟件執(zhí)行流程如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)讀取軟件流程

2.2 中間數(shù)據(jù)服務(wù)層總調(diào)度軟件

中間數(shù)據(jù)服務(wù)層總調(diào)度軟件(以下簡稱中間層軟件)主要實現(xiàn)兩大功能:一是與客戶端以及后臺服務(wù)之間的數(shù)據(jù)傳輸通訊;二是多數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一調(diào)度。通過實時解析客戶端的數(shù)據(jù)請求，并判斷數(shù)據(jù)所在服務(wù)器位置，將客戶端數(shù)據(jù)請求命令分發(fā)至后臺數(shù)據(jù)讀取服務(wù)器，并將獲取后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送回客戶端。通過該軟件對后臺多個服務(wù)器上的數(shù)據(jù)讀取軟件進行統(tǒng)一調(diào)度與管理，使得所有數(shù)據(jù)庫形成一個龐大的數(shù)據(jù)集，并具有實時獲取數(shù)據(jù)的功能。

具體實現(xiàn)時，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方面同樣采用基于TCP/IP的Socket編程。對于數(shù)據(jù)的調(diào)度與管理，在架設(shè)好底層數(shù)據(jù)讀取服務(wù)軟件后，每臺服務(wù)器將具有數(shù)據(jù)列表和數(shù)據(jù)讀取功能。中間層軟件在掛載每臺服務(wù)器時，需分別獲取其各自的總數(shù)據(jù)列表，之后將多個軟件數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)匯總為數(shù)據(jù)總表，并在客戶端請求數(shù)據(jù)列表時傳回客戶端。其中，較為關(guān)鍵的問題是數(shù)據(jù)列表中的每個數(shù)據(jù)雖然在數(shù)據(jù)庫中有唯一的id編號，但由于系統(tǒng)跨軟件獲取數(shù)據(jù)，同時對于同一軟件建立的數(shù)據(jù)庫因存放于多個服務(wù)器上，可能存在數(shù)據(jù)冗余以及id號重復(fù)問題，因此中間層軟件在獲取各個服務(wù)器上數(shù)據(jù)列表后還需將其統(tǒng)一分配附加的唯一編號作為中間層與客戶端和底層數(shù)據(jù)交互的唯一識別碼。這種全局id號可采用字符串的方式，例如可采用類似如下方法進行分配:

全局id=服務(wù)器編號+軟件類型編號+軟件版本編號+數(shù)據(jù)類型編碼+原數(shù)據(jù)id

整個中間層軟件的執(zhí)行流程如圖4所示。

圖4 中間數(shù)據(jù)服務(wù)層總調(diào)度軟件流程

3海量地震數(shù)據(jù)三維顯示客戶端的研發(fā)

海量地震數(shù)據(jù)三維顯示客戶端基于Visual C++ 2005進行研發(fā)，運行于Windows系統(tǒng)上，是以地震體數(shù)據(jù)為主，多種數(shù)據(jù)綜合顯示的三維軟件。由于該系統(tǒng)的重點是實現(xiàn)海量地震數(shù)據(jù)的三維顯示，因此本文僅重點論述地震體的繪制方法。

地震剖面數(shù)據(jù)由多個地震道構(gòu)成，每道上有多個采樣點。地震體的三維繪制需要根據(jù)剖面上的每個采樣點的振幅值大小標記不同的顏色。作為獨立的填充對象，每一個采樣點對應(yīng)于一個原地震數(shù)據(jù)體的振幅值和一個RGB色彩值。一個地震道最終被轉(zhuǎn)換成一個像素道［2］。該系統(tǒng)將色表劃分為256階，前128階與后128階分別對應(yīng)負振幅值與正振幅值。在取色的過程中，系統(tǒng)會根據(jù)振幅值范圍來確定某一振幅值所在的具體區(qū)間，將會按照比例被對應(yīng)劃入相應(yīng)的色階中，且振幅值越大的采樣點對應(yīng)的色階越高。采樣點與色表對應(yīng)關(guān)系如圖5所示。

圖5 地震道取色

在具體繪制地震體剖面時，該系統(tǒng)選擇OpenGL作為程序開發(fā)所用圖形庫。程序?qū)崿F(xiàn)時基于Open-GL中的紋理繪制功能，將每個采樣點依次取色并生成二維紋理，繪制時只需繪制剖面4個頂點所構(gòu)成的四邊形，并用紋理進行填充。紋理繪制的優(yōu)點在于擁有極快的繪制速度，通過紋理的各項異性過濾可以得到較為滿意的繪制效果［3］。當在三維空間中移動并將剖面放大到一定程度時，剖面的清晰度將會有較明顯降低，這時可以通過線性插值算法對剖面數(shù)據(jù)進行插值而生成更高精度的紋理，以滿足要求。

對于海量地震數(shù)據(jù)，即使使用紋理繪制，紋理的數(shù)據(jù)量也是很可觀的。對于超過100GB的超大地震數(shù)據(jù)體，單張剖面的數(shù)據(jù)量甚至可能達到百兆以上。因此，提高紋理的生成速度也是十分必要的，在此可以采用PBO技術(shù)提高紋理的生成速度。PBO (Pixel Buffer Object)是在OpenGL2.1中新增加的緩沖對象，它是通過擴展GL_ARB_pixel_buffer_object來實現(xiàn)快速的像素數(shù)據(jù)傳遞。PBO中的對象通過DMA(Direct Memory Access)傳遞到FrameBuffer，無須CPU介入，而且這種DMA是異步的［4］，可有效減少紋理對象生成過程中產(chǎn)生的主線程延遲。

4系統(tǒng)功能

目前，自主研發(fā)的TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)客戶端軟件可在裝有Windows系統(tǒng)的工作站上進行渤海全區(qū)域的地震數(shù)據(jù)顯示，同時可在普通辦公用PC機上為管理人員和科研人員提供方便的數(shù)據(jù)瀏覽和成圖功能。軟件運行后的主界面如圖6所示。

圖6 TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)運行效果

4.1 數(shù)據(jù)加載功能

軟件以樹形列表的方式為用戶提供數(shù)據(jù)加載功能，在擁有最高權(quán)限的情況下用戶可從列表看到Openworks和Geoframe的所有工區(qū)，無須關(guān)心數(shù)據(jù)來自哪個數(shù)據(jù)庫，均為相同的加載方式。樹形列表中每個工區(qū)下面分為井和地震兩大類數(shù)據(jù)，井數(shù)據(jù)包括井軌跡、測井曲線、時深標定等數(shù)據(jù);地震數(shù)據(jù)包含Survey以及其下對應(yīng)的地震體和所有解釋成果數(shù)據(jù)。加載時只需選中列表中的單選框即可，加載列表如圖7所示。

圖7 樹形列表局部截圖

用戶每次對數(shù)據(jù)的加載以及設(shè)置可保存成記錄文件，下次重新運行軟件時可選擇打開記錄文件，快速調(diào)入數(shù)據(jù)并恢復(fù)成上次加載時的場景，避免了重復(fù)點選數(shù)據(jù)列表而帶來的時間損耗。通過實測，將軟件運行在Windows XP 64位版操作系統(tǒng)上，硬件采用惠普Z800工作站，具體配置為Intel Xeon X5650 CPU以及16G內(nèi)存和2.5G顯存的Quadro 5000顯卡，可以在3分鐘內(nèi)調(diào)入總數(shù)據(jù)量高達500G的多個地震工區(qū)數(shù)據(jù);通過不斷加載數(shù)據(jù)，最終可任意操作總數(shù)據(jù)量達2TB以上的海量數(shù)據(jù)體。同時，數(shù)據(jù)操作的實時讀取延遲被有效控制在2 s以下的可接受范圍內(nèi)。

4.2 繪制功能

軟件可對地震體、解釋成果、井軌跡、測井曲線等主要數(shù)據(jù)進行三維顯示，并可顯示渤海三維版勘探形勢圖，每個數(shù)據(jù)對象均有其獨立的設(shè)置界面，包括色表和其他顯示參數(shù)。客戶端三維顯示效果如圖8所示。

圖8 客戶端三維顯示效果圖

4.3 其他功能

該系統(tǒng)還提供了其他必要的實用操作功能，主要包括:

(1)方便快捷的場景漫游鼠標操作，并配有鍵盤快捷鍵。鼠標移動過程中，可實時計算其所指向區(qū)域的真實三維坐標;并配有全局快速定位，即在全渤海范圍內(nèi)雙擊鼠標可瞬間拾取定位到三維場景中所要觀察的點。

(2)主界面上方快捷功能鍵提供切割任意線等快捷功能。

(3)全局設(shè)置功能。當加載多個地震體進行連片顯示時，可對所有對象同時進行色表調(diào)節(jié)、切時間切片、顯示比例調(diào)整等。

(4)全局數(shù)據(jù)管理功能。通過軟件提供的全局對象管理器，方便地查看已加載的所有對象并可調(diào)用其設(shè)置界面，也可對多個對象進行刪除管理。

(5)立體顯示功能。該功能可配合三維可視化中心相關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)三維立體顯示。

(6)高精度快速成圖。使用戶在可預(yù)覽的情況下輸出所見即所得的效果圖，通過顯卡直接渲染，可得到分辨率超過8 000×8 000的高精度圖片。

5應(yīng)用效果

目前，自主研發(fā)的TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)已在渤海海域地質(zhì)勘探研究中推廣應(yīng)用，并顯示出諸多優(yōu)點。

(1)為區(qū)域地質(zhì)研究提供了極大的便利。渤海海域勘探面積4.4×104km2，三維地震分塊分批采集處理，尚未實現(xiàn)全區(qū)連片處理，且不同工區(qū)的數(shù)據(jù)存放于不同的數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(Geoframe和Landmark)。不論是Geoframe還是Landmark，原有軟件都不能同時顯示全海域或某一較大區(qū)域的地震數(shù)據(jù)體;而對于區(qū)域地質(zhì)研究，這種大區(qū)域地震數(shù)據(jù)體的同時顯示是十分必要的。自主研發(fā)的TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)完全解決了這一問題，該系統(tǒng)在可視化中心和主流工作站上投入使用后，可以直接加載任意工區(qū)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全海域各種地震數(shù)據(jù)體(如地震方差數(shù)據(jù)體)及解釋成果(約2 TB，僅覆蓋一次)的超海量顯示(圖9)，同時可以在三維環(huán)境中抽取任意線剖面并加載三維勘探形勢圖，為區(qū)域地質(zhì)研究提供了極大的便利。

(2)應(yīng)用于郯廬斷裂帶研究。郯廬斷裂帶是貫穿渤海灣盆地的大斷裂，控制了該盆地的沉積和構(gòu)造發(fā)育，與油氣聚集成藏關(guān)系密切，對于區(qū)域地質(zhì)研究也具有重要意義［5-7］，是渤海灣盆地地質(zhì)勘探研究的一個熱點問題［8-10］。渤海油田三維地震數(shù)據(jù)已經(jīng)全覆蓋渤海海域郯廬斷裂帶，具備郯廬斷裂帶研究的資料條件。但是，覆蓋郯廬斷裂帶的三維地震資料由41塊獨立的工區(qū)組成，共計2.29×104km2，最大采集面積2 400 km2，最大處理面積約1×104km2，此前由于三維可視化中心和工作站配備的商業(yè)軟件無法實現(xiàn)全區(qū)域三維地震資料的整體顯示，對郯廬斷裂帶的整體解剖造成了極大的困難。TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)的應(yīng)用為郯廬斷裂帶的整體研究提供了有力工具，如圖9所示的三維地震相干切片，清晰地顯示了郯廬斷裂帶的位置、走向及其與沉積凹陷、次一級斷層的關(guān)系。使在斷裂帶的平面展布及時空演化等有爭議的科學(xué)問題的認識上取得了較大的進展，為斷裂帶內(nèi)油氣富集規(guī)律的認識及目標優(yōu)選提供了有力的技術(shù)支持。

圖9 渤海海域多工區(qū)連片效果(三維地震相干切片)

6結(jié)束語

TB級海量地震數(shù)據(jù)三維顯示系統(tǒng)通過搭建數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，直接解析并讀取Openworks和Geoframe庫中數(shù)據(jù)與磁盤文件，無須重新建庫和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，避免了數(shù)據(jù)冗余。同時，基于實時繪制方法實現(xiàn)了TB級海量數(shù)據(jù)的三維顯示，彌補了原有地震解釋軟件的不足。在地質(zhì)勘探實際應(yīng)用中，該系統(tǒng)為區(qū)域地質(zhì)研究、勘探形勢分析與決策，以及勘探項目管理提供了方便快捷、功能強大的軟件工具;同時與現(xiàn)有成熟的商業(yè)軟件相配合可為局部目標的精細研究提供保障。

當然，該系統(tǒng)目前還有一些待解決的問題，比如Openworks和Geoframe彼此之間的數(shù)據(jù)共享問題，多工區(qū)顯示時重合區(qū)域的拼接處理問題等，尚待進一步完善與發(fā)展。

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(編輯:周雯雯)

Designing and realizing a 3D display system of themass seism ic data w ith a TB level

Guo Lin Zhou Donghong Shen Dongyi Hu Yuanling
(BohaiOilfield Exploration and Development Research Institute，Tianjin Branch of CNOOC Ltd．，Tianjin，300452)

With the continuous hydrocarbon exploration and development in Bohai water，the seismic data volume is expanding continuously and may be up to a level of several hundred GB or even TB．However，the existing softwares cannot call and display the mass seismic data from various work areas and softwares．A 3D display system of the mass seismic data with a TB level has been independently researched and developed，in which the multiple existing databases of special software and the seismic data from multiple work areas are allocated in a unified way by creating the service of network data，in order to form a huge data set and provide a unified data access interface，to achieve a real time and high-speed access to the mass seismic data at a client end and finally to display the seismic data and their related figures in various ways(section，slice and triaxiality)．Its applications have shown that this system is powerful in functions and easy and fast in exploitation，and can not only call seismic data up to a TB level from several work areas at a workstation，but also view quickly the seismic bodies with data up to several ten GB at a PC．Therefore，the system may provide powerful supports for studying regional geology in Bohai water．

TB level;mass seismic data;3D display; system design;real-time access

郭林，男，工程師，2006年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，主要從事軟件研發(fā)工作。地址:天津市塘沽區(qū)609信箱(郵編:300452)。

2012-07-17改回日期:2012-08-28