在现代生活中,石油的地位已经举足轻重。近年来,深水油气的发展日益迅速,但是由于复杂的海洋环境,深水石油的开采过程技术难度高,风险大,对专家经验要求高。然而随着虚拟现实技术的快速发展,虚拟现实技术被应用到海洋工程中来模拟真实的深海工作环境,不仅可以将深水的工作搬到陆地上来,还可以帮助完成培训专业人才的工作。针对现有的水下系统生产施工对虚拟现实的应用需求,本文以虚拟现实为基础构建了复合式的水下生产视景仿真系统。本文从以下几个方面对复合式水下生产视景仿真系统中的关键技术展开研究。（1）研究了水下生产系统中的关键技术。对系统中的三维虚拟海洋场景进行构建,真实的模拟海洋场景和天气情况。针对水下机器人（ROV）进行了物理建模和数学建模,使用伪逆法优化ROV的动力分配。对工程船和吊物系统的运动规律进行了仿真模拟研究,并对典型案例的仿真过程进行仿真测试实验。（2）根据ROV的工作特点,论文设计提出了基于深度学习、模仿学习和强化学习的机器人抓取模型,首先通过双目视觉立体匹配网络生成深度序列,然后完成机器人抓取过程的训练。模型中使用了ResNet-18卷积神经网络,近端策略优化（PPO）算法进行抓取实验研究,在仿真实验平台中进行训练,最后迁移到真实的水下生产环境中。（3）根据上述的研究内容,结合现实应用所需设计实现了复合式水下生产仿真系统,系统实现了对水下生产系统中的十个典型案例的模拟仿真,实现了文章中的关键技术和抓取算法的实际应用。