計(jì)算機(jī)應(yīng)用于石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的思考

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摘要：論文分析了高性能計(jì)算機(jī)在石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用，提出了未來(lái)發(fā)展的幾個(gè)問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略。

關(guān)鍵詞：高性能計(jì)算機(jī)；石油勘探；開(kāi)發(fā)；應(yīng)用分析

一、在石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）國(guó)外應(yīng)用。世界各個(gè)石油企業(yè)在勘探開(kāi)發(fā)中，已經(jīng)基本達(dá)成了網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化發(fā)展，依托于高性能的計(jì)算機(jī)與環(huán)球性的寬帶網(wǎng)，對(duì)遍布世界各地的油田生產(chǎn)狀況加以實(shí)時(shí)性監(jiān)控，及時(shí)掌握世界石油市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，并有效進(jìn)行調(diào)節(jié)。高性能的計(jì)算機(jī)在勘探開(kāi)發(fā)石油過(guò)程中得到廣泛地應(yīng)用。例如：法國(guó)的高性能計(jì)算機(jī)，其總節(jié)點(diǎn)數(shù)超出2萬(wàn)。美國(guó)PGS地球物理企業(yè)的高性能計(jì)算機(jī)，其節(jié)點(diǎn)數(shù)也大于1.2萬(wàn)。英國(guó)的高性能計(jì)算機(jī)，在世界范圍內(nèi)建立四十多虛擬現(xiàn)實(shí)機(jī)構(gòu)。借助以上超級(jí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，企業(yè)可以將疊前的深度偏移等“特殊”技術(shù)進(jìn)行常規(guī)化轉(zhuǎn)變，以迅速獲得精確的地下成像，并深入分析地層以下的勘探目標(biāo)。而且，在相關(guān)的數(shù)據(jù)備份、軟件平臺(tái)、應(yīng)用系統(tǒng)、管理系統(tǒng)的建設(shè)上也取得了重要成果，增強(qiáng)了石油企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）國(guó)內(nèi)應(yīng)用。二十世紀(jì)七十年代初，我國(guó)自主研發(fā)了每秒運(yùn)速百萬(wàn)次的高性能計(jì)算機(jī)及配套的軟件系統(tǒng)，專門處理石油勘探資料的處理，在國(guó)家初期的石油勘探開(kāi)發(fā)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著社會(huì)的進(jìn)步，生產(chǎn)力的提升，我國(guó)的石油企業(yè)嘗試大量引入高性能的計(jì)算機(jī)[1]。例如：從上世紀(jì)七十年代起，以捆綁的形式進(jìn)口了很多高性能計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件，主要用在地震資料、石油勘探資料的研發(fā)工作。近年來(lái)，我國(guó)科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，高性能的計(jì)算機(jī)日益更新，國(guó)內(nèi)研制的高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其勘探開(kāi)發(fā)軟件，重新應(yīng)用于石油勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程，如曙光、神威等高性能計(jì)算機(jī)，具有性能高、價(jià)位低的優(yōu)點(diǎn)，得到很多石油企業(yè)的認(rèn)可，發(fā)揮了重要作用。

（三）中國(guó)石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用。第一，深度成像。我國(guó)研發(fā)了“神通 STseis ”疊前地震數(shù)據(jù)處理，第一次成功移植到國(guó)產(chǎn)“神威”牌高性能的計(jì)算機(jī)。并應(yīng)用波動(dòng)方程的深度偏移技術(shù)，有效地處理勝利油田CB 30區(qū)域130平方公里的地震資料。該項(xiàng)目的研究成果初步達(dá)到世界領(lǐng)先水平。第二，模擬油藏的數(shù)值。完成將帶有自主知識(shí)版權(quán)的多層二維二相軟件的并行版，從PVM環(huán)境到“神威”高性能計(jì)算機(jī)MPI環(huán)境的移植。并且，在我國(guó)研發(fā)的“神威”高性能并行計(jì)算機(jī)中，應(yīng)用了128個(gè)CPU計(jì)算資源，模擬的規(guī)模高達(dá)138萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)的孤東七區(qū)，實(shí)際油藏的并行應(yīng)用；應(yīng)用112個(gè)CPU的并行機(jī)資源，進(jìn)行了勝坨二區(qū)沙二1-2砂層組的油藏模擬與計(jì)算，規(guī)模達(dá)到一千萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)，共用了五個(gè)小時(shí)，符合我國(guó)油藏模擬的時(shí)效性標(biāo)準(zhǔn)，超出了世界相似油藏模擬高性能計(jì)算機(jī)應(yīng)用于石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的思考吳泉全◆的節(jié)點(diǎn)規(guī)模。第三，中石化高性能計(jì)算機(jī)的應(yīng)用中心項(xiàng)目。配置了“神威”64位高性能的計(jì)算機(jī)群、工作站、服務(wù)器、外設(shè)等設(shè)備，還安裝了很多專業(yè)化的應(yīng)用軟件，為石油勘探開(kāi)發(fā)工作提供了技術(shù)保障。

二、未來(lái)發(fā)展的幾個(gè)影響因素及應(yīng)對(duì)策略

（一）自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。關(guān)于石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用軟件的研究，我國(guó)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在很大的差距，可以說(shuō)，至今尚未研發(fā)一種自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界領(lǐng)先的軟件。所以，從長(zhǎng)期發(fā)展的視角分析，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用軟件對(duì)國(guó)家發(fā)展是十分有利的，政府及相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加大政策支持與投資力度。

（二）設(shè)備配置。在進(jìn)行高性能計(jì)算機(jī)配置過(guò)程中，若僅僅局限于眼前的利益，低水平的重復(fù)配置會(huì)影響系統(tǒng)的應(yīng)用壽命。若配置的設(shè)備具有較大差異，也會(huì)難以實(shí)現(xiàn)信息共享，降低了設(shè)備的利用率[2]。所以，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)高性能計(jì)算機(jī)資源的統(tǒng)一規(guī)劃與優(yōu)化配置；堅(jiān)持“統(tǒng)一投資、集中應(yīng)用”的原則，在進(jìn)行設(shè)備配置時(shí)，必須從全局層面進(jìn)行分析，充分考慮其性價(jià)比、可兼容性等，以提升系統(tǒng)的利用率。

（三）科研項(xiàng)目的成果轉(zhuǎn)化。關(guān)于項(xiàng)目的研究成果，如果不能及時(shí)投入應(yīng)用，既會(huì)無(wú)形中浪費(fèi)了人、財(cái)、物等資源，又會(huì)阻礙項(xiàng)目的順利進(jìn)行?；诟咝阅苡?jì)算機(jī)在推動(dòng)石油企業(yè)發(fā)展中是一個(gè)長(zhǎng)期性、持續(xù)性的工程，因此，唯有不斷加強(qiáng)研發(fā)力度，并且及時(shí)進(jìn)行研發(fā)成果的實(shí)際應(yīng)用與優(yōu)化，才會(huì)取得良好的結(jié)果。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高性能的計(jì)算機(jī)在社會(huì)諸多領(lǐng)域得到大量的應(yīng)用，并取得了豐碩的成果。特別在石油勘探開(kāi)發(fā)方面，相比世界發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)關(guān)于高性能計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與研究還存在一定的距離。未來(lái)，相關(guān)工作者加強(qiáng)繼續(xù)加強(qiáng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、設(shè)備優(yōu)化配置、科研項(xiàng)目的成果轉(zhuǎn)化的研究，為我國(guó)石油開(kāi)發(fā)事業(yè)提供有力的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]郭江.高性能計(jì)算機(jī)在石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].當(dāng)代石油石化,2005(08):30-32.

[2]馮其紅,李曉東,馬建民,等.石油勘探開(kāi)發(fā)工業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2014,31(09):1-4.

作者：吳泉全 單位：大慶鉆探物探一公司