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摘要:論文分析了高性能計算機在石油勘探開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用,提出了未來發(fā)展的幾個問題及應(yīng)對策略。
關(guān)鍵詞:高性能計算機;石油勘探;開發(fā);應(yīng)用分析
一、在石油勘探開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用
(一)國外應(yīng)用。世界各個石油企業(yè)在勘探開發(fā)中,已經(jīng)基本達成了網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化發(fā)展,依托于高性能的計算機與環(huán)球性的寬帶網(wǎng),對遍布世界各地的油田生產(chǎn)狀況加以實時性監(jiān)控,及時掌握世界石油市場動態(tài),并有效進行調(diào)節(jié)。高性能的計算機在勘探開發(fā)石油過程中得到廣泛地應(yīng)用。例如:法國的高性能計算機,其總節(jié)點數(shù)超出2萬。美國PGS地球物理企業(yè)的高性能計算機,其節(jié)點數(shù)也大于1.2萬。英國的高性能計算機,在世界范圍內(nèi)建立四十多虛擬現(xiàn)實機構(gòu)。借助以上超級的計算機系統(tǒng),企業(yè)可以將疊前的深度偏移等“特殊”技術(shù)進行常規(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。而且,在相關(guān)的數(shù)據(jù)備份、軟件平臺、應(yīng)用系統(tǒng)、管理系統(tǒng)的建設(shè)上也取得了重要成果,增強了石油企業(yè)綜合競爭力。
(二)國內(nèi)應(yīng)用。二十世紀七十年代初,我國自主研發(fā)了每秒運速百萬次的高性能計算機及配套的軟件系統(tǒng),專門處理石油勘探資料的處理,在國家初期的石油勘探開發(fā)中具有重要的現(xiàn)實意義。隨著社會的進步,生產(chǎn)力的提升,我國的石油企業(yè)嘗試大量引入高性能的計算機[1]。例如:從上世紀七十年代起,以捆綁的形式進口了很多高性能計算機及相關(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,我國科學技術(shù)迅速發(fā)展,高性能的計算機日益更新,國內(nèi)研制的高性能計算機系統(tǒng)及其勘探開發(fā)軟件,重新應(yīng)用于石油勘探開發(fā)過程,如曙光、神威等高性能計算機,具有性能高、價位低的優(yōu)點,得到很多石油企業(yè)的認可,發(fā)揮了重要作用。
(三)中國石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用。第一,深度成像。我國研發(fā)了“神通 STseis ”疊前地震數(shù)據(jù)處理,第一次成功移植到國產(chǎn)“神威”牌高性能的計算機。并應(yīng)用波動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。該項目的研究成果初步達到世界領(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”高性能計算機MPI環(huán)境的移植。并且,在我國研發(fā)的“神威”高性能并行計算機中,應(yīng)用了128個CPU計算資源,模擬的規(guī)模高達138萬個節(jié)點的孤東七區(qū),實際油藏的并行應(yīng)用;應(yīng)用112個CPU的并行機資源,進行了勝坨二區(qū)沙二1-2砂層組的油藏模擬與計算,規(guī)模達到一千萬個節(jié)點,共用了五個小時,符合我國油藏模擬的時效性標準,超出了世界相似油藏模擬高性能計算機應(yīng)用于石油勘探開發(fā)領(lǐng)域的思考吳泉全◆的節(jié)點規(guī)模。第三,中石化高性能計算機的應(yīng)用中心項目。配置了“神威”64位高性能的計算機群、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,為石油勘探開發(fā)工作提供了技術(shù)保障。
二、未來發(fā)展的幾個影響因素及應(yīng)對策略
(一)自主知識產(chǎn)權(quán)。關(guān)于石油勘探開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用軟件的研究,我國與世界發(fā)達國家相比存在很大的差距,可以說,至今尚未研發(fā)一種自主知識產(chǎn)權(quán)的世界領(lǐng)先的軟件。所以,從長期發(fā)展的視角分析,擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用軟件對國家發(fā)展是十分有利的,政府及相關(guān)部門應(yīng)當加大政策支持與投資力度。
(二)設(shè)備配置。在進行高性能計算機配置過程中,若僅僅局限于眼前的利益,低水平的重復(fù)配置會影響系統(tǒng)的應(yīng)用壽命。若配置的設(shè)備具有較大差異,也會難以實現(xiàn)信息共享,降低了設(shè)備的利用率[2]。所以,應(yīng)當加強高性能計算機資源的統(tǒng)一規(guī)劃與優(yōu)化配置;堅持“統(tǒng)一投資、集中應(yīng)用”的原則,在進行設(shè)備配置時,必須從全局層面進行分析,充分考慮其性價比、可兼容性等,以提升系統(tǒng)的利用率。
(三)科研項目的成果轉(zhuǎn)化。關(guān)于項目的研究成果,如果不能及時投入應(yīng)用,既會無形中浪費了人、財、物等資源,又會阻礙項目的順利進行。基于高性能計算機在推動石油企業(yè)發(fā)展中是一個長期性、持續(xù)性的工程,因此,唯有不斷加強研發(fā)力度,并且及時進行研發(fā)成果的實際應(yīng)用與優(yōu)化,才會取得良好的結(jié)果。
三、結(jié)語
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,高性能的計算機在社會諸多領(lǐng)域得到大量的應(yīng)用,并取得了豐碩的成果。特別在石油勘探開發(fā)方面,相比世界發(fā)達國家,我國關(guān)于高性能計算機的應(yīng)用與研究還存在一定的距離。未來,相關(guān)工作者加強繼續(xù)加強自主知識產(chǎn)權(quán)、設(shè)備優(yōu)化配置、科研項目的成果轉(zhuǎn)化的研究,為我國石油開發(fā)事業(yè)提供有力的技術(shù)支持。
參考文獻
[1]郭江.高性能計算機在石油勘探開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用[J].當代石油石化,2005(08):30-32.
[2]馮其紅,李曉東,馬建民,等.石油勘探開發(fā)工業(yè)虛擬仿真實驗教學中心建設(shè)[J].實驗技術(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