計算機應(yīng)用于石油勘探開發(fā)領(lǐng)域的思考

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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