自主软件：“洋装”有了“中国心”

□ 本刊记者 程 强 姚 斌 王 旸 张 强

让软件有一颗“中国心”，意义远不止节省成本这么简单。

对物探行业来说，有了先进的技术只是第一步，要想使用这些技术，需要软件。

“我们都知道，电阻丝通电能烧水，但要使用这项技术，就需要‘热得快’。”物探院副院长赵改善打比方。

“经过近5年的高速发展，我院已形成了地震采集、成像和解释配套的地震软件系列，用3年时间走过了西方公司8～10年走过的路。”赵改善很是自豪。

这条长长的软件产品链覆盖了物探生产各个环节，正全力为中国石化国内外探区高效勘探开发服务：

在塔里木、松辽等盆地野外工区的隆隆炮声中，SPStool软件让每一炮的数据都臻于完美；

在物探院国际一流的云计算中心，iCluster软件在3万核级的集群中稳定“奔跑”，将地震数据变成一张张地球CT切片；

在国内外探区30多个生产项目中，NEWS软件帮助技术人员看清数千米地下的油藏所在，提出建议井位100多口；

在山西和顺煤层气、川西致密气等非常规战场，FracListener软件将地层经压裂产生的微裂缝精细显现，效果媲美国际一流。

□ 物探院对外发布自主软件产品。

iCluster、NEWS等等软件，虽然都有个洋文名，但“心”却是纯正中国心——集团公司党组成员、副总经理曹耀峰曾这样肯定：“物探院软件产品系列首次实现了中国石化自主软件产品对地震采集、处理和解释业务流程的全贯通，打破了国外国内软件产品的技术封锁。”

一只“丑小鸭”的成长

如今，NEWS油气综合解释系统已经是物探院的拳头产品，在中国石化范围内重点推广应用，版本也升级到了4.4版。但最初，NEWS并不叫NEWS。

“‘七五’之初，老一辈物探人管它叫‘丑小鸭’。”物探院副总工程师魏嘉回忆，“那时候国外第一代解释软件刚刚推出，我们也想研发出属于自己的软件，提高勘探效率，叫它‘丑小鸭’，就是希望有一天能真正变成白天鹅。”

那时候的计算机，内存1MB大，系统是DOS的，古老的配置现在已经很难想象了。“丑小鸭”也确实不起眼，“甚至连一个软件系统都算不上，只是方法技术的简单整合”。但从那时起，物探人踏上了自主软件的圆梦征程。

到了“八五”，计算机硬件在发展，物探人水平在提升，GeoMan软件系统应运而生，物探人管它叫“地质佬”，带着浓浓的南方味道。

“物探软件的名字里用上‘地质’二字，可见我们那会儿心有点大了，想做一个能把地质和地震结合起来做综合研究的软件。”魏嘉说，“GeoMan才可以称得上是NEWS的1.0版本。”

“九五”之初，迫于生存压力，物探院和北京的东西公司合作，共同开发新的油藏综合解释系统，NEWS从此诞生。东为E，西为W，北京在北为N，南京在南为S，组合成为NEWS，“NEW”也预示着一个新的开始。

到上世纪末，NEWS推出2.0版本，这本该值得高兴，但魏嘉他们却高兴不起来——由于体制机制原因，他们面临巨大的生存压力，从1996年到2001年，物探院软件人员从鼎盛时期的40多人逐渐流失到只有7个人。“而这6年，正是软件技术大飞跃的6年，我们从最初的基本与国际同步变成大幅落后。”魏嘉无比痛心。

进入新世纪，物探院并入中国石化，物探技术受到格外重视，软件研发一改颓势，奋起直追。2001年，他们获得集团公司立项支持，于2004年推出NEWS3.0版本。2009年，物探院升格建院，软件研发更是迅猛发展，2010年成功发布NEWS4.0版本。

从“丑小鸭”到“地质佬”再到如今的NEWS，每一次大的版本升级都是一次凤凰涅式的浴火重生——2.0版本引入数据库；3.0版本能够面向网络环境，支持团队工作模式，开发与运行环境从Unix平台发展到兼顾Linux平台；4.0版本则引入地质沉积解释学，开发与运行环境实现Linux和Windows跨平台，将原来的30多个模块优化构建为精细构造解释、地震沉积解释、储层裂缝表征和缝隙流体识别4大流程，功能比国外主流解释软件还多。

中国科学院院士刘光鼎等专家曾经评价：NEWS系统软件架构先进，多项综合解释技术处于国际领先水平，技术指标达到并部分超过国际同类软件的水平。

当年的“丑小鸭”，如今已光彩熠熠，但在魏嘉看来，这还远远不够。“功能更完善更强大，市场占有率更高，用户体验度更好，那个时候才能叫做‘白天鹅’。”魏嘉说，“这条路，还很长，但是我们有信心！”

与超级计算机的握手

物探院的软件产品格局为“3+X”，3就是采集、成像和解释软件，X则是其他专业辅助软件。解释软件是NEWS，成像软件则是iCluster，它们是物探院最值得骄傲的主力软件。

即便是现在看，iCluster也是个很时尚的名字，它却是物探院副院长赵改善十几年前起的。

iCluster属于物探院2000年进入中国石化以后的第一批项目，于2003年推出1.0版本，在当时，苹果公司享誉全球的iPhone、iPod、iMac等品牌正引导着新的命名潮流，而i又代表image，有成像之意，Cluster则是集群，因为软件要部署在计算机集群上——要知道，将野外工区里放数万炮得到的数据变成地球的CT切片需要超大量的计算。

iCluster系统在位于天津超算中心和济南超算中心的千万亿次超级计算机“天河一号”和“神威蓝光”系统上成功进行测试，运行良好，在万核级规模上取得了良好的并行加速比，表明了系统具有良好的规模扩展性和大规模生产应用能力。

在超级计算机上跑程序，并不是想象中那么简单。国内的软件程序多是千核以内的程序，计算规模达到万核级的程序寥寥可数，其中就有石油行业软件。万核级程序，意味着一个程序要同时在超过10000个处理器核心上运行，显然，并行效率越高，则代表软件开发水平越高。据测算，iCluster系统在“天河一号”超算的并行效率达到90%以上，在国内处于领先水平

如今，iCluster系统已成功部署在物探院自家的超级计算机——有着3.2万核CPU和73万核GPU集群、总运算能力超过2300万亿次/秒的云计算中心上，以难以想象的速度正在为中国石化相关探区绘制一幅幅地下CT图。

现在，iCluster系统版本已经达到3.1。赵改善清楚地记得，2003年10月，iCluster1.0版本刚刚推出就打了一场擂台。那时中国石化组织了地震资料偏移测试评比，物探院的iCluster和国外先进的Omega、Paradigm等一流成像软件同时处理进行同台PK，结果头筹被初出茅庐的iCluster拔得，从此一炮打响。

“拿第一是完全没有想到的，我们也知道自己的差距在哪里，这给我们增添了很大信心，下一步我们要在建模上多下功夫，争取软件更完善，还要在软件工程化上下功夫，让用户用得更方便。”赵改善说。

中国的物探问题还要自己解决

做软件是单调而辛苦的。一个NEWS系统，就有120多万行代码，而物探院所有软件的总代码量则达到200多万行。

有的程序，也许只有5000行代码，却要耗费3年时间。有的时候，年轻人写完代码交给魏嘉审核，30多行代码也许只用4行就解决问题，也有的时候，也许考虑不周可能导致运行崩溃，四五行代码也能改成十几行。做软件一路上会遇到各种各样的问题，但遇到问题不能停，魏嘉总是不自觉就摸根烟，在烟雾缭绕中寻找解决问题的办法，几年下来，办公室的墙皮都熏黄了。

即便如此，魏嘉并不觉得自己辛苦，更多地觉得有些心酸——这么多年做下来，软件就像自己的孩子，看着他一天天长大，在最困难的时候为了保住他还被迫与其他公司合作，一路风雨坎坷走到今天不容易，但费了这么大力气做出来的成果，现在并体现不出其应有的价值。

“因为大家对软件的商品属性理解并不充分。”赵改善说，国外的成像软件，都是按照部署规模来收费，1核要1000美元，部署1万核就需要1000万美元，这就是一个软件的使用成本，而iCluster系统部署下来，只能收取50万元的技术支持费，落差巨大。事实上，iCluster除了建模做得不够，计算方法上和国际先进水平没有差距，而NEWS甚至在方法技术上还处于领先地位，只是商品性稍差一些，需要在用户体验上继续努力。

“不过因为我们的技术逐渐赶上来，国外软件的费用也在不断降低，这也算是我们创造的间接效益吧。”赵改善说。

事实上，让软件有一颗“中国心”，意义远不止节省成本这么简单。据统计，全球70%左右的油气储量和产量来自海相碳酸盐岩，而就勘探开发难度而言，我国与国外海相油气田不可同日而语，且不说中东地区，就是美国，夹在太平洋和大西洋之间，其地质构造相对简单，是整装的海相沉积，地表也平坦，油藏埋深只有1000～3500米。而在我国，含油气盆地都经历了多期沧海桑田的构造运动，海相沉积主要集中在西部和南方，但是地表极为复杂，油藏埋深甚至达到7000米。因此，国外同类软件这些“外来的和尚”往往念不好我国复杂地质条件这本经。

时至今日，赵改善依然清楚地记得已故中国科学院院士马在田的忠告：“中国石油物探技术的发展，不能只靠外国力量，要依靠自己的力量，走独立自主发展道路，通过不断创新，研发适合中国地质特点的核心技术。”

赵改善说，西方公司的最新技术和软件是不卖的，他们只卖服务，就是限制新技术应用。此外，参与海外勘探招标时，没有自己的软件是不能参与招标的，如果是购买西方公司的软件，就要承担“不能和软件公司母公司竞争同一区块”的附加条件。这种情况下，让软件拥有“中国心”更弥足珍贵。

在非常规微地震压裂监测领域大放异彩的FracListener软件，成功打破了四方公司的技术垄断和封锁，效果达到国际水平，效率远超其他软件。而该软件从立项到发布产品，仅用了两年时间。

“没有之前做iCluster、NEWS的积累，FracListener不可能这么快做出来。”赵改善感慨，“不经历风雨，怎么见彩虹！”