物探院三大平台：以共享提升服务支撑能力

2020-06-20

中国石化 2020年4期

□ 本刊记者魏玮

研发团队紧扣油气勘探开发的实际需求，着眼地震采集、处理、解释技术发展的趋势，在“新”字上大做文章。

中国石化重点实验室大型超声模拟装置在工作中。王跃摄

面对日益激烈的市场竞争，石油物探技术研究院为当好集团公司油气勘探开发的物探先锋，围绕提升市场服务支撑能力做文章，从基础方法研究、地震资料处理、自主软件研发入手，先后建设了地球物理实验平台、云计算平台，承接了集团公司的π-farme软件平台。三大平台的建设，为物探院进一步发挥“一部三中心”职能、为更多油田企业提供优质高效的服务支撑，起到了强有力的推动作用。

地球物理实验平台推动应用基础研究走向市场

地球物理实验平台是以岩石物理测试技术和分析研究、地震数值模拟方法技术研究、地震物理模拟技术研究和地震波传播规律等理论研究为重点，建立的地球物理开放型研究平台。“该平台的建立，就是为了实现设备共享、数据共享、成果共享，为石油物探核心技术、特色技术的研发提供研究基础和理论依据。”物探院院长杨勤勇表示。

初衷能否实现，市场是检验的唯一标准。“以往的地球物理实验更多的是理论基础研究，我们要被市场所需要、接受，只是理论肯定不行。”平台负责人表示。从理论基础研究到应用基础研究，平台的研究人员戏称为“一公里”距离。就是为了打通这“一公里”，平台先后开展了逼近真实地表地下地质条件下的三维地质建模、物理模型制作及正演模拟研究，原位地质条件下岩石物理测试等多项创新型研究。

科研人员带着技术闯市场。从2011年开放实验平台建立至今，物探院承接了江苏油田、西南分公司、胜利油田等多个分公司的基础研究项目。他们建立了复杂断块、火成岩发育及薄储层背景下的三维地质模型，开展正演模拟及地震波场特征分析，获得了不同地质体的地震响应模式，有效指导了复杂探区的高效勘探；深化了浮土区黏土弹性参数与正演模拟研究，为激发岩性优选提供了有效支撑；研制应力敏感物理模型材料，开展不同应力条件下地震物理模型实验观测及分析，为地应力预测提供了基础支撑；深化了川西中浅层岩石物理测试分析，获得了不同气水条件下的岩石物理弹性参数，为含气性反演预测提供了基础支撑。仅2019年，他们就成功引入10余个横向项目，超额完成了年度目标任务，开创了应用基础研究走向市场的新局面。

经过几年的努力，物探院实验平台制定了实验质量管理等16项制度流程，完善了三级管理架构，形成实验平台开放和数据共享的工作机制，实现5家院企的共享应用。地球物理重点实验室在中国石化29家重点实验室考核中排名第二。

石化最大“云”驱动科研生产提速

2020年2月28日，由物探院承担的两个地震资料处理项目顺利通过西北局组织的视频会议审查，这让项目长高厚强悬了一个多月的心终于放了下来：“我们这个项目后期需要对地震数据进行多次改进完善，有大数据量计算需求，能够在疫情防控期间完成研究工作并得到评审组的高度认可，云平台提供的远程共享和强大的计算能力功不可没。”

物探院云计算平台于2011年建成，目前这朵“云”上共部署17套高性能计算机群，配备丰富的地球物理勘探开发专业软件和科学工程计算软件，其中有物探院自主研发的NEWS、RTM等十余套软件，具备3万平方千米三维常规（含叠前时间偏移）、2万平方千米叠前深度偏移和2万平方千米逆时偏移地震资料的年处理能力。

截至目前，中原油田、河南油田、华北油气、西南油气等上游企业利用物探院云计算资源，已完成11个区块7466平方千米的常规、深度偏移和逆时偏移地震资料处理。其中，中原油田物探院远程利用云计算资源的200个GPU计算节点，只用10天时间就完成普光探区大湾—毛坝三维工区的逆时偏移地震资料处理，相比利用中原油田本地资源，计算速度提高4倍，节约了各项成本。

不只是服务上游企业勘探开发，物探院云计算中心还为集团公司各研究机构提供应用支撑。2015年至今，该中心已为石油化工科学研究院的20个用户、上海石油化工研究院的5个用户和北京化工研究院的5个用户提供了4000万核时的计算服务。

实际应用及测试效果表明，云计算中心资源集中建设、远程共享应用的模式，在支撑物探院科研生产的同时，能够有效提升计算资源利用率，解决油田企业和集团公司直属研究院大规模并行计算应用的问题，有力提升了中国石化科技创新能力。2011年至今，物探院云计算平台累计完成7.8万平方千米三维常规、3.9万平方千米叠前深度偏移和3.4万平方千米逆时偏移处理，有力提高了勘探开发效率。

地震专业软件平台砥砺奋进露真容

在云计算、大数据刚刚兴起的8年前，中国石化审时度势地做出了自主开发新一代地震一体化软件平台的科学决策，由物探院牵头，联合胜利油田、江汉油田、中原油田等油田企业和中国石化外部的IT公司，组建了联合技术攻关研发团队，开展了持续的技术攻关。研发团队紧扣油气勘探开发的实际需求，着眼地震采集、处理、解释技术发展的趋势，大胆应用技术领先的Hadoop分布式文件系统和MapReduce、Spark并行计算框架等大数据技术，研发了具有完全知识产权的π-Frame地震一体化软件平台，集成中国石化自有的先进地震技术，形成了支撑地震资料处理全业务流程的处理系统，完成了山地、沙漠、平原水网等不同地震地质条件的地震资料试验性生产，处理效果达到国外主流地震处理软件的水平。

2015年10月19日，在美国新奥尔良召开的SEG（国际勘探地球物理学家学会）国际展览会上，中国石化首次发布了π-Frame软件平台V1.0版本，引起了业界的广泛关注。SEG主席盛赞1.0版本的发布是“2015年会的最大亮点”。2019年9月16日，在美国圣安东尼奥召开的SEG国际展览会上，中国石化预发布了π-Frame软件平台及处理系统的V2.0版本，11月28日在中国石化2019年油气地球物理学术年会上正式发布了该版本。这次发布不仅更新了软件平台，而且发布了能满足复杂地表三维地震资料从数据输入到叠前深度偏移（RTM）处理流程的技术要求的处理系统，充分展示了π-Frame在大数据技术和云计算技术应用方面取得的成果，与现有的主流软件相比具备明显的性能优势。