大慶油田是中國最大的油田，曾經(jīng)創(chuàng)造連續(xù)27年高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)5000萬噸的世界奇跡。如何在新形勢下實(shí)現(xiàn)下一個(gè)10年穩(wěn)產(chǎn)4000萬噸目標(biāo)？這是擺在大慶勘探工作者面前的又一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)世界級難題
中國是公認(rèn)的石油地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜地區(qū)，就如何進(jìn)一步準(zhǔn)確、細(xì)致地認(rèn)識和區(qū)別大慶盆地的石油地質(zhì)結(jié)構(gòu)，對大慶油田的繼續(xù)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)有著重要意義。張鐵鋼認(rèn)為，大慶油田整個(gè)
松遼盆地面積較大，大慶油田主力——“長垣油田”是個(gè)大構(gòu)造，在其周邊分布著大大小小的段塊，巖性油藏非常多，但都屬“三低”（低產(chǎn)量、低滲度、低豐度）。如何進(jìn)行有效而高效的開發(fā)，必須準(zhǔn)確地找到河道砂體，只有在砂體里才能有油的固體。
大慶近年來開展的“長垣315”地震工程（ “3”是3米厚的土層能夠準(zhǔn)確有效的識別，“5”是5米的斷層，“1”是油藏）屬于世界級難題，在西方油公司的概念中，3米砂層和1米有效土層可能都忽略不計(jì)，自覺沒有開采價(jià)值。但是如果在美國加州，整個(gè)洛杉磯一帶也是
低滲透，有幾萬口井，每口井的產(chǎn)量平均在1~2噸，但仍然繼續(xù)開采。因?yàn)橐坏┩ｉ_就面臨滲透性等方面的問題，將驅(qū)動(dòng)不出油來。國內(nèi)有些油田就沒有其效益低而對其開采叫停。
在大片區(qū)城里能否準(zhǔn)確找到油層，對油田開采階段意義重大。張鐵鋼說，“現(xiàn)在我們的保護(hù)層準(zhǔn)確識別的技術(shù)，窄小河道在整個(gè)地震成像里能準(zhǔn)確識別，在潮陽溝和慶輸港兩個(gè)區(qū)塊，用此技術(shù)做了8口井，其中最好的一口井46噸/天，屬于高產(chǎn)點(diǎn)，而以前在這種地方很難能找到10噸以上的井。”
物探技術(shù)的進(jìn)步
大慶油田所屬勘探范圍主要包括東北和西北兩大探區(qū)，共計(jì)14個(gè)盆地，勘探面積達(dá)23萬平方公里。物探技術(shù)在大慶經(jīng)過多年不斷摸索，有了長足進(jìn)步。張鐵鋼告訴記者，對一個(gè)復(fù)雜的區(qū)塊來講，惟一認(rèn)識地下的手段就是地震技術(shù)。在地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)上，地震裝備進(jìn)步顯著，并涌現(xiàn)出SN388與Sercel408UL等萬道地面采集系統(tǒng)，這些先進(jìn)
裝備的使用基本適應(yīng)了各種復(fù)雜地表區(qū)的地震采集要求，并全面提高了地震數(shù)據(jù)的分辨能力。采集技術(shù)本身也取得了明顯進(jìn)步，出現(xiàn)包括陸上多分量采集、井下多分量采集和永久性埋置檢波器等多種采集方式。
在大慶及海拉爾區(qū)等地表復(fù)雜區(qū)，以及復(fù)雜斷塊三維地震、高分辨率地震勘探方面取得較大進(jìn)展。大慶1.0秒反射主頻為90～100Hz，1.7秒反射主頻為70～80Hz。三維地震配套技術(shù)有了新的進(jìn)展，基本覆蓋了老油區(qū)。更精確的三維地震和非常規(guī)三維地震有待深入探討和發(fā)展。
據(jù)了解，在大慶油田，以高分辨率三維地震、井間地震成像、多波多分量油藏地震監(jiān)測等方法為代表的開發(fā)地震技術(shù)，為油藏開發(fā)提供了精細(xì)的模擬、描述和動(dòng)態(tài)監(jiān)測結(jié)果，有效地改善了油藏管理水平，延長了老油田生產(chǎn)壽命。通過開發(fā)地震對油藏進(jìn)行精細(xì)地震描述，在老油田發(fā)現(xiàn)新儲量、確定剩余油分布，以及優(yōu)化布井方案等措施，使
老油田獲得新的儲量增長。
英特爾高性能
計(jì)算的強(qiáng)力支撐
物探技術(shù)屬于高科技技術(shù)，與IT技術(shù)密不可分。不久前，國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)中的特等獎(jiǎng)花落大慶，其中有兩項(xiàng)技術(shù)與IT技術(shù)密切相關(guān)。即三維地震高分辨率地震勘探技術(shù)和窄小河道砂體識別技術(shù)。張鐵鋼自豪地說，這其中得益于地震資料處理技術(shù)和解釋技術(shù)。大規(guī)模油藏計(jì)算技術(shù)，也都是高性能計(jì)算的重大技術(shù)。
據(jù)張鐵鋼介紹，在大慶油田的支持下，裝備能力每年都得到持續(xù)發(fā)展。尤其是這幾年英特爾與大慶油田合作上，在引進(jìn)地震處理集群、用于
油藏?cái)?shù)值模擬的集群之后，過程中的性能優(yōu)化測試、現(xiàn)場指導(dǎo)、利用英特爾的性能分析工具，幫助優(yōu)化分析軟件系統(tǒng)、指導(dǎo)系統(tǒng)優(yōu)化配置和調(diào)整等所有的環(huán)節(jié)，英特爾公司在提高地震處理、數(shù)模計(jì)算的實(shí)效性上，提供了很大的幫助和支持。
目前，地震采集量、區(qū)塊、密度等量上逐步向百億億次計(jì)算發(fā)起挑戰(zhàn)。如何解釋海量的數(shù)據(jù)，提出有價(jià)值的地質(zhì)信息，就必須進(jìn)行
地震解釋和地震屬性的計(jì)算，以及三維可視化解釋，需要強(qiáng)大的服務(wù)器來支持。近兩年，英特爾的至強(qiáng)多路服務(wù)器技術(shù)推出以后，去年至今，英特爾兩臺最新測試樣機(jī)都在大慶油田進(jìn)行過全面的性能測試，隨后又進(jìn)行E7，10核、4路的服務(wù)器多學(xué)科協(xié)同
地震解釋的測試，兩年的測試使大慶油田嘗到了甜頭。
張鐵鋼舉例說，這些年我們一直采用英特爾PC服務(wù)器（雙路）做三維數(shù)據(jù)解釋。但是，雙路服務(wù)器可以滿足100平方公里的區(qū)塊的數(shù)據(jù)機(jī)解釋，現(xiàn)在普遍做大的區(qū)塊解釋都是300平方公里，甚至是連片的處理解釋，最大的連片達(dá)6400平方公里。采用4400個(gè)CPU進(jìn)行資料處理用了一年時(shí)間，分塊做了解釋，當(dāng)時(shí)采用了企業(yè)級服務(wù)器，32個(gè)CPU，能夠提供多人的、同時(shí)、協(xié)同解釋。從去年開始，大慶用英特爾至強(qiáng)4路、6核平臺的服務(wù)器，僅用15個(gè)人就做了完整的解釋，而且從計(jì)算效率、對數(shù)據(jù)訪問，和數(shù)據(jù)管理效率來看，提高2~3倍。大家普遍接受了“胖節(jié)點(diǎn)”多路服務(wù)器逐步取代小型機(jī)，以及昂貴的企業(yè)級服務(wù)器去做協(xié)同解釋。
期待與英特爾
HPC深入合作
大慶油田是具有世界級儲量和世界級領(lǐng)先
勘探開發(fā)技術(shù)的油田，多年來形成的技術(shù)攻關(guān)成果、技術(shù)方案、相關(guān)軟件技術(shù)，如何實(shí)現(xiàn)有形化、固化，變成真正的有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)？這是大慶人目前正在考慮的問題。這些自主研發(fā)的適合松遼盆地和東北探區(qū)特色的軟件模塊，怎樣有效地保存下來，需要對計(jì)算平臺有慎重的了解。
張鐵鋼指出，最早第一套地震處理集群用的是聯(lián)想品牌，效果很好。最近又引進(jìn)一套128節(jié)點(diǎn)的聯(lián)想基于英特爾平臺做數(shù)模計(jì)算，同時(shí)還準(zhǔn)備把自主知識產(chǎn)權(quán)特色技術(shù)研發(fā)的軟件在這個(gè)平臺上實(shí)現(xiàn)。
英特爾高性能計(jì)算對于石油物探技術(shù)提供了有力的技術(shù)支持，而未來，大慶對與高性能計(jì)算的運(yùn)用，提出了更多的希望。張鐵鋼認(rèn)為，大慶外圍一些探區(qū)，包括海拉爾探區(qū)、大三江地區(qū)、深層探區(qū)，這些
地質(zhì)構(gòu)造都適用于逆時(shí)偏移的處理系統(tǒng)�；诖耍乱徊綄⒖紤]適合逆時(shí)偏移計(jì)算的計(jì)算平臺，是采用CPU和GPU的異構(gòu)平臺，還是用CPU平臺，需要進(jìn)一步論證。希望英特爾（集成眾核MIC）盡快投入商業(yè)應(yīng)用，在數(shù)據(jù)處理方面，大慶將有更大需求。
據(jù)記者了解，大慶將建立面向地震地質(zhì)綜合研究平臺，所有研究人員都在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)研究工作。他們準(zhǔn)備參與大慶油田股份公司制定的IT發(fā)展規(guī)劃里有一個(gè)數(shù)字盆地的項(xiàng)目，其中很大一部分將做數(shù)字研究，即地震地質(zhì)研究的數(shù)字化，全部在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。這兩年大慶與英特爾的多路至強(qiáng)CPU測試已經(jīng)為這個(gè)項(xiàng)目將來實(shí)施做了鋪墊，完全可以在小型的工作組和研究科室，如在30人左右規(guī)模，用4路、8路、多核實(shí)現(xiàn)硬軟件數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)安全存儲，以及小型的決策支持，勘探開發(fā)決策支持一體
化全部在服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)。“這方面大慶確實(shí)有需求。”
在油田數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理上，大慶全部采用傳統(tǒng)大型機(jī)，隨著技術(shù)發(fā)展，逐漸向多路X86架構(gòu)服務(wù)器上遷移。“前期做了一些嘗試，遷移了一些項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫，效果突出。而且并發(fā)存儲的效率很高。因?yàn)楹寺范啵嘤脩糁С�，都能及時(shí)得到數(shù)據(jù)訪問的響應(yīng)。”張鐵鋼補(bǔ)充道。
未來：
多學(xué)科協(xié)同綜合研究
對于未來， 張鐵鋼胸有成竹。“每一個(gè)勘探研究室進(jìn)行多學(xué)科協(xié)同工作時(shí)，從地震的一些特殊屬性的處理，地震屬性的特殊計(jì)算，以及地震構(gòu)造解釋、精細(xì)解釋和‘井震結(jié)合’的解釋，在一臺服務(wù)器上全部完成。一臺服務(wù)器配一個(gè)存儲，可以把所有數(shù)據(jù)進(jìn)行有效、集中管理，軟件也可部署在一臺服務(wù)器上，軟件的部署也達(dá)到了統(tǒng)一集中管理。如此，所有人的工作都在一個(gè)平臺上做，做完以后數(shù)據(jù)都放到服務(wù)器上，便于今后對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，解釋成果進(jìn)行整理，為領(lǐng)導(dǎo)決策、井位部署、論證，直接能夠提供很好的資料。
最后，張鐵鋼補(bǔ)充說：“目前，我們與英特爾的合作為未來在建立多學(xué)科，基于研究室的多學(xué)科協(xié)同地學(xué)綜合研究，做了一個(gè)很好的研究平臺。它可以保證整個(gè)從地震地質(zhì)綜合研究一個(gè)流程下來，從最初的地震成像數(shù)據(jù)到工業(yè)制圖，可以直接同步到井位部署和鉆井施工上。” [
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