找油效率大提升

　　——天津大港油田的勘探开发协同研究云实践

　　1964年早春，7000余名参加过“大庆会战”的石油工人南征渤海湾，奏响了渤海湾石油勘探开发的序曲。经过10多个月的奋战，勘探队终于在现天津市大港区境内成功钻出油井，它成为大港油区的第一口出油井，同时也成了华北地区古生界第一口出油井。大港油田的成功验证了地质学家李四光对环渤海湾地区有广阔找油前景的预测，而随后在东部发现的诸多油田，也让大港油田成为“东部石油小摇篮”。

　　相比50年前的开拓者，现今大港石油人所面临的挑战并没有减少。曾经有业内人士认为，在历经40多年的勘探开发之后，大港油田已经进入到发展的“中老年”，勘探开发的潜力越来越小。然而，2007年大港油田公司在油气勘探和开发上获得了重要突破，公司新增三级储量2.14亿吨，是年度计划的225.3%；生产原油507.1万吨、天然气3.97亿立方米，分别是年计划的100.1%和128%，证明了大港油田的价值。

　　不可否认，近年来大港油田勘探开发的的成绩离不开IT的强力注入，也正是信息化手段给大港油田的勘探开发带来了又一个春天。近日，记者就如何利用信息化手段有力支撑油田的勘探生产采访了大港油田信息中心数据管理部主任范德军。在范德军看来，在石油勘探开发这样的核心业务领域中，利用大数据分析、高性能计算等信息化技术和手段实现快速、精准找油，可以为石油企业带来巨大的效率提升和成本节约，推进石油企业的产量攀升。

　　大数据带来大难题

　　“目前我们每年的产能目标是500万吨油气当量。大家知道，已开发的井位产量会逐渐递减，比如这个井第一年可以保证每天100吨油气当量的产出，到了第二年它的产能可能就变成了90吨油气当量。所以为了保证每年的产能目标，我们需要寻找可以接替和弥补这个产能缺口的新区块。”范德军告诉记者，在石油勘探开发的过程中，需要针对潜力区块进行研究并实现最终定位，而利用信息化的手段，则可以大大降低这一工作的复杂程度，并提高效率和精准度。

　　范德军介绍，大港油田从2008年起就已经开始建立云管理平台，其中包括数据中心的基础设施云(IaaS)、桌面云和勘探开发协同研究云(SaaS)。前两朵云都好理解，它们实现了数据中心基础设施的云化并且构建了日常办公的云计算环境，而勘探开发协同研究云则是为了支撑勘探开发、科研生产等油田的核心业务，也成为难度最大、专业性最强、技术含量最高的一个云计算体系。

　　“由于石油勘探涉及到的数据众多，比如地震数据、油井生产数据等，通常需要几个月的时间来准备数据。”范德军告诉记者，比如要落实可采储量、形成接替产能，那么就需要对相应区块进行研究。这时候，油田的科研人员就需要收集地震数据、测井数据、录井数据、试油数据、分析化验数据，以及各种生产数据，这些数据类型繁多、结构复杂，工作通常要花费三到四个月的时间。如果再把这些数据整理并录入到软件里，还需要科研人员的投入，而单纯的的数据录入和整理就会用去整个科研生产流程中三分之一左右的时间。

　　范德军介绍，在没有应用勘探开发协同研究云之前，由于各个工作站之间的数据不能共享、数据没有标准化，这给本来就很复杂的数据处理工作带来了更多的问题，让科研人员把相当多的时间和精力浪费在了数据处理上。2009年，范德军与他的团队展开了勘探开发协同研究云攻关。据介绍，勘探开发协同研究云成功打通了综合解释—建模—数模主流软件的数据流，建立了中国石油较为完整的基于勘探开发数据模型(EPDM)的中心数据库系统，实现了勘探开发研究的真正一体化，地质建模工区数据准备效率提升了167倍。

　　给云插上翅膀

　　工作效率的惊人提升，来源于协同的云环境给油田传统的单兵作战式勘探开发带来了质的飞跃。在飞跃的过程中，有一个产品系列为云环境插上了翅膀，那就是IBM Platform Computing。

　　IBM Platform Computing 是一个管理复杂计算的软件，也是计算密集型或者数据密集型软件，它通过优化所有资源工作负载和大幅缩短获得结果的时间，运行在大型计算机网络之上。它的作用在于简化异构技术计算基础架构的设置、集成和管理，同时促进服务器的利用，提高应用程序吞吐量，并帮助大幅缩短获得结果的时间。IBM Platform Computing 有助于集成服务器、存储、并行执行环境和应用程序。它所形成的完整解决方案可以简化和加速高性能集群、网格和高性能计算 (HPC) 云的部署和管理。

　　范德军介绍，大港油田之所以选用IBM Platform Computing，同样通过了仔细的调研和选型，他们发现在石油勘探开发行业的大数据处理和高性能计算领域，IBM Platform Computing非常符合用户的需求。“IBM Platform Computing产品具备工作负载管理和集群管理的强大功能，它们在大港油田的勘探开发协同研究云上发挥了巨大的价值。一方面，它对集群的硬件资源提供了高性能的管理和服务，另一方面，它能够综合全面地管理石油行业的众多专业软件，这让我们非常受用。”范德军说。

　　在基础设施层，IBM Platform Computing统一管理云平台，它非常适应石油勘探开发领域的应用，对物理机和虚拟机共存的云环境进行了有效管理；在中间的应用调用层，IBM Platform Computing还帮助大港油田实现了中间件的管理，负责整个作业的派发、调度、资源管理；而对于位于上面的应用层，IBM Platform Computing可以对各类专业应用软件的性能和资源消耗进行有效管理，由云平台提供更为合理的IT资源支持，使三个层面可以高效协同。

　　“此外，IBM Platform Computing非常灵活、功能强大。勘探开发协同研究云环境除了需要对CPU资源进行强大的管理之外，还存在对GPU资源的管理需求。在勘探开发的计算过程中，GPU的工作不仅是图形的显示和渲染，它也需要参与到数据处理中，与CPU一起工作。这是因为在勘探开发的三维模型中计算量特别大，尤其是在这些专业软件中需要进行大量的浮点计算，而GPU的浮点计算能力更强。”范德军告诉记者，“以前单纯靠CPU的计算能力要生成一个油藏的三维模型，需要好几个小时，但是借助IBM Platform Computing把CPU资源和GPU资源统一管理起来后，效率提高了两到三倍。”

　　敢于应用在核心业务上

　　谈到IBM Platform Computing，范德军神采奕奕。毕竟，勘探开发协同研究云是范德军的呕心沥血之作，而IBM Platform Computing正是这朵云能够光芒绽放的重要支撑。据了解，虽然云计算正逐渐得到各个行业的应用和普及，但是对于石油行业而言，真正能够把云计算应用在油井勘探开发这样的核心业务上，大港油田算是领跑者。

　　当然，云计算应用所带来的效率巨大提升正是给大港油田的最好回报。虽然勘探开发协同研究云这颗丰硕的果实离不开范德军和他的团队的辛勤耕耘，但是范德军并不贪功。他告诉记者，希望把大港油田勘探开发协同研究云的经验在石油行业进一步推广，让更多的同行可以感受到信息化特别是云计算所带来的巨大提升，敢于把信息化应用于勘探开发的核心业务中，帮助更多的石油企业提升生产效率。

　　看到范德军持续奋斗在石油行业信息化的第一线，记者也仿佛看到了50多年前大庆精神的再现。

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