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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。如何在新形勢下實現(xiàn) 下一個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，大慶油田整個松遼 盆地面積較大，大慶油田主力——“長 垣油田”是個大構(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，自覺沒有開采價 值。但是如果在美國加州，整個洛杉磯 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。因為一旦停開就面臨滲透性等方面 的問題，將驅(qū)動不出油來。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)，窄小河道在整個地震成像里能準(zhǔn)確 識別，在潮陽溝和慶輸港兩個區(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，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14個盆地， 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Sercel 408UL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 中的特等獎花落大慶，其中有兩項技術(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 藏計算技術(shù)，也都是高性能計算的重大 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、用于油藏數(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)模計算的 實效性上，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算發(fā)起挑戰(zhàn)。 如何解釋海量的數(shù)據(jù)，提出有價值的地 質(zhì)信息，就必須進(jìn)行地震解釋和地震屬 性的計算，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CPU 進(jìn)行資料處理用了一年時間，分塊做了 解釋，當(dāng)時采用了企業(yè)級服務(wù)器，32個 CPU，能夠提供多人的、同時、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個人就 做了完整的解釋，而且從計算效率、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”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)點的聯(lián)想基于英特 爾平臺做數(shù)模計算，同時還準(zhǔn)備把自主 知識產(chǎn)權(quán)特色技術(shù)研發(fā)的軟件在這個平 臺上實現(xiàn)。
英特爾高性能計算對于石油物探 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 偏移的處理系統(tǒng)?；诖耍乱徊綄⒖?慮適合逆時偏移計算的計算平臺，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 在計算機(jī)上實現(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 里有一個數(shù)字盆地的項目，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，全部在計算機(jī)上實現(xiàn)。這兩年 大慶與英特爾的多路至強(qiáng)CPU測試已經(jīng) 為這個項目將來實施做了鋪墊，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)器上實現(xiàn)。“這方面大慶 確實有需求。”
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，遷移了一些項目數(shù)據(jù)庫， 效果突出。而且并發(fā)存儲的效率很高。 因為核路多，多用戶支持，都能及時得 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。 “每一個勘探研究室進(jìn)行多學(xué)科協(xié)同工 作時，從地震的一些特殊屬性的處理， 地震屬性的特殊計算，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，做了一個很好的研究平臺。它可 以保證整個從地震地質(zhì)綜合研究一個流 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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