高性能计算技术在石油勘探中的应用

勘探开发

184 2015年第5期

1 石油勘探中的常用地质勘探技术1.1 空中遥测勘探技术该项勘探技术主要借助地震仪、探测器等设备来进行遥测勘探，其具体应用方法如下：该种技术应用到一种小型地震仪，它既可用于探测常规土地也能用于勘测沼泽地区。实际应用中通过传输设备进行信号间的转换，便可以实现对探测地区的勘探工作。该种勘探技术能够通过系统设计制作地质结构图，之所以称之为空中遥测，是因为该项技术需要借助轻型飞机，利用它携带BlueQube系统来实现对地质情况的测量，最后通过数据处理将探测信息转化成事实数据，由于该项技术多使用尖端设备，因此经由它所生成的图像更为清晰。1.2 虚拟勘探技术该种地质勘探技术在应用过程中需要借助虚拟现实技术，通过它对勘测到的地形、油层等进行分析，从而为油井建造等工序奠定基础。该项技术属于传统地质勘探技术同信息化技术的结合创新，利用可视化软件可以实现石头勘探的网络化、协同化，不仅能有效避免传统勘探技术存在的不足，更有利于开发隐性石油资源的。2 石油勘探中多波地震勘探技术的应用分析2.1 地震勘探技术概述地震勘探主要研究地下矿床情况，是一种借研究岩石性质来解决工程地质问题的一种技术方法。同其它物探技术相比，地震勘探技术的勘测深度更大、准确性更高。特别是近年来，高新技术与地震勘探技术融合起来，使勘探技术应用的机械设备更加先进，基于地震勘探技术基础之上的新型技术也逐渐被研发出来，如三维地震勘探技术等。该项技术应用十分广泛，在石油勘探中的应用效果良好，现本文对地震勘探技术中的多波地震勘探技术进行介绍，分析其在石油勘探中的具体应用情况。2.2 具体技术的应用分析第一，多波采集技术。该项技术在应用过程中需用到检波器等设备，由于它要做到激发，而且能够接受横、纵等类型的波，所以同常规只利用纵波进行勘探的技术相比，这种采集技术要求也更高。目前，这种多波采集技术在陆地上进行勘探时，横波可源自排井震源等地，只是由于处理横波成本费用较高，且横波持续时间不长，客观上加大了处理难度，故这种多波采集技术还是以纵波激发方式为主。第二，多波处理技术。目前，根据根据流程的不同，处理技术可分为多波联合处理和波场处理两种办法，其中后者应用较为广泛，而前者还处在研究阶段。而波场处理办法具体操作流程如下：首先分离波场，其次将纵波、转换波分离开来，然后对其进行分别处理，注意这期间转换点的确定及动、静校正等问题。第三，多波解释技术。在通过采集技术收集到数据之后，如何做好地震资料的解释和分析成为了另一个有待解决的问题。对于层位的对比该项技术多使用VSP进行，主要操作是通过将其与测井资料相结合，来展开反演。在通过该项技术对地震资料进行正确解释之后，所得结果可以用来勘探石油，如研究地下物质含油情况等。不仅如此，该项技术还可以用作识别，因为横波很长，借助它可以找到裂缝油气藏。根据实际研究证实，在饱含气的油藏中使用该项技术效果较好。2.3 地震勘探技术应用实例以地震勘探采集技术为例，该项技术最早用于陆地勘测。但是起初，由于资料信噪比的不足，加之设备落后，勘探没能发展成商业化。但是随着现阶段科技的进步与发展，该项勘探技术在我国一些地区的应用已获得一定成功。随后，在我国的广大油田地区中，多波地震勘探技术开始了更为广泛的应用，在这之前，试验工作已经取得了良好的效果，证明了该项技术能够很好的用于裂缝性气藏。3 结语地质勘探技术种类多，应用于石油勘探中的地质勘探技术也较多，且随着科技进步，这些技术在创新的基础之上又在逐渐衍生出新的勘探技术，因此受字数限制，本文从几个方面对地质勘探技术在石油勘探中的应用进行探讨并不全面，望今后有机会能加深研究，以完善本文在这一方面的理论。石油勘探中地质勘探技术的应用探究薛辉1　许静2　粟娥3　王轩41.辽河油田勘探开发研究院勘探综合所规划室　辽宁　盘锦　1240002.大港油田第三采油厂　河北　沧州　0617233. 川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院　四川　成都　6100514.中国石油青海油田采油二厂昆北第三采油作业区　青海　海西　817500摘要：本篇文章介绍了现阶段新型的地质勘探技术，再以多波地震勘探技术为例对该项技术在石油勘探中的应用进行研究，为今后地质勘探技术在石油勘探中的优化使用提供借鉴和参考。关键词：石油勘探；地质勘探技术；应用Application of geological exploration technologies in petroleum explorationXue Hui1，Xu Jing2，Su E3，Wang Xuan4Research Institute of Exploration and Development, Liaohe Oilfield, Panjin 124000, ChinaAbstract：This paper introduces the latest geological exploration technologies by the example of application of multi-wave seismic technology to provide reference for future optimization of petroleum exploration.Keywords：petroleum exploration；geological exploration technologies；application

石油工业计算机应用　２００７年第１５卷第３期　

高性能计算为石油勘探注入强大动力　

随着ＩＴ技术的快速发展，高性能计算的效能不　断提升，成本不断降低，技术实施门槛下移，应用更加　丰富，管理更加容易，正被越来越深入地应用在中国　的石油勘探领域。　石油勘探行业用户主要应用高性能计算机进行　地震数据叠前时间和深度偏移（注）等海量数据计算，　其计算时间视计算最多可达几十天。因此物探对高　性能计算提出了非常苛刻的要求：具有强大的硬件性　能表现及能耗比；有优秀的开发应用软件技术配套；　符合开放的标准，有广泛合作伙伴的支持，全球高性　能计算市场中有众多领先的厂商，其中很大比例的高　性能计算都是由英特尔处理器提供源动力。ＴＯＰ５００　全球高性能计算排行榜是全球权威的高性能计算应　用情况统计表，根据其２００７年６月２３日新鲜出炉的　榜单数据显示，基于英特尔处理器的上榜高性能计算　系统达到２８７台，占总共５００台系统的５７．４０％；上榜　系统实测ＬＩＮＰＡＣＫ峰值（Ｒｍａｘ）总计达到每秒２３８３．　８４万亿次浮点运算，占Ｒｍａｘ总量的４８．１９％；上榜系　统理论峰值Ｒｐｅａｋ总计达到每秒３７１７．４４万亿次浮　点运算，占Ｒｐｅａｋ总量的５１．７５％，遥遥领先于任何其　他架构处理器。　将高性能计算应用在石油勘探领域，英特尔有丰　富的经验，ＴＯＰ５００榜单上即有多台基于英特尔处理　器的高性能计算系统应用在全球各大石油企业中。　根据国内权威的２００６年中国高性能计算机性能ＴＯ．　Ｐｌ００排行榜数据显示，基于英特尔处理器的高性能计　算系统正为包括大庆油田、东方地球物理公司研究　院、大港油田、新疆石油地物所等国内石油勘探行业　用户提供强大的计算力。　英特尔的高性能计算解决方案，能不断满足石油　勘探客户对高性能计算系统提出的越来越高的需求。　英特尔架构处理器为有强大性能表现的高性能　计算节点服务器提供源动力，能针对高性能计算的需　求，高效率地进行大规模并行计算，同时具有节能环　保的特点：　性能强大：高性能计算所选用的英特尔架构处　理器主要包括双核英特尔至强５　１００系列、四核英特　尔至强５３００系列和英特尔安腾系列处理器等。特　别是２００６年下半年推出的四核英特尔至强５３００系　列处理器，它在一个处理器封装中集成了四颗高能　效的处理器核心。高性能计算性能基准测试　ｎ．　ｐａｃｋ数据显示，英特尔至强５３００系列处理器较之　类似竞争友商的双核产品，性能优势超过２倍。该　产品自推出后，就受到了高性能计算系统提供商和　用户的重点关注，基于该处理器的高性能计算系统　也在ＴＯＰ５００这样的排行榜上站稳脚跟。四核英特　尔至强处理器将会随着行业发展成为高性能计算核　心动力的重要选择之一。　节能环保：英特尔架构处理器为满足高性能计算　的节能环保需求，同时为客户提供多种热设计功耗，　以满足高性能计算所需的高密度部署。此外，英特尔　通过不断提升处理器微架构和制程工艺，进一步提高　了处理器的能耗比。以至强处理器为例，双核英特尔　至强５１００系列和四核英特尔至强５３００系列与前代　单核处理器相比，功耗几乎不变，但性能和能耗比各　有３倍和５倍的提升。　英特尔为高性能计算提供的软件技术，能帮助用　户通过调优中间件和应用软件，最大限度发挥系统的　性能。英特尔的处理器设计，为高性能计算用户提供　先进的编译器，方便用户对应用软件进行优化，并提　供丰富的数学库，以提升高性能计算系统的性能。英　特尔拥抱开放标准，与业界众多合作伙伴为用户提供　整体的解决方案，并分享成功实践经验。　高性能计算系统：在英特尔的支持下，国内外领　先的高性能计算厂商为石油勘探行业提供了众多基　于工业标准的至强和安腾处理器的高性能计算系　统。通过使用这些开放体系架构的处理器，石油勘　探行业高性能计算客户将能以更合理的价格获得拥　有领先性能表现的系统，而不受制于专有系统的封　闭性。　应用软件：英特尔与斯伦贝谢和ｌａｎｄｍａｒｋ等石　油勘探应用软件开发商有紧密的协作，共同推动应用　软件在英特尔架构平台上最大限度地发挥其能力，提　高石油勘探的精度和效率。高性能计算标准：英特尔　与业界合作伙伴一道共同推动行业标准的建立，为高　性能计算的发展打造开放的平台。例如，英特尔与业　界合作伙伴共同推动高速网络的标准ＩｎｆｉｎｉＢａｎｄ不　断走向成熟，ＴＯＰ５００上榜的高性能计算系统中有超　过２０％选用了基于该标准的高速网络。　（摘自《中国石油报》７．３ｌ／王志云）

日程技术　计算机技术在石油工程领域的应用　２ｌ世纪，能源消费进入了新的结构升级阶　段，能源需求不断增加，油气供应缺１２１越来越　大。而在石油行业中，新的油气田不断地被发现　和开采，加大了石油勘探开发的难度。过去的那　些老旧的勘探开发模式已经不能满足现实的需　要，高科技的计算机设备和先进的应用软件则　为科研人员寻找勘探新的油田提供了高水平的　武器。　一　计算机技术对于石油工程的作用　将计算机技术应用到石油工业中可谓是石　油工业的一次革命，它冲击了传统的石油勘探开　采的模式。利用技术机技术所得到的数据更精　确，图像更清晰，固此做出的判断也更科学。从　此，石油工业的发展必定迈向新的台阶。　（一）可视化技术改变了石油领域的工作模　式　在石油的勘探过程中，要进行人工放炮，通　过接收器接受的地震波进行地震数据处理，从　而笋惝　出油层中是否存在有利千油气存储的地　质环境。对有利的地质环境做进一步的地震分　析处理，并结合地质情况，圈出地下油气分别规　律，从而确定出井位进行钻井。对地震后所得到　的数据进行分析处理以及最后的得出结论部是　由物理学家、地质学家、石油学家等各相关领域　的专家来负责完成的。这样把纸质的地震处理　资料和地图分别有各个专家来审阅，再由地质学　家根据经验来确定打井的位置，不但要花费很　长的时间，而且成功率也不高。而计算机和可视　化技术不仅缩短了传统勘探研究的时间，而且　还提高了打井位置确定的精度　可视化技术就是使用可视化图形计算机，　将大量的复杂的数据经过处理转化成可视图像，　在视觉上给人以真实感。它的核心技术是可视化　服务器硬件和软件。可视化硬件主要是图形工作　站和超级可视化计算机。图形工作站广泛采用　Ｒ　Ｉｓ　ｃ处理器和ｕ　Ｎ　Ｉ　ｘ操作系统。具有丰富的图　形处理功能和灵活的窗口管理功能，可配置大容　量的内存和硬盘，具有良好的人机交互界面、输　入／输出和网络功能完善，主要用于科学技术方　面。可视化软件一般分为直接和硬件打交道并可　进行任务调度的操作系统，帮助开发人员设计可　视化应用软件的可视化软件开发工具以及为各　行各业采用的可视化应用软件。可视化技术可以　解释大量的数据，将它应用到石油工业中，一定　会为石油的勘探和开采带来巨大的飞跃，同时　它还为虚拟技术的实现提供了基础。　（二）虚拟技术将石油工业的发展带到新阶　段　郭程玉　大庆石油管理局矿区事业部物业一公司　虚拟技术就是将以超级可视化计算机为基　础生成的高质量、同步良好的多显示通道图像，　通过投影系统将其平滑的投射在桌面系统、平、　曲球幕系统或房间性系统，为科研人员提供一个　身临其境的大现场可视化环境，使石油工作者可　以在虚拟的环境中用现实世界中可能的方法来　探究和交流数据，可以在更短的时间里做出更好　的决策。　在石油领域，虚拟技术把大量的在油田的　勘探过程中所产生和形成的数据变为交互式图　像，将其投影在高清晰的屏幕上，这样科研人员　就可以观察大地球物理模型，『方佛自己置身于底　层里。这种技术能让相关领域的各个专家在分　析地下油气资源、确定钻井井位、评估油气储量　等方面迅速做出决策，并取得较好的一致意见。　在新油田的勘探过程中借助虚拟技术和可视化　技术来帮助解释地层数据与计算复杂的油层模　拟，这样不但可以节省大量的时间，而且还可以　极大地提高工作效率将其成本降到最低，从而　更迅速、有效的达到目的。　（三）计算机网络技术为石油工业插上腾　飞的翅膀　比上述的可视化技术和虚拟技术还要高级　的是计算机网络技术。计算机网络技术利用互　联网或专用网络来互联地理上广泛分布的各种　计算资源。此种计算资源包括超级计算机、计算　机群组、存储系统和可视化系统等。计算机网络　技术旨在提高各种大型高端设备利用率的同时，　获取尽可能多的高性能计算能力。应用计算机进　行网络技术可以优化现有的计算资源，当数据和　计算量在网络中向优化站点转移时，终端客户可　以呆在办公室，按需要返回可视结果进行分析。　＝　计算机技术在石油工程领域的应用情　况　将先进的计算机技术应用到石油工程领域　是广大的石油科研人员—直在探索的方向目前已　经取得了一定的成果，无论是石油工程操作系统　的开发，利用计算机进行数据的分析处理还是在。　研制石油装备时采用计算机仿真技术都充分发　挥了计算机技术的核心力量，这些都为石油工程　的发展提供强有利的保证。　Ｊ　（一）石油建设工程质量评定系统　ｆ　在石油建设工程质量管理中，质量评定是【　最为关键的，它贯穿于施工阶段的始终。而对工　程的施工质量进行评定是一项非常复杂繁琐的　工作。如果单纯的依靠工程技术人员的手工完　成，则工作量大、周期较长、结果的依靠性也不　是很理想。数据的存放管理和查阅使用也很不　方便。而利用计算机来辅助完成的质量评定则会　更更准确、更快捷。　计算机辅助石油建设工程质量评定管理在　世界上一些发达国家已普遍应用，我国近年来也　石油工程建设的质量评定中有一定程度的应用。　实际的应用表面效果良好，满足了石油建设工程　质量评定的需求，为进一步处理和应用质量检　验基础数量提供了便利，提高了质量管理水平。　Ｊ　（二）石油勘探开发的数据处理　在石油工程中应用计算机技术最为显著的　是在石油勘探开发过程中对数据的处理。石油勘　探开发是石油工程的重要组成部分，在石油的勘　探开发过程中，会采集到大量的数据，以便准确　地分析油储分布情况。在使用这些数据时，通常　是画出数据场的等值线，再由专业人士进行分析　哪里有油，有多少油，但这样的分析处理办法是　会受到一定限制的，由于等值线是二维的，不能　ｆ形成一个直观的、清晰的概念，就会浪费大量的　信息。如果利用计算机技术和可视化技术，就可　以从大量的地震勘探数据中构造出三维实体，　显示参数，直观的再现油藏的地质构造以及油　Ｊ藏参数在石油开发过程中的变化．使专业人员可　以对原始数据做出正确的解释。这样的分析会　更准确，定位也会更加科学，减少石油勘探开发　的成本。　（三）石油装备中的计算机仿真技术　计算机技术在石油领域的另一个较为重要　的应用则体现在石油装备的研制和生产过程中。　在科学研究和生产实践中，由于受客观条件的限　制往往不能对所研究的对象直接进行试验。在　这种情况　可采用间接试验的方法即建立一个　与所研究的对象或过程相似的模型，通过模型　间接地研究原形的规律性。这种间接试验技术　就是仿真技术。计算机仿真技术在石油工业方面　也已得到应用，现已成功地将计算机仿真技术用　于钻井工程和油藏工作的研究。应用计算机仿真　技术来研究设计的牙轮钻头、振动筛等产品的总　体性能，大大缩短了新产品研制周期、提高了产　品的综合性能。　油田的勘探开发是一项庞大的系统工程，为　了使石油工业的发展能够适应不断增长的能源　需求的需要，石油科研人员就要不断地吸收先进　的科技知识，同时还要不断创新，为石油工业的　发展探寻新的出路。而计算机技术的应用给石油　工作者看到了曙光，它为石油工程的发展注入了　新鲜的血液，它将石油工程的发展带到了以计算　机技术应用为辅助的新阶段，也为石油工业的发　展拓宽了道路。虽然计算机技术在石油工程中的　广泛应用还为完全展开，但计算机技术一定会在　石油工业的未来的领域中扮演重要的角色。

油田物探行业云计算方案设计

摘 要：文章简单介绍了云计算的三种模式和油田物探业主要应用，设计了基于三种服务模式的油田物探业云计算方案，以iaas作支撑，paas与saas有机结合，实现了以集中部署、统一管理、共享协作的云计算应用平台。

关键词：云计算；石油物探；iaas；paas；saas

中图分类号：tp333

1 云计算

云计算是计算机系统的一种网络应用模式。

云计算是在网格计算、分布式计算、并行计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物，特别是个人计算机性能极大提升后，微机集群推动了计算机在更广泛的行业应用，原来依托大型超级计算机进行的计算机应用能够在微机集群上处理。云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。

云计算的三个服务模式——iaas、paas、saas：

（1）iaas（infrastructure as a service）：基础设施即服务，也就是将计算机硬件资源通过高可用技术、负载均衡技术、资源管理技术等构成高可靠性的资源池，消费者通过网络可以获得计算机基础设施服务。

（2）paas（platform as a service）：平台即服务，也就是建立一个面向应用的软件研发平台，将此软件研发平台作为一种服务，提交给用户使用。paas需要iaas提供计算机基础设施服务作支撑。

（3）saas（software as a service）：软件即服务，也就是将计算机软件资源通过网络发布，消费者通过网络获得计算机软件服务，用户无需购买软件，而是向提供商租用基于web的软件。saas也需要iaas提供计算机基础设施服务作支撑。

2 油田物探业

油田物探（地球物理勘探）是通过物理测量的方法认识地下的结构和物性的过程，包括重力勘探、磁力勘探、电法勘探和地震勘探。其中，地震勘探技术利用地震反射波的地质特征和意义确定井位寻找石油，是应用最广泛、技术最全面的，包括地震数据采集、地震资料处理、地震资料解释等方面。