感知地球脉动，中石化物探院以智算之力开启能源勘探新篇章

北京2021年8月12日 -- 从飞驰的地铁，到热腾腾的饭菜，甚至指尖传递的讯息，每一天，人类正常生活的运转都离不开能源，而能源的供应离不开油气勘探。

作为全球最重要的能源化工企业，中石化始终走在能源勘探的前列。从深海海底到高耸的高原、甚至人迹罕至的沙漠，中石化探索能源的脚步从未停止。胜利油田、中原油田、江汉油田······一代代中石化物探人秉承王进喜的“铁人精神”，跋山涉水、荜露蓝蒌，用脚步丈量祖国大地，用智慧探寻地球深处的宝藏，奇迹般地勘探出一个个宝贵的油田。

中石化连续多年蝉联中国最大的成品油和石化产品供应商、全球第一大炼油公司，能够持续取得如此辉煌成绩，得益于中石化始终坚持科技创新，将最前沿科技应用到石油勘探开发第一线，大力推进人工智能软件和智慧算力平台在石油勘探领域的应用，助力油气勘探开发“增储上产”和“提质增效”，加速石油化工行业智能化升级转型。

智慧勘探，需要强大的算力感知地球脉动

油气勘探是开采第一步。放炮和用震源车重击大地来制造人工地震是探测地下油气最常用的方法，一次人工地震产生的冲击波直达地下几千米后，再反射回接收装置。这上下穿梭的地震波，就蕴藏着石油和天然气的密码。但是想破解这些密码，就需要采集、分析和处理大量地震波数据，就如同给大地做CT，绘制出地下几千米的地质构造图，挖掘出储存石油和天然气的藏宝地。

受限于设备和匮乏的数据，物探人往往花费很多时间翻山越岭，也不一定能勘探到油气，时常一无所获。现在，大数据和智能设施的高速发展，能够更精确高效绘制地下地质构造图，不仅提高了勘探效率和成功率，同时使物探人能够勘探之前难以勘探的页岩等复杂地质，大大解放了物探人的脚步，勘探出更多油气资源。

中石化物探技术研究院作为推动大数据和人工智能在石油勘探领域应用的先行者，创建物探大数据平台，具备自身特色的地震资料采集、处理和解释技术一体化智能勘探软件平台。在高密度地震勘探、可控震源高效采集、深层?超深层碳酸盐岩储层成像与描述、致密碎屑岩“甜点”识别、非常规一体化和软硬件研发等技术方面取得了重要进展，有力支撑了中国石化重点领域油气勘探开发。

虽然高精度三维地震、高密度单点地震勘探技术大规模应用能够采集到更多数据，对于“藏宝地”的锁定越来越精确、高效。但是随之而来的却是巨量样本分析和资源多级调度管理的挑战。首先，物探过程将产生高达PB级数据量，项目原始数据增量至20TB以上，单个处理文件达到200GB以上，而且处理过程的中间步骤多，产生大量的临时文件和中间结果数据，需要为一个作业分配超过原始数据10倍的存储空间；其次，随着逆时深度偏移、全波形反演等计算密集型技术所带来的10²³~10²⁴数量级计算量，物探信息处理面临千万亿次计算机系统部署的挑战；最后，在智能勘探软件应用中，并行化对于网络延时和带宽的要求越来越高，需要25Gb甚至IB高速互联网络支持。

像水电一样供给算力，打造油气勘探的智慧新动能

为应对油气勘探海量数据处理和勘探平台智能化升级的挑战，中石化物探院与浪潮公司联合创新，对中石化大数据平台进行全面提升。浪潮为中石化定制化设计智能一体化AI服务器集群，强大的智慧算力将平台算力提升至1.9亿亿次/秒，存储扩容至37PB，叠前时间偏移资料年处理能力为30000平方千米，凭借智慧算力大大缓解了巨量样本分析的挑战；同时，为解决大数据量吞吐的难题，浪潮为中石化物探院定制化设计的AI服务器集群，为每台服务器节点均配置高速互联核心网络，充分发挥各个节点的性能，实现AI服务器集群全节点全线速互联，网络延时低，满足大吞吐量的数据访问要求。

中石化物探院智算平台现有计算节点增至2600多个，充沛的计算节点及强大的智慧算力，使平台不但能满足自身巨量样本分析，同时可以面向油田企业和下游科研单位提供智慧算力共享及资源共享服务，像用水电定量输出算力，实现各级单位算力的按需供应。在统一的智慧算力平台上，分散建设的计算力资源形成了统一资源池，多种专业软件可进行快速部署和统一调度，各油田企业可跨区域进行算力及数据共享与应用协同，使得资源使用效率提升了30%，实现了企业软硬件资源、智慧算力资源的有效整合，满足地球物理专业应用集中管理和远程应用需求。中石化物探院智算平台现现已支撑了元坝、顺北等大型油气田的勘探和开发，支撑了RTM、FWI等智能化地球物理技术的市场化应用，拓展了中石化下游科研单位数值模拟研究的维度和深度。

加速石油勘探智能化创新

在加速大数据、人工智能等新技术在油气勘探领域的应用创新层面，中石化物探院率先搭建了地震处理解释一体化智能平台π-Frame。π-Frame智能软件平台集成了近百个地震数据批处理模块和数十个交互应用模块，拥有130余个功能模块，具大规模、多用户、数据并行、多维多机并行等特点，对计算力及运维管理有极高的要求。

对此，中石化物探院与浪潮公司联合创新，携手打造了定制设计一体化AI服务器集群，可以支持PB级大型神经网络深度学习训练和推理需求。同时，通过可视化模型分析，有效解决集群整体性能瓶颈；兼顾监控管理和作业调度，解决异常节点定位与负载均衡问题，模块性能分析速度大幅提升的同时满足多用户、多维度、并行计算的要求。此外，通过AIStation 人工智能开发管理平台，可实现对于人工智能应用的模板化构建，加速π-Frame实现快速部署及推广智能化软件。

从在未知的大地上人力铁锹徒手勘探，到集勘探数据采集、处理和解释技术一体化智能勘探平台，可以给大地做CT，生成地下几千米地质结构图形，甚至快速生成地下3D模型，中石化的发展经历筚路蓝缕的开拓，到坚持科技创新，以大数据和智能化推动能源勘探行业智能化升级转型。未来，中石化将继续与浪潮合作，打造能源勘探行业新标杆，推动人工智能软件大面积应用，助力能源勘探开发“增储上产”和“提质增效”，加速石油化工行业智能化升级转型，为保障国家能源稳定供应贡献力量。

来源：美通社