大數據保障油田可持續發展

大慶油田是中國最大的石油生產基地。在50多年的發展歷史中，經過一代又一代大慶人的艱苦奮斗，大慶油田創造了舉世矚目的巨大成就。累計生產原油超過20億噸，主力油田采收率突破50%，實現年產原油5000萬噸以上，連續27年高產穩產??

石油作為一種不可再生能源，開采一天，就少一天。輝煌的背后，大慶油田正在逐漸步入產量衰減期，可持續發展戰略成為今后大慶油田能否進一步發展的核心。

可持續發展 打造百年油田

中國工程院院士、全國總工會黨組書記、副主席、書記處第一書記王玉普曾任大慶油田有限責任公司總經理，他曾經專門撰文指出，“大慶油田要抓住歷史機遇，創建百年油田。”

王玉普認為，創建百年油田，不僅是基于當前發展形勢的分析，也是借鑒了國內外油田開發的歷史經驗，更是結合了大慶油田自身數十年開發的理性思考。

《大慶油田可持續發展綱要》（下稱綱要）指出，大慶油田的發展正處在新的歷史起點，“它聯接著50年的輝煌歷史，聯接著百年油田的長遠未來”。當前大慶油田發展面臨“五大挑戰”：一是資源接替的問題。油田每年提交的油氣儲量，還不能滿足原油穩產、天然氣上產的需要，實現儲量有序接替、儲采基本平衡，困難多、任務重；二是穩產效益的問題。目前長垣主力油田三次采油成本較高，外圍低品位儲量動用難度大，在保持原油穩產的同時，把投入降下來、效益提上去，是一個亟待解決的問題；三是優化結構的問題；四是經濟質量的問題；五是發展空間的問題。

如何應對上述五大挑戰，《綱要》提出，“大慶油田要建設成一個資源探明率最大、油田采收率最高、分階段持續穩產，在國家能源布局中始終保持重要地位的百年油田。實現原油4000萬噸持續穩產，2020年油氣當量保持在4000萬噸以上，本世紀中葉、油田開發100周年之際，大慶油田本土油氣當量保持在2000～2500萬噸。”

從數據下手 確保穩產高產

保證穩定的油氣田產量，很重要的一項工作就是集中發展油氣勘探開發業務。而隨著勘探手段越來越先進、計算處理能力不斷提高，油氣勘探相應的勘探數據進入到“大數據”時代。當前，地震波法勘探收集的數據通常都以TB計，甚至近年來海洋油氣勘探所采集的數據都已開始向PB級的規模發展。

付喜春是大慶鉆探一公司研究院副院長 ，20多年來他一直工作在石油物探的第一線。“當年我剛開始工作的時候，在野外地震隊，所采集的地震波數據也就120道，現在我們下屬規模較小的勘探隊采集的數據都在3000道至5000道之間。另外就是數據采集頻率也不斷提高，5年以前，采用二毫秒采樣，現在已經變成了一毫秒，甚至變成了每間隔0.5毫秒進行數據采集。這還只是野外采集的原始數據，一旦進入數據處理階段，數據又會大幅度增加。例如，之前我們在對一塊約700平方公里地區進行勘探時，原始數據大約有17TB，整個處理過程完成，要經過10?18個步驟，這么多的步驟下來以后，整個數據量就是原始數據量的10?12倍左右，也就意味著針對這樣一個項目至少需要170TB的存儲空間。我們一年會有這樣七八個大的區塊項目，可想而知后面的數據量還是非常大的。”

付喜春透露，目前在其所工作的研究院，存儲容量已經達到了2PB（注：相當于2048TB）左右，計算處理能力達到了3000顆CPU。“我們采用的都是英特爾至強服務器平臺，在數據處理系統主要用的是兩路服務器，在I/O節點上用的主要是四路至強服務器。”

付喜春還表示，為了將如此大量數據更好地為勘探工作服務，他們一方面針對提高存儲空間利用率對存儲系統進行了整合，另外一方面對系統性能也進行了優化。“我們根據數據特點，采用分級自動存儲技術，在整個存儲共享系統里面實現了分級自動存儲，這樣滿足了數據對存儲速度和存儲容量的要求。針對不同類型的數據，選用不同的存儲設備。例如一些需要經常調用的地震數據，就把它們保存在高速的光纖的存儲設備中。那些不頻繁調用的數據，可能短期內，例如6個月、或者多長時間就不需要調用的，我們就把它們存儲到到相對價格便宜的存儲設備中中。剩下一些長時間都不會使用歷史數據，我們就會它們存到磁帶庫中。”

在實際工作中，付喜春注意到，隨著數據量的不斷增大，數據的傳輸在I/O傳輸上出現瓶頸。“針對這方面的問題，我們在近期采用了高性能萬兆核心交換機線速端口聚合技術，再輔以并行存儲磁盤系統，對存儲系統進行了擴充。改造后，系統速度大大提高，從600MB/秒提升到900MB/秒，提高了1.5倍，隨著今后不斷地優化，性能還會進一步提高。”付喜春說。

在付喜春的腦海中，將數據保存好，接下來很重要的就是要把這些數據管理好。為此，付喜春考慮采用云計算的服務模式的作業調度系統，對地震資料處理和解釋所涉及到數據，進行自動調度管理，實現對相應數據存儲空間和計算節點的自動分配。“這樣的調度系統一旦實現起來，使我們有限的存儲空間更加靈活，針對不同的處理解釋工作，根據數據量大小和供需任務的緊急程度，更加高效、合理地分配存儲資源也就成為可能。”

付喜春表示，有了數據的保證，同時隨著高性能計算和可視化技術的發展，正在為油氣勘探開發提供全新的工作模式。“依托復雜的數據模型、海量的數據資料，正在形成對復雜地質構造的快速計算和圖形展示。以油層模擬為例，其中就會涉及到一些非結構化的三維圖形顯示數據，根據我們的實際測試，采用至強四路或八路服務器進行三維可視化解釋工作的效率，比采用雙路服務器的效率要高很多，如果再配合相應的瘦客戶端，相應的成本也會降低。”付喜春說。