勝利出“神通”

文／武天祥 李明高 尹彥龍

勝利油田物探研究院走自立自強的科技創(chuàng)新之路，自主研發(fā)出了神通地震成像軟件。

●神通地震成像軟件能夠滿足大規(guī)模生產需要。 攝影/武天祥

“運行高效穩(wěn)定，處理結果與國際先進商業(yè)軟件一致，完全滿足實際生產需要……”

看著由勝利油田物探研究院自主研發(fā)的神通軟件，在曙光國產高性能計算機平臺完成了錢1 井工區(qū)51 萬億字節(jié)數據的OVT 域疊前時間偏移試算，軟件研發(fā)團隊領頭人張猛長舒了一口氣。

那一刻，他深切地感受到，作為中國石化油田企業(yè)里最大的地震資料處理、勘探綜合研究、數據庫與信息化建設和油藏地球物理技術研發(fā)中心，勝利油田物探研究院軟件研發(fā)團隊由小到大、由弱到強，蹄疾步穩(wěn)，走出了一條自立自強的科技創(chuàng)新之路。

“玻璃門”擋不住前進的腳步

石油是國家經濟的血液和命脈，事關國家的經濟安全和社會穩(wěn)定。當前，90%以上的石油儲量是依靠地震勘探技術尋找出來的。

我國石油行業(yè)底子薄、起步晚，地震勘探關鍵技術還沒有形成自主知識產權的商業(yè)化軟件產品，國內大多數石油企業(yè)只能選擇進口地震處理軟件。

上世紀80 年代，在國家外匯十分緊張的情況下，勝利油田物探研究院只能以重金引進國外商業(yè)軟件進行地震資料處理。

然而，國外廠商借口“保護”知識產權，專門搭建了一套“玻璃房子”——軟件操作必須由外方人員執(zhí)行，中方人員不得進入。

“窩囊！許多老職工回憶起這件事依然覺得胸中憋著一股氣。”勝利油田物探研究院副院長尚新民解釋道，“國外軟件如同黑匣子，只能使用不能改動。因為源代碼是嚴格保密的。”

軟件是技術的載體。沒有自己的軟件平臺，很多技術成果不能有效整合，隨著時間流逝只能被迫放棄。伴隨石油地震勘探技術的飛速發(fā)展，軟件升級換代需要消耗大量資金。這些嚴重影響著我國石油科技的全面發(fā)展與進步。開發(fā)擁有自主知識產權的商業(yè)化地震處理軟件迫在眉睫。

勝利油田物探研究院聯合中科院、同濟大學，于1999 年啟動了疊前偏移成像理論與方法研究。2002 年，他們成功研制了初始版本。神通軟件這一幼苗，就在這樣的背景下艱難破土發(fā)芽了。

“減肥瘦身”推動跨越式發(fā)展

神通軟件是勝利油田第一個具有完全知識產權的地震資料處理軟件。然而，隨著國外技術的快速發(fā)展和采集數據量的爆炸式增長，國外軟件巨頭憑借先發(fā)優(yōu)勢，依托雄厚資金、技術實力，在我國市場攻城略地，市場占有率呈現壟斷趨勢。

與此同時，神通軟件處理效率效果與國際先進水平差距越來越大。特別是第一批核心研究人員陸續(xù)離職或調動工作，軟件研發(fā)能力大大減弱，軟件發(fā)展一度處于停滯狀態(tài)。

年年投入資金卻見不到回報，自研軟件是否要發(fā)展？如何發(fā)展？一時間各種質疑的聲音紛至沓來。

經過大量深入走訪摸排、國內外調研后，勝利油田物探研究院黨委一錘定音，迅速組建了以張猛博士為帶頭人的新一代研發(fā)團隊，確定了“軟件整體瘦身，抓住核心功能，開展實用化攻關”的總體發(fā)展規(guī)劃。

“跟在老外屁股后面亦步亦趨，永遠追不上。”團隊很快形成共識，“偏移成像是地震處理軟件最核心的功能，抓住了這個牛鼻子，一盤棋就活了。”

好軟件是用出來的。要滿足“易學、流暢、穩(wěn)定”等要求，軟件的發(fā)展是一個“實際應用、發(fā)現問題、完善功能”循環(huán)迭代的過程。

國產自研軟件在處理理論模型時通常比較理想，但遇到實際數據時結果往往不盡如人意，無法滿足大規(guī)模實際生產需要。這些差異恰恰是國際先進商業(yè)軟件真正的核心技術和實現技巧。但在任何公開參考文獻和資料都查不到，只能用大膽假設、海量試驗的方式來盲猜。

“當你感覺堅持不下去時，再咬咬牙就挺過去了。”這是團隊經常掛在嘴邊互相鼓勵的一句話。他們查閱了上萬頁技術文獻，為解決一個程序問題，調試一個參數，反復推導公式、編寫代碼，經常奮戰(zhàn)到深夜。

在對軟件算法進行數百次版本修改后，最終解決了資料拼接、抗假頻算子、振幅加權、走時計算和計算效率等諸多技術難題。

2020 年，在勝利油田東部探區(qū)草橋北工區(qū)進行了應用，效果與國外商業(yè)軟件相當，完全達到了實用化水平。

目前，神通軟件已在中國石化勝利、江漢、西北等油田推廣應用。

純國產軟硬件完美首秀

隨著勝利油田勘探目標轉向“隱、深、碎、小”，高密度地震采集呈爆炸式增長。2022 年全年預計新采集數據量超過500TB，較2019 年增長近4 倍。

勝利油田物探研究院的硬件設備在不斷擴充，但急速增長的數據量依然大大超過了現有計算節(jié)點、存儲空間的承載能力。升級硬件設備需要漫長時間，但日益增長的生產運行壓力需要立刻提高算力。

一直與勝利物探研究院有合作關系的曙光國產高性能計算機平臺，擁有海量算力可以租用。但當勝利油田物探研究院聯系外商，希望將其軟件移植到曙光平臺時，外商冷冰冰撂下一句話：“沒有這樣的先例，軟件從未考慮在中國超算平臺運行。”國外商業(yè)軟件出于市場占有率、技術封鎖的目的，按照節(jié)點許可的模式收費，只能在外方指定的計算設備上運行。

關鍵技術不突破，關鍵時候卡脖子。神通軟件團隊歷時半年時間，克服了硬件環(huán)境、編程方式等困難，順利在曙光平臺完成了神通軟件移植，并于今年2月在勝利油田西部準噶爾探區(qū)成功進行了51TB 數據的OVT 域（炮檢距矢量片）處理，軟件運行高效穩(wěn)定，處理結果與國際先進商業(yè)軟件一致。

純國產軟硬件完成實際地震資料生產工作，這在國內尚屬首次，打破了國外技術壟斷，突破了石油勘探軟件卡脖子難題。

“我們硬件算力太緊張了，自己做需要6 個月才能完成，而曙光平臺算力豐富，只要10 天就可以。”張猛攤開手算了一筆賬，“我們擁有神通軟件全部核心技術和源碼，可以自由選擇硬件平臺進行移植和應用，可以極大地提高工作效率，探索出了國產軟件推廣的新模式。”

堅持自主創(chuàng)新，二十年磨一劍，勝利油田物探研究院鍛造出了為國找油利器。