數(shù)字油田全面誕生
數(shù)字油田是某油田的虛擬表示,能夠匯集該油田的自然和人文信息,人們可以對(duì)該虛擬體進(jìn)行探查和互動(dòng)。油田生產(chǎn)信息和地理信息息息相關(guān),通過(guò)信息基礎(chǔ)建設(shè),提高企業(yè)對(duì)外部各種關(guān)鍵信息及時(shí)獲取、快速反應(yīng)的能力,同時(shí),通過(guò)企業(yè)信息化和數(shù)字油田的建設(shè),改善區(qū)域內(nèi)部信息溝通、數(shù)據(jù)整合能力。
數(shù)字油田的核心是為石油企業(yè)建立數(shù)據(jù)和信息資產(chǎn)的共享機(jī)制和管理體系,在信息共享的基礎(chǔ)上,面向石油勘探、開發(fā)、地面建設(shè)、儲(chǔ)運(yùn)銷售以及企業(yè)管理等各生產(chǎn)環(huán)節(jié),建立多專業(yè)的綜合數(shù)據(jù)體系,并與各專業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行高度融合。在建立油田生產(chǎn)和管理流程優(yōu)化應(yīng)用模型的基礎(chǔ)上,利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)可視化和多維表達(dá),并且通過(guò)智能化分析模型,為企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理提供良好的信息支撐環(huán)境。
數(shù)字油田是數(shù)字地球在油氣勘探開發(fā)信息化和油田管理決策中的應(yīng)用。實(shí)施數(shù)字油田,是石油行業(yè)二次創(chuàng)業(yè)的技術(shù)焦點(diǎn)。油田實(shí)現(xiàn)數(shù)字油田的主要標(biāo)志是從大型計(jì)算中心發(fā)展到計(jì)算-網(wǎng)絡(luò)-萬(wàn)維擬境中心。數(shù)字油田可望成為企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的利器。數(shù)字油田是油田信息化建設(shè)極其重要的核心工程,所有生產(chǎn)信息將通過(guò)數(shù)字油田進(jìn)行擬境還原。
信息技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高石油行業(yè)勘探開發(fā)、數(shù)據(jù)應(yīng)用、經(jīng)營(yíng)管理水平具有革命性意義。國(guó)外油氣工業(yè)每年在IT方面的投資超過(guò)100億美元,約占總收入的2%。我國(guó)石油行業(yè)也越來(lái)越依賴信息技術(shù),在IT上的投入和應(yīng)用是逐年深入。經(jīng)過(guò)多年的理論認(rèn)識(shí)與實(shí)踐總結(jié),我國(guó)各大油田都大力推進(jìn)信息化建設(shè),力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)全面的油田“數(shù)字化”,使信息技術(shù)真正成為帶動(dòng)并提升石油行業(yè)綜合實(shí)力的“助跑器”。但與國(guó)外相比,我國(guó)石油行業(yè)的信息化建設(shè)還存在一定的差距。在勘探開發(fā)基礎(chǔ)信息采集、數(shù)據(jù)管理方法、信息共享等方面都不是十分完善,有待加強(qiáng)。
目前,中國(guó)在石油信息化領(lǐng)域已經(jīng)投入了很多,在建設(shè)數(shù)字油田的過(guò)程中,如何保護(hù)以往的投資,如何以更低的成本實(shí)現(xiàn)更大的投資回報(bào),成為數(shù)字油田建設(shè)過(guò)程中必須注意的問(wèn)題。
數(shù)字油田對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的高要求
目前,根據(jù)各個(gè)研究機(jī)構(gòu)的不同,石油勘探的主要研究包括油田勘探開發(fā)的地震資料處理與研究、儲(chǔ)層表征研究、陸相層序地層學(xué)推廣應(yīng)用、復(fù)雜斷層的配套解釋、可視化解釋、精細(xì)速度分析、油藏描述、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、非構(gòu)造圈閉識(shí)別技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。在應(yīng)用方面,實(shí)現(xiàn)了地震資料處理與地震資料解釋的一體化、地震資料解釋與油藏模擬的一體化,對(duì)于公司性質(zhì)的單位來(lái)說(shuō),實(shí)現(xiàn)了勘探開發(fā)的統(tǒng)一,極大地提高了生產(chǎn)力。
作為數(shù)字油田非常重要的組成部分,石油勘探對(duì)計(jì)算機(jī)有著特殊的嚴(yán)格要求:要把野外的資料主要是人工地震數(shù)據(jù)收集處理,精度要求很高;疊加前深度偏移算法需用大量機(jī)時(shí),搞深層、搞高分辨率也都需用大量機(jī)時(shí)。輸入量大、運(yùn)算量大,輸出量相對(duì)少得多,是石油部門計(jì)算機(jī)應(yīng)用的特點(diǎn),因此服務(wù)器應(yīng)當(dāng)速度快、內(nèi)存大、磁盤存儲(chǔ)量大、外圍設(shè)備大而全。
同時(shí),在信息管理層面,數(shù)字油田的數(shù)據(jù)和應(yīng)用具有分散和異構(gòu)的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)分布于各部門、子礦區(qū)各自的計(jì)算機(jī)上,對(duì)應(yīng)各自的應(yīng)用和管理系統(tǒng)具有不同的結(jié)構(gòu)。既有以數(shù)據(jù)庫(kù)方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)化管理的數(shù)據(jù),也有大量以非結(jié)構(gòu)化文件方式管理的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)類型多種多樣,包括文檔報(bào)告、圖形表格、數(shù)字照片、多媒體文件、GIS數(shù)字地圖、遙感影像、CAD設(shè)計(jì)圖紙、以及各類數(shù)據(jù)庫(kù)。不同部門和不同業(yè)務(wù)常常采用不同的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(如Oracle、SQLServer、DB2等)和不同的GIS系統(tǒng)(如MapGIS、GeoStar、ArcInfo、MapInfo、GeoMedia等),運(yùn)行于不同的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(Windows、Unix、Linux等)。
由于石油勘探等的特殊性,石油行業(yè)要求計(jì)算機(jī)必須具有高性能、穩(wěn)定性和可靠性,因?yàn)槭托袠I(yè)的數(shù)據(jù)分析往往需要很長(zhǎng)的一段時(shí)間才能完成,因此一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障,則前功盡棄;第二是投資保護(hù),如何保護(hù)用戶已有的投資是用戶考慮的重要因素;第三是供應(yīng)商的實(shí)力和服務(wù)。
雙核服務(wù)器:石油企業(yè)提高計(jì)算機(jī)能力的必由之路
現(xiàn)在,隨著石油勘探和處理技術(shù)的發(fā)展,高精度地震勘探方式已成為油田勘探的主流。面對(duì)野外大數(shù)據(jù)量采集,地震資料處理必須借助高性能并行計(jì)算機(jī)才能對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的室內(nèi)處理。石油行業(yè)數(shù)據(jù)處理的難點(diǎn)在于數(shù)據(jù)量大、運(yùn)算量大。一方面,在地震勘探數(shù)據(jù)的處理方式上,更先進(jìn)有效的計(jì)算方式要求更快的CPU和主頻。目前,對(duì)地下構(gòu)造深度成像的準(zhǔn)確度、清晰度、信噪比等方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)的“三維疊前偏移”正在取代在國(guó)內(nèi)已沿用了多年的“三維疊后時(shí)間偏移”,但要實(shí)現(xiàn)“三維疊前偏移”,就必須擁有強(qiáng)大的計(jì)算能力。另一方面,隨著石油勘探的技術(shù)的進(jìn)步、采集精度的不斷增加,野外數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)量呈幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng)。在地震野外資料采集中,采集面元已經(jīng)有原來(lái)的25米~50米增加到現(xiàn)在的12.5米~12.5米,覆蓋次數(shù)也提升了5-8倍,數(shù)據(jù)的采樣間隔由以前的4毫秒提高到目前的1毫秒。這些看似簡(jiǎn)單的采集環(huán)節(jié)的精度增加,到了數(shù)據(jù)處理階段,數(shù)據(jù)量都將呈“指數(shù)級(jí)”難以想象的速度增長(zhǎng)。雙核x86處理器的服務(wù)器產(chǎn)品為這類需要高性能計(jì)算動(dòng)力的應(yīng)用,提供了強(qiáng)大支持。
雙核x86處理器采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì),能夠以更低的頻率處理更高的工作負(fù)擔(dān),因而能夠避免通常由多處理器設(shè)計(jì)導(dǎo)致的功率需求(和散熱問(wèn)題)。目前為對(duì)稱多處理(SMP)多線程應(yīng)用優(yōu)化的企業(yè)IT系統(tǒng),能夠利用多內(nèi)核處理器獲得顯著的性能提升,但具體的性能會(huì)隨著應(yīng)用的不同而有所不同。同時(shí),這種性能提升的基礎(chǔ)是現(xiàn)有的硬件和接口設(shè)計(jì),從而讓企業(yè)IT經(jīng)理能夠在不對(duì)原有系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響的情況下,添加更加復(fù)雜的系統(tǒng)層次,例如虛擬和安全。
針對(duì)服務(wù)器/工作站環(huán)境,雙核處理器提供了強(qiáng)大動(dòng)力,為依賴x86構(gòu)架作為企業(yè)IT網(wǎng)絡(luò)的中樞要求今天的服務(wù)器具有運(yùn)行更多復(fù)雜應(yīng)用程序的性能?;诙嗪颂幚砥鞯姆?wù)器能夠提升數(shù)據(jù)中心的性能,使預(yù)算緊張的情況得到全面改善,全面提升石油行業(yè)的計(jì)算動(dòng)力。同時(shí),各種提高現(xiàn)有資源使用率的辦法,例如服務(wù)器整合和虛擬技術(shù)等,已成為縮減成本的極具吸引力的選擇,而基于多核處理器的服務(wù)器將是非常重要的一個(gè)幫助。多核處理器可以在不改變基礎(chǔ)設(shè)施的情況下,提高石油行業(yè)數(shù)據(jù)中心的生產(chǎn)率。
總而言之,基于雙核x86處理器的服務(wù)器平臺(tái)使海量數(shù)據(jù)處理、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、復(fù)雜科學(xué)計(jì)算及大型圖形建模為特征的企業(yè)級(jí)或行業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域,在處理能力、擴(kuò)展性,穩(wěn)定性、可靠性、易管理性等方面實(shí)現(xiàn)更大突破,性價(jià)比更高,而且能更有效地保護(hù)用戶的投資。這種處理器能夠充分保護(hù)用戶投資,與客戶的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)成長(zhǎng);超大容量?jī)?nèi)存訪問(wèn)已經(jīng)迎刃而解,64位的內(nèi)存尋址完全能夠滿足未來(lái)的計(jì)算需求;而且在處理器內(nèi)部集成了內(nèi)存控制器和HT技術(shù),使得內(nèi)存帶寬和I/O帶寬可以線性增長(zhǎng),解決了CPU的共享內(nèi)存等資源的瓶頸問(wèn)題,為石油行業(yè)提升計(jì)算動(dòng)力提供了強(qiáng)大的平臺(tái)。
石油行業(yè)的IT投資保護(hù)問(wèn)題不可小覷
雖然X86多核處理器為X86計(jì)算架構(gòu)以及X86計(jì)算市場(chǎng)帶來(lái)了巨大的福音,但一個(gè)不容忽視的問(wèn)題就是:如何才能夠保證石油行業(yè)用戶在X86服務(wù)器方面已經(jīng)擁有的投資呢?目前,眾多石油企業(yè)在X86服務(wù)器、操作系統(tǒng)、應(yīng)用等方面投入了巨大的投資,并且已經(jīng)與企業(yè)業(yè)務(wù)完美結(jié)合在一起,那么,X86雙核處理器如何才能保證用戶的這些投資呢?這就對(duì)AMD、Intel等芯片廠商提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),也許這可能成為這幾家廠商決勝未來(lái)的關(guān)鍵因素。
根據(jù)相關(guān)資料顯示,AMD雙核芯片是在同一個(gè)硅片上插入兩個(gè)核心,因此,它不需要增加額外的電源,相同的制造流程可以被用于生產(chǎn)多核心AMD64處理器,多核心處理器的供電電路將適用于現(xiàn)有的接口和供電基礎(chǔ)設(shè)施。這使得平臺(tái)制造商可以避免為新的處理器重新設(shè)計(jì)組件,從而節(jié)約大量的時(shí)間和費(fèi)用,否則這些成本會(huì)被轉(zhuǎn)嫁到客戶身上。它還讓系統(tǒng)開發(fā)人員可以用現(xiàn)成的配件開發(fā)他們的品牌產(chǎn)品。X86雙核處理器極大改善了32位性能,推動(dòng)了64位的發(fā)展,突破4G內(nèi)存障礙將成為可能?,F(xiàn)在,在同一服務(wù)器中,用戶無(wú)需改寫編碼,就可以運(yùn)行32位和虛擬64位機(jī),實(shí)現(xiàn)最佳的IT投資回報(bào),更加保護(hù)了用戶已經(jīng)擁有的應(yīng)用生態(tài)。這一切全面保證了石油行業(yè)的用戶投資。
據(jù)悉,2005年4月初,安裝有AMD芯片的共256個(gè)CPU的PC機(jī)群落戶東方地球物理公司的處理中心,為資料處理設(shè)備家族又添了新成員,這是處理中心首次使用64位計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)。針對(duì)目前疊前偏移處理技術(shù)的快速發(fā)展,為更好地解決疊前偏移技術(shù)與設(shè)備資源需求的矛盾,處理中心在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,制定了設(shè)備引進(jìn)計(jì)劃,并通過(guò)公開招標(biāo),確定由曙光公司承擔(dān)硬件供應(yīng),軟件安裝帕拉代姆公司的Epos3.0處理解釋一體化系統(tǒng),處理中心負(fù)責(zé)了軟、硬件的系統(tǒng)集成。新設(shè)備到位后,處理中心立即進(jìn)行安裝、調(diào)試。從硬件到位到軟件安裝調(diào)試、集成,處理中心用了不到三天時(shí)間,確保設(shè)備在最短時(shí)間內(nèi)投產(chǎn)。目前,新引進(jìn)的256個(gè)CPU已經(jīng)全部投入生產(chǎn)。