AI+油氣勘探 浪潮智算中心助力東方物探找油

談到油氣勘探，很多人的腦海中會浮現這一場景：工程師們冒著嚴寒酷暑，艱難地在山野間跋涉勘探，尋找寶貴的油氣資源。

但實際上，現代化油氣勘探的複雜度更高也更先進 — 使用”三維地震勘探”技術，通過人工震源引發地震波，採集和分析地震波在岩石中傳播時產生的反射波或折射波，能夠更準確查明地質構造。 而這種方式採集到的單次地震波數據通常高達數百GB，依靠工程師人工描點，往往需要數周時間才能建立可用的油氣田地質模型。

中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司（以下簡稱”東方物探”）是國內最大的專門從事地球物理勘探的專業化工程技術服務公司，肩負著為國”找油找氣”的神聖使命。 浪潮資訊為東方物探提供全棧智算平台建設方案，建成了業內最大規模的油氣勘探智算平臺，以創新的雲服務模式為東方物探遍佈全球的油氣勘探專案提供澎湃智慧算力，並合作進行AI演算法研究，拾取效率比人工提升千倍以上，同比業內演算法提升18倍，助力油氣勘探開發”增儲上產”和”提質增效”。

人工智慧讓深埋的油氣田”重見天日”

當前的油氣勘探技術主要依賴人工採集、繪製地質數據，建立的油氣田地質模型經常存在較大誤差。 而AI技術的引入，讓勘探公司能夠更高效、更精細地描述油氣田地質模型。 相關技術一旦成熟應用，大量之前無法開採的油氣田將”重見天日”，同時一些開採難度較大的油氣田也有望大幅降低開採成本。

東方物探充分認識到AI技術在石油勘探方面的巨大潛力，從20世紀80年代開始人工智慧的系列研究，擁有業內最為豐富的淺層機器學習GeoEast特色解釋功能。 近年來，東方物探展開基於深度學習的”AI+物探”關鍵技術研究探索，已取得地表障礙物智慧識別、測井數據預測、地震層位自動解釋等初步成果。 最近，東方物探採用人工智慧識別對鑽井井深進行監控的技術取得突破性進展，實現了由原來的人眼流覽模式向人工智慧模式的轉變。 未來，東方物探計劃將”AI+物探”覆蓋到地球物理勘探和裝備製造全過程。

但是，人工智慧在行業場景的落地總會充滿坎坷，東方物探同樣面臨著一系列挑戰。

在算力方面，隨著高精度三維地震、高密度單點地震勘探技術的大規模應用，東方物探地震資料採集處理一體化軟體GeoEast的存儲數據初始需求達到PB級，專案平均數據增量達到20TB，單個處理文件達到數百GB，對計算平臺的性能和海量數據處理提出了新的挑戰。

在演算法方面，AI模型性能優化成為東方物探需要重點解決的問題。 傳統人工的數據處理方法在效率、準確性方面表現不佳，尤其是在複雜地形的情況下，而人工智慧方案能夠自動、智慧地對數據進行處理，顯著提高勘探工作效率。 但模型複雜度較高，需要經過不斷的創新與優化才能滿足實際應用在效率、精度等方面的苛刻要求。

協同探索”AI+油氣勘探”的未來藍圖

東方物探與浪潮資訊聯合開展”AI+油氣勘探”核心技術攻關，推動AI技術在油氣勘探產業的深化應用。 例如，在地震波採集分析領域，雙方將智慧初至拾取模型由簡單的CNN網路發展為CNN+RNN網路，數據標籤由單道發展為多道，計算方式由CPU發展為多GPU並行。 在浪潮資訊最新的AI伺服器平臺上，十幾分鐘即可完成數百GB地震數據的初至拾取任務，拾取效率相比人工拾取提升千倍以上，同比業內演算法提升18倍。

此外，浪潮資訊為東方物探規劃建設了油氣勘探智算中心，已於2021年10月正式投入運營，為AI+油氣勘探領域的探索與創新提供強大的計算力支援。 該中心提供涵蓋CPU計算節點、GPU計算節點、核心交換機、智算操作系統、集群管理軟體在內的全棧式智慧計算解決方案，並以一體化方式交付，有效降低綜合投入成本。 並以創新的雲服務模式為油氣勘探專案提供聚合的智算能力，通過集群管理軟體Cluster Engine和天眼，實現智算資源統一智慧化管理，有效降低了日常運維的難度，後續系統擴容也更加便捷快速。

同時，雙方聯合對GeoEast中6個模組運行實現了智能化監控，助力提升GeoEast軟體平台運行效率。 通過熱力圖分析方法，解決了集群整體運行性能可視化、定位異常節點與負載均衡等問題。 單個模組性能分析時間從一個月縮短到一周左右，分析速度提升400%以上。

隨著合作的深入，新建的東方物探油氣勘探智算中心已經為”塔里木油田會戰”、”科西專案”等國內外多個油氣資源勘探專案提供高效、靈活、安全的智慧算力服務。 後續，雙方還計劃圍繞油氣勘探的產業智慧化開展廣泛合作，為油氣勘探開發面臨的各種複雜問題提供採集、處理、解釋一體化的地球物理勘探智能解決方案，用”智慧大腦”助力中國的油氣勘探開發增儲上產、提質增效。