北京2022年3月22日 /美通社/ -- 談到油氣勘探，很多人的腦海中會浮現(xiàn)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(xiàn)代化油氣勘探的復(fù)雜度更高也更先進 -- 使用“三維地震勘探”技術(shù)，通過人工震源引發(fā)地震波，采集和分析地震波在巖石中傳播時產(chǎn)生的反射波或折射波，能夠更準確查明地質(zhì)構(gòu)造。而這種方式采集到的單次地震波數(shù)據(jù)通常高達數(shù)百GB，依靠工程師人工描點，往往需要數(shù)周時間才能建立可用的油氣田地質(zhì)模型。
中國石油集團東方地球物理勘探有限責(zé)任公司（以下簡稱“東方物探”）是國內(nèi)最大的專門從事地球物理勘探的專業(yè)化工程技術(shù)服務(wù)公司，肩負著為國“找油找氣”的神圣使命。浪潮信息為東方物探提供全棧智算平臺建設(shè)方案，建成了業(yè)內(nèi)最大規(guī)模的油氣勘探智算平臺，以創(chuàng)新的云服務(wù)模式為東方物探遍布全球的油氣勘探項目提供澎湃智慧算力，并合作進行AI算法研究，拾取效率比人工提升千倍以上，同比業(yè)內(nèi)算法提升18倍，助力油氣勘探開發(fā)“增儲上產(chǎn)”和“提質(zhì)增效”。
人工智能讓深埋的油氣田“重見天日”
當(dāng)前的油氣勘探技術(shù)主要依賴人工采集、繪制地質(zhì)數(shù)據(jù)，建立的油氣田地質(zhì)模型經(jīng)常存在較大誤差。而AI技術(shù)的引入，讓勘探公司能夠更高效、更精細地描述油氣田地質(zhì)模型。相關(guān)技術(shù)一旦成熟應(yīng)用，大量之前無法開采的油氣田將“重見天日”，同時一些開采難度較大的油氣田也有望大幅降低開采成本。
東方物探充分認識到AI技術(shù)在石油勘探方面的巨大潛力，從20世紀80年代開始人工智能的系列研究，擁有業(yè)內(nèi)最為豐富的淺層機器學(xué)習(xí)GeoEast特色解釋功能。近年來，東方物探展開基于深度學(xué)習(xí)的“AI+物探”關(guān)鍵技術(shù)研究探索，已取得地表障礙物智能識別、測井?dāng)?shù)據(jù)預(yù)測、地震層位自動解釋等初步成果。最近，東方物探采用人工智能識別對鉆井井深進行監(jiān)控的技術(shù)取得突破性進展，實現(xiàn)了由原來的人眼瀏覽模式向人工智能模式的轉(zhuǎn)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制造全過程。
但是，人工智能在行業(yè)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(zhàn)。
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(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，東方物探地震資料采集處理一體化軟件GeoEast的存儲數(shù)據(jù)初始需求達到PB級，項目平均數(shù)據(jù)增量達到20TB，單個處理文件達到數(shù)百GB，對計算平臺的性能和海量數(shù)據(jù)處理提出了新的挑戰(zhàn)。
在算法方面，AI模型性能優(yōu)化成為東方物探需要重點解決的問題。傳統(tǒng)人工的數(shù)據(jù)處理方法在效率、準確性方面表現(xiàn)不佳，尤其是在復(fù)雜地形的情況下，而人工智能方案能夠自動、智能地對數(shù)據(jù)進行處理，顯著提高勘探工作效率。但模型復(fù)雜度較高，需要經(jīng)過不斷的創(chuàng)新與優(yōu)化才能滿足實際應(yīng)用在效率、精度等方面的苛刻要求。
協(xié)同探索“AI+油氣勘探”的未來藍圖
東方物探與浪潮信息聯(lián)合開展“AI+油氣勘探”核心技術(shù)攻關(guān)，推動AI技術(shù)在油氣勘探產(chǎn)業(yè)的深化應(yīng)用。例如，在地震波采集分析領(lǐng)域，雙方將智能初至拾取模型由簡單的CNN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為CNN+RNN網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)標簽由單道發(fā)展為多道，計算方式由CPU發(fā)展為多GPU并行。在浪潮信息最新的AI服務(wù)器平臺上，十幾分鐘即可完成數(shù)百GB地震數(shù)據(jù)的初至拾取任務(wù)，拾取效率相比人工拾取提升千倍以上，同比業(yè)內(nèi)算法提升18倍。
此外，浪潮信息為東方物探規(guī)劃建設(shè)了油氣勘探智算中心，已于2021年10月正式投入運營，為AI+油氣勘探領(lǐng)域的探索與創(chuàng)新提供強大的計算力支持。該中心提供涵蓋CPU計算節(jié)點、GPU計算節(jié)點、核心交換機、智算操作系統(tǒng)、集群管理軟件在內(nèi)的全棧式智能計算解決方案，并以一體化方式交付，有效降低綜合投入成本。并以創(chuàng)新的云服務(wù)模式為油氣勘探項目提供聚合的智算能力，通過集群管理軟件Cluster Engine和天眼，實現(xiàn)智算資源統(tǒng)一智能化管理，有效降低了日常運維的難度，后續(xù)系統(tǒng)擴容也更加便捷快速。
同時，雙方聯(lián)合對GeoEast中6個模塊運行實現(xiàn)了智能化監(jiān)控，助力提升GeoEast軟件平臺運行效率。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(jié)點與負載均衡等問題。單個模塊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(jīng)為“塔里木油田會戰(zhàn)”、“科西項目”等國內(nèi)外多個油氣資源勘探項目提供高效、靈活、安全的智慧算力服務(wù)。后續(xù)，雙方還計劃圍繞油氣勘探的產(chǎn)業(yè)智能化開展廣泛合作，為油氣勘探開發(fā)面臨的各種復(fù)雜問題提供采集、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(fā)增儲上產(chǎn)、提質(zhì)增效。
