AI+油气勘探 浪潮智算中心助力东方物探找油

北京2022年3月22日 /美通社/ -- 谈到油气勘探，很多人的脑海中会浮现这一场景：工程师们冒着严寒酷暑，艰难地在山野间跋涉勘探，寻找宝贵的油气资源。

但实际上，现代化油气勘探的复杂度更高也更先进 -- 使用“三维地震勘探”技术，通过人工震源引发地震波，采集和分析地震波在岩石中传播时产生的反射波或折射波，能够更准确查明地质构造。而这种方式采集到的单次地震波数据通常高达数百GB，依靠工程师人工描点，往往需要数周时间才能建立可用的油气田地质模型。

中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司（以下简称“东方物探”）是国内最大的专门从事地球物理勘探的专业化工程技术服务公司，肩负着为国“找油找气”的神圣使命。浪潮信息为东方物探提供全栈智算平台建设方案，建成了业内最大规模的油气勘探智算平台，以创新的云服务模式为东方物探遍布全球的油气勘探项目提供澎湃智慧算力，并合作进行AI算法研究，拾取效率比人工提升千倍以上，同比业内算法提升18倍，助力油气勘探开发“增储上产”和“提质增效”。

人工智能让深埋的油气田“重见天日”

当前的油气勘探技术主要依赖人工采集、绘制地质数据，建立的油气田地质模型经常存在较大误差。而AI技术的引入，让勘探公司能够更高效、更精细地描述油气田地质模型。相关技术一旦成熟应用，大量之前无法开采的油气田将“重见天日”，同时一些开采难度较大的油气田也有望大幅降低开采成本。

东方物探充分认识到AI技术在石油勘探方面的巨大潜力，从20世纪80年代开始人工智能的系列研究，拥有业内最为丰富的浅层机器学习GeoEast特色解释功能。近年来，东方物探展开基于深度学习的“AI+物探”关键技术研究探索，已取得地表障碍物智能识别、测井数据预测、地震层位自动解释等初步成果。最近，东方物探采用人工智能识别对钻井井深进行监控的技术取得突破性进展，实现了由原来的人眼浏览模式向人工智能模式的转变。未来，东方物探计划将“AI+物探”覆盖到地球物理勘探和装备制造全过程。

但是，人工智能在行业场景的落地总会充满坎坷，东方物探同样面临着一系列挑战。

在算力方面，随着高精度三维地震、高密度单点地震勘探技术的大规模应用，东方物探地震资料采集处理一体化软件GeoEast的存储数据初始需求达到PB级，项目平均数据增量达到20TB，单个处理文件达到数百GB，对计算平台的性能和海量数据处理提出了新的挑战。

在算法方面，AI模型性能优化成为东方物探需要重点解决的问题。传统人工的数据处理方法在效率、准确性方面表现不佳，尤其是在复杂地形的情况下，而人工智能方案能够自动、智能地对数据进行处理，显著提高勘探工作效率。但模型复杂度较高，需要经过不断的创新与优化才能满足实际应用在效率、精度等方面的苛刻要求。

协同探索“AI+油气勘探”的未来蓝图

东方物探与浪潮信息联合开展“AI+油气勘探”核心技术攻关，推动AI技术在油气勘探产业的深化应用。例如，在地震波采集分析领域，双方将智能初至拾取模型由简单的CNN网络发展为CNN+RNN网络，数据标签由单道发展为多道，计算方式由CPU发展为多GPU并行。在浪潮信息最新的AI服务器平台上，十几分钟即可完成数百GB地震数据的初至拾取任务，拾取效率相比人工拾取提升千倍以上，同比业内算法提升18倍。

此外，浪潮信息为东方物探规划建设了油气勘探智算中心，已于2021年10月正式投入运营，为AI+油气勘探领域的探索与创新提供强大的计算力支持。该中心提供涵盖CPU计算节点、GPU计算节点、核心交换机、智算操作系统、集群管理软件在内的全栈式智能计算解决方案，并以一体化方式交付，有效降低综合投入成本。并以创新的云服务模式为油气勘探项目提供聚合的智算能力，通过集群管理软件Cluster Engine和天眼，实现智算资源统一智能化管理，有效降低了日常运维的难度，后续系统扩容也更加便捷快速。

同时，双方联合对GeoEast中6个模块运行实现了智能化监控，助力提升GeoEast软件平台运行效率。通过热力图分析方法，解决了集群整体运行性能可视化、定位异常节点与负载均衡等问题。单个模块性能分析时间从一个月缩短到一周左右，分析速度提升400%以上。

随着合作的深入，新建的东方物探油气勘探智算中心已经为“塔里木油田会战”、“科西项目”等国内外多个油气资源勘探项目提供高效、灵活、安全的智慧算力服务。后续，双方还计划围绕油气勘探的产业智能化开展广泛合作，为油气勘探开发面临的各种复杂问题提供采集、处理、解释一体化的地球物理勘探智能解决方案，用“智慧大脑”助力中国的油气勘探开发增储上产、提质增效。