云计算在石油勘探领域的应用云计算应用案例

时间：2019-04-25 03:38:23　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：近年来，世界经济的高速发展带动着能源需求的急剧上升，使到对石油、天然气等能源的依赖亦越来越高，也使到石油勘探和开采所肩负的使命和责任越来越重。在目前油气资源紧张的现状下，精准、快速的地质勘测成为世界能源巨头们颇为倚重的核心竞争力之一，其中高性能计算技术的应用是一个关键决定因素和瓶颈。
　　在已经过去了的2011年，云计算带着磅礴迫人的气势在IT行业引发了一股热潮。随着云计算技术的不断发展，蓄势待发的云计算在2012年更是会逐渐走向成熟。这对于与国际接轨、竞争激烈的能源行业企业来说，云计算可能是引发石油勘探高性能计算（HPC）需求破局的导火线之一。
　　关键词：云计算；石油；勘探
　　中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 06-0022-01
　　
　　一、石油勘探技术现状
　　目前在石油勘探中最常用是地球物理方法。地球物理方法是使用现代物理方法进行地质勘探的方法，包括电法、磁法、重力法、放射性法、地震波法等。其中尤以地震波法最为重要。地震波法的基本办法是用炸药在地面激起人工地震波，通过地震波传入地下，碰到不同形态的岩层时形成不同的反射波，这些反射波经过收集、转变成电子信号后存储为数据，然后通过对数据进行计算处理、解释和反演，就能清晰模拟出勘测区域的地下地质构造，并找到那些存有石油岩层的精确位置。
　　据了解，为了了解和模拟出地下数千米的地质构造，通过地震波反射方式来收集海量数据一般二维数据可达1-2TB，三维数据更是高达几百TB甚至PB级，然后进行大量的密集计算和模拟，计算结果出来后还要转换成直观的可视画面，方便专家对数据进行解释，为油气钻井定位提供参考。因此，这些海量数据的处理只有借助高性能计算才能实现最佳的勘探效益，这也是在石油勘探领域高性能计算需求的主因。
　　由于石油勘探行业的特殊性和复杂性，石油勘探对高性能计算提出了非常苛刻的要求。过去十年中，高性能（HPC）集群计算系统成为石油勘探计算处理的主流甚至是唯一系统架构类型。HPC是高性能计算(High-Performance Computing)的缩写，但是目前高性能HPC集群计算机系统在计算性能、系统建设与运行成本等方面已经面临着许多问题。例如，让石油勘探企业感到颇为头痛的问题主要集中在三大困境：一是计算能力需求和CPU处理器性能落差越来越大，目前通过不断提高CPU处理器的工作频率来提高计算性能的技术路线已经逐步走向其极限；二是石油勘探高速增长的数据和存储扩容越来越不匹配；三是能耗制约越来越严重，高性能计算机的体积大、耗电多等弱点以及对庞大的计算机房空间需求、空调需求和用电量等已经成为石油勘探数据处理的一大挑战。
　　简单的说，就是目前石油勘探行业对计算能力和数据处理的大需求，使到传统的高性能计算方法不但不能适应石油勘探发展与应用的需要，更是成为了石油勘探发展的制约因素之一。面临上述严峻挑战，如何破局高性能HPC计算需求成为石油勘探行业关注的焦点。
　　二、云计算在是由勘探领域的应用
　　要想满足和破局石油勘探行业对高性能计算需求的三大困境，唯一的解决之道是要实现灵活的可伸缩性。也就是说，构建破局石油勘探高性能需求系统的关键点：需要可伸缩性、可拓展的计算能力；能够负载相当大的存储容量，并能实现可伸缩性的存储容量；还要能够对计算能力和资源进行更好的管理。因此，许多业内人士认为云计算或许将是最有希望破局石油勘探高性能计算需求的方法之一。
　　事实上，对高性能计算(HPC)而言，云计算并不是一个新的概念。例如已经发展近30年的超级计算中心就是一种早期的云计算模式：把昂贵的计算资源集中部署和集群应用。但这种HPC计算服务和当前所谈论的云计算又有着一些明显的区别。目前的云计算是网格计算（Grid Computing）、分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统。云计算的核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户服务。
　　简单的说，云计算对于高性能计算（HPC）不但是一次模式转变，也是革命性解决目前困境的方法。例如微软很早以前就提供了Window HPC Server操作系统，用于支持高度并行的集群计算系统。现在则积极的扩展其Windows Azure platform云平台的并发计算能力和集群计算能力，其最终目标是让云计算和高性能计算会师。目前，微软高性能计算平台会师云计算的版本是Window HPC Server 2008 R2。这种高性能计算通过借助云计算模式来整合、管理和调度硬件和网络资源，可提供强大的计算和数据处理能力，有效地压缩了石油勘探从建立模型和分析数据到提出解决方案所需的时间。更有业内专家称这是破解石油勘探高性能需求困局的创新催化剂。
　　总的来说，综合业界各种现行的解决方案，云计算技术是破局石油勘探行业高性能计算能力需求的一种很好的方向。随着云计算技术的逐步成熟，我们有理由相信基于计算网格、计算云、存储云提供的高性能计算服务，石油勘探行业高性能计算困局将会揭开新的篇章。
　　参考文献：
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