科创中国

国家超级计算天津中心攻关基于国家超级计算平台的的“常规处理-速度建模-偏移成像-构造解释”全业务流一体化石油地震勘探行业应用平台建设。业务平台集成 50 个以上应用软件，具有完备的地震资料预处理、高分辨率与高信噪比处理、速度分析与建模、动校正及叠加、偏移成像、地震资料构造解释等处理解释一体化能力，具备远程可视化管理、图形化业务流的设计功能。该项目成果对于提高地震数据综合处理解释能力, 突破行业领域欧美技术封锁，支撑具有行业挑战性的“宽方位-宽频带-高密度”（两宽一高）大规模石油地震勘探项目的实施和常规项目业务化服务，实现自主技术从创新到深入产业化应用的转变具有重大意义。

当前地震勘探是石油能源勘探开发，特别是在复杂地质环境勘探的重要手段，长期以来在地震勘探处理解释领域由于对高性能计算硬件和软件能力依赖，一直都由欧美公司控制。而目前，我国石油地震勘探正从常规油气藏向岩性、裂缝等非常规油气藏发展，计算处理正从“声波介质”算法向复杂“弹性波介质”发展；勘探数据规模正从万道、TB 级往百万道、PB 级跨越，迫切需要建立基于国家超级计算平台的“常规处理-速度建模-偏移成像-构造解释”全业务流一体化石油地震勘探行业应用平台。

项目要重点依托我国自主研制的超级计算系统环境（包括天河等系统及规划中的新一代 E 级系统）和中国石油东方地球物理公司等机构在石油地震勘探行业软研发方面的积累，构建具有完备的地震资料预处理、高分辨率与高信噪比处理、速度分析与建模、动校正及叠加、偏移成像、地震资料构造解释等处理解释一体化能力的高性能行业集成平台。平台结合石油地震勘探行业需求，基于灵活的业务流技术、高性能计算技术和可视化技术，通过系统性的框架设计、业务流设计、标准规范设计等，利用开发和集成等手段，实现地震数据处理与解释一体化、生产业务与技术研发一体化、高性能计算与海量数据存储管理一体化的业务化平台。平台包含五个层次，自上而下分别为用户登录访问、业务流软件层、平台功能扩展与扩充、资源管理与控制，以及基础设施管理，从而保障业务集成平台良好的可用性、可靠性和可扩展性。通过处理解释一体化业务处理标准流程框架设计，进行功能软件的系统划分和业务环节集成，形成包括常规处理、速度建模、偏移成像与构造解释的大业务流；通过数据管道、任务依赖以及流程设计可视化开发，形成能够灵活支撑完整业务流的应用平台环境。利用插件机制，支持用户开发定制处理算法和图形界面，形成开放式的处理与解释集成平台和插件库。研发跨业务平台的工程文件和数据管理标准接口，实现数据结果共享，建立不同业务平台之间的有效集成机制开发石油勘探业务处理与高性能计算环境适应性技术和数据安全管理机制，通过计算处理与数据通信的扩展性开发与优化、高性能数据访存技术开发与应用、业务任务调度兼容性开发、高效数据转换开发等提升高性能计算环境对处理业务的支撑能力。

项目团队团队突破了底层云环境和超级计算环境的互联 互通与跨域安全挑战，实现了服务端安全、高效与处理端高性能超级计算的系统融合；研发了嵌套式图形化业务流程设计软件，构建了“天河东方”石油地震勘探行业应用平台，形成了具备支撑行业挑战性项目的地震资料处理能力。平台部署于国家高性能计算环境的天河一号、天河二号、天河 E 级原型机等系统，实现了规模百万道、300TB单体数据的处理能力。服务于中石油、中石化、 中海油等重点行业企业，服务用户团队200余家，初步形成了新型计算服务模 式和市场合作运营机制，为油气勘探行业业务创新提供了有力支撑。

孟祥飞，现任国家超级计算天津中心党组书记，项目负责人，负责项目整体规划、项目工作进度安排与协调、项目人员安排、里程牌安排和重点任务攻关。突破了底层云环境和超级计算环境的互联互通和跨域安全挑战，实现了服务端安全、高效与处理端高性能超级计算的系统融合，并基于此构建了石油地震勘探行业应用平台；提出了面向行业应用的嵌套式业务流技术，实现了处理业务流程的快速搭建、运行状态监控和作业管理；推动了平台推广应用和对外合作 ，形成了“业务与创新双驱动、技术与收益双共享、线上与线下相结合”的运营与推 广模式。

马庆珍，现任国家超级计算天津中心高性能计算部副部长，项目主要技术骨干和项目秘书，负责项目的规划落实与进度协调，组织项目协调与沟通会议等事项。负责高性能计算适应性技术研究与在地震数据处理行业的应用，负责平台应用推广和运营工作，完成了我国西部百TB大规模数据处理等典型应用项目，组织了第七届“东方杯”全国大学生勘探地球物理大赛、中国海洋大学线上复课和中石油东方地球物理公司行业人才业务培训等活动，推动平台服务产业应用和科研创新。

康波，现任国家超级计算天津中心数据智能部部长，项目主要技术骨干，构建云化和嵌套式业务流支撑的超级计算平台应用环境，负责平台架构设计和实现，构建了“天河东方”石油地震勘探行业应用平台。

田杨，曾任国家超级计算天津中心项目主要技术骨干，高级工程师，负责计算、存储和可视化统一资源接口的开发和测试工作，实现了安全可靠的底层服务环境。通过微服务实现用户级的隔离，提供用户作业管理、用户数据管理、用户应用可视化的行业平台建设共性解决方案。

菅晓东，现任国家超级计算天津中心高性能计算部部长，项目主要技术骨干，负责平台高性能适配技术研究。

徐斌，曾任国家超级计算天津中心系统部部长，项目主要技术骨干，负责超级计算与云计算融合环境设计与实现。

庞晓磊，现任国家超级计算天津中心数据智能部副部长，负责超级计算与云计算融合环境构建与平台开发。

张婷，曾任国家超级计算天津中心数据智能部副部长，负责平台运营与应用推广。

项目成果以国产超算强大算力和行业软件核心功能为基础，引领传统石油勘探处理解释业务向云化服务模式转型。通过合作运营平台、约定服务范围、定价机制、利润分成等，形成了平台可持续运营能力。使用该平台，完成我国西部地区百TB大规模数据处理、西部某复杂构造区三维资料处理、某深海区域地震资料处理等一批挑战性处理项目，广泛服务国内大型油田、物探院、油服公司的国内、中东等国内外各类生产型项目和科研院所行业研究型项目等，新增经济效益超过1.2亿元。

以平台高性能计算强大算力和行业软件核心功能为基础能力，同时以平台在线服务为依托，引领了传统石油勘探处理解释业务向云化服务模式转型。通过服务地震勘探资料处理项目、组织全国性行业竞赛、支持远程培训、进行期刊宣传和媒体推广等多种渠道，以及签订业务合作协议，形成了“业务与创 新双驱动、技术与收益双共享、线上与线下相结合”的运营与推广模式。通过深化和东方地球物理公司、中油油气勘探软件国家工程研究中心的合作，双方合作运营平台，约定服务范围、定价机制、利润分成等，形成了平台可持续运营能力。通过服务实际地震资料处理项目、促进国产软件推广等为客户带来显著经济效益。

通过项目实施，促进了高性能计算技术在石油地震勘探行业的应用，同时通过技术成 果转移转化，项目部分成果应用到基于多模式集合的气候预测平台、材料高通量计算平台、含能材料筛选等领域，进一步完善了高性能计算环境和服务，促进了我国高性能计算生态建设和可持续发展。项目全面达成了指南目标，对专项目标达成发挥了重要作用。