李養(yǎng)生,謝立冬,任紅民,熊 焰,王寅虎,劉 斌

(1.中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.中國石化勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

勘探開發(fā)專業(yè)云平臺的建設(shè)及應(yīng)用效果

李養(yǎng)生1,謝立冬1,任紅民1,熊 焰2,王寅虎1,劉 斌1

(1.中國石化江蘇油田分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.中國石化勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

針對目前油氣勘探開發(fā)專業(yè)應(yīng)用軟件的多樣性、使用環(huán)境的限制和數(shù)據(jù)安全隱患等現(xiàn)狀,研究并建設(shè)了一套滿足油田需求的專業(yè)應(yīng)用軟件云平臺。最終用戶能夠通過云平臺借助NICE DCV或HP RGS小插件遠(yuǎn)程操作Landmark企業(yè)版的所有功能，或借助Citrix Receiver小插件遠(yuǎn)程操作Petrel等Windows應(yīng)用。其中，NICE DCV具有發(fā)布一對多桌面的能力，這對緩解資源緊張，提高硬件利用率具有重要意義，HP RGS由于其高效壓縮算法帶來的益處，能滿足對性能更為苛刻用戶的需求。landmark和petrel的應(yīng)用效果表明，云平臺在提高訪問便捷性，增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性、簡化維護(hù)管理等方面具有積極意義。

云平臺 勘探 開發(fā) DCV RGS

隨著各種IT新技術(shù)的持續(xù)引入，油氣勘探開發(fā)的計算環(huán)境正變得越來越復(fù)雜[1]，主要體現(xiàn)在應(yīng)用和計算平臺的多樣性使得管理維護(hù)非常困難；數(shù)據(jù)在不同地點的多種平臺上存放使得數(shù)據(jù)安全存在隱患；全三維解釋研究的普及對遠(yuǎn)程三維訪問技術(shù)提出更高要求。所有這些問題，都是擺在我們面前的挑戰(zhàn)，因此很有必要在云計算技術(shù)的基礎(chǔ)上，開展計算平臺、應(yīng)用的整合和遠(yuǎn)程三維訪問研究。

1 研究思路

1.1 總體思路

根據(jù)應(yīng)用需求和IT的發(fā)展現(xiàn)狀，搭建一個以Landmark應(yīng)用為主的兼顧Petrel等其它應(yīng)用的勘探開發(fā)遠(yuǎn)程協(xié)同工作平臺，所有的應(yīng)用和數(shù)據(jù)集中在后臺存放，前端通過Web瀏覽器訪問應(yīng)用程序以開展各種地學(xué)研究工作。通過優(yōu)化調(diào)度、負(fù)載均衡等技術(shù)提高軟硬件資源利用率，同時兼顧性能和效率。

1.2 技術(shù)選型

虛擬化技術(shù)選用VMWare的vSphere技術(shù) ，該技術(shù)相對成熟穩(wěn)定[2-3]。另外，油田勘探開發(fā)研究院已部署了多套vSphere產(chǎn)品用于辦公、培訓(xùn)和服務(wù)器虛擬化，已積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗[4]。

遠(yuǎn)程三維顯示技術(shù)選用HP RGS和NICE DCV，其中HP RGS是HP公司推出的具有超高圖像壓縮比的遠(yuǎn)程訪問技術(shù)，但只能發(fā)布一對一的桌面，而NICE DCV基于業(yè)界知名的RealVNC開發(fā)的且具有發(fā)布一對多桌面的能力。這兩種技術(shù)在石油行業(yè)已有應(yīng)用先例[5-6]。Windows應(yīng)用采用Citrix的XenApp來發(fā)布，該技術(shù)非常成熟。

身份認(rèn)證使用中石化Sinopec域統(tǒng)一認(rèn)證。

1.3 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)架構(gòu)如圖1?？刂乒?jié)點安裝在兩臺IBM X3850虛擬化服務(wù)器，計算節(jié)點選用HP刀片集群服務(wù)器，每個刀片工作站配有2顆8核心CPU和64 G內(nèi)存，兩套存儲陣列通過光纖通道與存儲交換機(jī)相連。2臺網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與骨干交換機(jī)通過光纖實現(xiàn)萬兆連接，而用戶端通過樓層交換機(jī)與骨干交換機(jī)連接，通過Web瀏覽器借由HP RGS、NICE DCV或者Citrix Receiver插件訪問遠(yuǎn)端服務(wù)器的計算資源。

圖1 云平臺系統(tǒng)架構(gòu)

2 應(yīng)用部署

目前在云平臺部署的主要有Landmark、Petrel、Eclipse、Jason、GeoView等專業(yè)軟件，包涵了地震資料綜合解釋、油藏建模、數(shù)模及儲層預(yù)測。

(1)Landmark軟件屬于Linux應(yīng)用，通過NICE DCV或HP RGS進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問。如果按照20臺刀片工作站來部署Landmark應(yīng)用，其中10臺配置為使用NICE DCV訪問，每臺配置為支持4個用戶并發(fā)訪問，另外10臺配置為使用HP RGS訪問，累計共支持50個用戶并發(fā)訪問，較傳統(tǒng)部署可以大大減少工作站的部署數(shù)量。

(2)Petrel、Eclipse、Jason等屬于Windows軟件應(yīng)用，通過Citrix Receiver來進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問。在后臺配置多臺有高性能顯卡的服務(wù)器，安裝有Petrel、Jason等Windows應(yīng)用，每個節(jié)點可同時支持多個用戶訪問，所有Windows節(jié)點安裝的軟件完全一樣，從而保證任何一個節(jié)點都能提供完全同樣的服務(wù)。

3 應(yīng)用效果

3.1 Landmark企業(yè)版應(yīng)用

(1)隨處辦公、方便用戶

一般的遠(yuǎn)程軟件或仿真終端不完全支持DSG的遠(yuǎn)程訪問，在我們對Xmanager和Exceed等軟件的測試中，運(yùn)行DSG模塊時出現(xiàn)打不開或者三維圖像顯示不完全等情況，而NICE DCV和HP RGS經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑O(shè)置和優(yōu)化之后，能完美支持DSG的3D顯示，且操作流暢。由于該平臺統(tǒng)一門戶采用目前流行的B/S體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，用戶可以通過瀏覽器向分布在網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器發(fā)出請求，實現(xiàn)了在異地通過網(wǎng)絡(luò)登錄后能正常使用Landmark企業(yè)版的所有功能，從而實現(xiàn)了隨處辦公。

下面以Landmark企業(yè)版的DSG模塊為例介紹勘探開發(fā)云平臺的應(yīng)用效果。DSG全稱是Decision Space Geosciences，是哈里伯頓公司推出的新一代多學(xué)科協(xié)同工作應(yīng)用軟件，其運(yùn)行需要比較頻繁的圖像傳輸功能，內(nèi)存空間要求高。通過云平臺進(jìn)行多數(shù)據(jù)體立體空間展示和交互操作，如圖2所示，圖2a顯示的是一個數(shù)據(jù)體的主測線、聯(lián)絡(luò)測線，另一個數(shù)據(jù)體的時間切片，還有斷層面，鉆井軌跡等；圖2b顯示的是相干體的時間切片，以及解釋成果與該面的交點；圖2c是常規(guī)的地震解釋剖面，通過多角度的展示保證了科研人員能多方面論證解釋方案的合理性。所有這些都是通過云平臺來展示和操作的。

圖2 遠(yuǎn)程多數(shù)據(jù)體的立體空間展示

(2)數(shù)據(jù)共享、提高效率

Landmark企業(yè)版引入?yún)^(qū)帶概念，采用區(qū)帶管理項目庫，項目庫管理具體數(shù)據(jù)的模式。通過云平臺實現(xiàn)了油田層面不同二級單位各研究項目組之間共享一套地震數(shù)據(jù)體，地震處理成果數(shù)據(jù)統(tǒng)一加載后，各項目組無需重復(fù)加載，減少了各項目組的工作量，同時也節(jié)約了存儲資源。因此在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享，各個項目組地震解釋等成果數(shù)據(jù)相互獨立基礎(chǔ)上，地震數(shù)據(jù)利用效率得到較大提高。

(3)性能提升、手段增強(qiáng)

由于云平臺后臺計算節(jié)點具有高性能和充足的內(nèi)存空間，Landmark軟件系統(tǒng)強(qiáng)大的功能得以充分體現(xiàn)。

提高了三維地震資料解釋方法。傳統(tǒng)解釋方法是三維地震資料，二維解釋方法，即主線與聯(lián)絡(luò)線交互解釋，相互閉合；在新系統(tǒng)下，平面與剖面交互解釋，同時在空間實時展示解釋方案，為解釋方案的迅速確定提供了可能，從而提高了解釋方法。

實現(xiàn)快速實時時-深轉(zhuǎn)換。在工區(qū)內(nèi)建立速度場后，可以實時進(jìn)行地震剖面和地震數(shù)據(jù)體的時-深轉(zhuǎn)換，提高了工作效率。

實現(xiàn)多專業(yè)的深度融合。在Landmark平臺上不但可以進(jìn)行地震資料解釋，同時可以結(jié)合地震資料進(jìn)行井位的地質(zhì)統(tǒng)層和儲層描述，極大地提高了數(shù)據(jù)的利用效率，減少了數(shù)據(jù)的整理時間，實現(xiàn)多專業(yè)的深度融合。

3.2 Petrel和Eclipse聯(lián)合應(yīng)用

Eclipse軟件可以單獨使用，也可由Petrel軟件觸發(fā)使用，Petrel會根據(jù)設(shè)置，自動調(diào)用Eclipse進(jìn)行數(shù)值模擬(圖3)。通過云平臺將軟件啟動后，完全融合到本地windows桌面，操作性與用戶在個人電腦上打開本地的應(yīng)用程序一樣，不同的是數(shù)據(jù)資源與運(yùn)算均在平臺上計算節(jié)點完成，用戶本機(jī)資源得到有效釋放。

在Petrel和Eclipse的聯(lián)合應(yīng)用中，由于Eclipse對CPU資源要求較高，通過平臺的調(diào)用，Eclipse軟件的計算性能得到有效提高。實際使用過程中，Eclipse的運(yùn)算速度遠(yuǎn)快于本地機(jī)器，這主要得益于后臺高性能的計算節(jié)點和存儲系統(tǒng)。圖4展示了60W網(wǎng)格規(guī)模的情況下本地和服務(wù)器上運(yùn)算時間的對比以及服務(wù)器上不同線程運(yùn)算時間的對比，服務(wù)器上的運(yùn)算時間最快縮短為本地運(yùn)算的1/5。

圖3 Petrel調(diào)用Eclipse進(jìn)行數(shù)值模擬

圖4 本地和服務(wù)器上運(yùn)算時間的對比

3.3 數(shù)據(jù)資源應(yīng)用

平臺數(shù)據(jù)資源的安全性和使用效率得到顯著提高。所有數(shù)據(jù)都封閉在云平臺內(nèi)，數(shù)據(jù)集中存放在高性能的存儲陣列中，不再分散存放于個人電腦，避免了因硬盤損壞導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失或其他原因引起的數(shù)據(jù)外泄風(fēng)險。此外，云平臺內(nèi)部各專業(yè)應(yīng)用可以相互交換數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)共享，提高數(shù)據(jù)使用效率。

4 結(jié)論

經(jīng)過一段時間的運(yùn)行，云平臺的優(yōu)勢逐漸凸顯出來，在提供了與傳統(tǒng)模式媲美的用戶體驗之外，云平臺很好地解決了傳統(tǒng)模式所帶來的安全、管理和效率等方面的諸多問題。它實現(xiàn)了資源的集中管理，提高了企業(yè)的數(shù)據(jù)安全性，減少了維護(hù)工作量[7]，從而使企業(yè)計算環(huán)境不僅可用，而且可靠和可控。實踐證明，勘探開發(fā)專業(yè)應(yīng)用云平臺在石油企業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景。

[1] 于剛，王琳，吳勇，等.油氣田專業(yè)應(yīng)用云平臺建設(shè)方案摸索[C]//石油行業(yè)計算機(jī)新技術(shù)應(yīng)用論文集.北京：石油工業(yè)出版社，2014：82-92.

[2] 趙靖，鄧凡星.虛擬化技術(shù)比較研究[J].價值工程，2015，(27)：231-235.

[3] 丁曦偉，寧海斌.虛擬化技術(shù)及產(chǎn)品市場研究[J].有線電視技術(shù)，2015，306(6)：39-42.

[4] 熊焰，謝立冬，王寅虎，等.虛擬桌面技術(shù)在辦公中的應(yīng)用研究[C]//石油行業(yè)計算機(jī)新技術(shù)應(yīng)用論文集.北京：石油工業(yè)出版社，2014：67-70.

[5] 張?zhí)炝?，樊晉明.RGS在油田勘探研究中多種應(yīng)用模式探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011，(9)：68.

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[7] 徐剛.大慶油田云計算中心建設(shè)方案[J].硅谷，2012，(22)：57.

Constructionofprofessionalcloudplatformforexplorationanddevelopmentanditsapplicationeffect

LI Yangsheng1，XIE Lidong1, REN Hongmin1, XIONG Yan2, WANG YinHu1, LIU Bin1

(1.ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJiangsuOilfieldCompany,SINOPEC,Yangzhou225009,China;2.PetroleumExplorationandProductionResearchInstitute,SINOPEC,Beijing100083，China)

Aiming at the current professional application softwares for oil-gas exploration and development, such as the diversity, environment constraints and data security risks, etc., a cloud platform for professional application softwares was studied and constructed, which can meet the requirements of oilfield. The users of cloud platform can remotely operate all functions of Landmark enterprise edition by NICE DCV or HP RGS plug-in and Windows application of Petrel by Citrix Receiver plug-in. The NICE DCV has the capability of one to many desktops, which has great significance to relieving the resource constraints and improving hardware utilization. Due to its efficient compression algorithm, HP RGS can meet the requirements of harsh users to performance. Application results of Landmark and Petrel indicated that the cloud platform has a positive meaning in improving the security of enterprise data and reducing maintenance cost.

cloud platform; exploration; development; DCV; RGS

TP3

A

10.16181/j.cnki.fzyqc.2017.04.007

2017-07-31；改回日期2017-09-30。

李養(yǎng)生(1966—)，高級工程師，現(xiàn)從事油田信息化管理工作。E-mail：liyangsheng.jsyt@sinopec.com。

(編輯 楊芝文)