陳柯宇 孫韻 張恩莉 靳天煜

摘要：本文針對石油勘探的地震數(shù)據(jù)，提出了面向企業(yè)的海量數(shù)據(jù)解決方案，石油勘探數(shù)據(jù)屬于海量數(shù)據(jù)體，數(shù)據(jù)存儲、管理及應(yīng)用都因?yàn)閿?shù)據(jù)量巨大面臨技術(shù)挑戰(zhàn)，西南油氣田分公司通過技術(shù)探索及技術(shù)創(chuàng)新，逐步形成了以私有云存儲技術(shù)、云端質(zhì)檢技術(shù)、WEBGIS及地震數(shù)據(jù)在線應(yīng)用等核心技術(shù)為基礎(chǔ)的地震數(shù)據(jù)管理模式。取得了良好的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：地震數(shù)據(jù);私有云存儲;SEG-Y云質(zhì)檢;地震數(shù)據(jù)在線展示;基于模板的元數(shù)據(jù)管理

1 地震數(shù)據(jù)存儲介紹

地震勘探是石油勘探重要的技術(shù)手段之一，地震勘探大塊數(shù)據(jù)以SEG-Y數(shù)據(jù)存儲為主要格式。SEG-Y格式是由石油地球物理協(xié)會（ Society of Exploration Geophysicists）提出的標(biāo)準(zhǔn)磁帶數(shù)據(jù)格式之一，它是石油勘探行業(yè)地震數(shù)據(jù)的最為普遍的格式。隨著西南油氣田分公司地震勘探程度逐年增高，地震數(shù)據(jù)存儲量逐步增多，特別是近年來，由于地震勘探高分辨率采集，數(shù)據(jù)量大幅增高，地震數(shù)據(jù)屬于海量數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)以工區(qū)為基本存儲單元，常規(guī)地震勘探按照施工方式分為二維及三維，根據(jù)數(shù)據(jù)專業(yè)應(yīng)用流程，可分為采集、處理、解釋等類型，除了常規(guī)地震數(shù)據(jù)以外，還有VSP，微地震等數(shù)據(jù)類型。

2 地震數(shù)據(jù)存儲級管理面臨的技術(shù)問題

地震數(shù)據(jù)存儲管理一直是石油信息化的技術(shù)難點(diǎn)，主要原因是SEGY數(shù)據(jù)體量大（T級），存儲及應(yīng)用都會帶來技術(shù)挑戰(zhàn)。中石油在A1項(xiàng)目采用Petrobank磁帶庫儲存方式，由于磁帶存儲效率低下，數(shù)據(jù)入庫及出庫效率較低，數(shù)據(jù)管理工作量巨大，近年來，隨著磁盤整列存儲成本降低，地震數(shù)據(jù)體的存儲逐步采用盤陣在線存儲方式，較為常見的存儲模式是根據(jù)應(yīng)用部門及應(yīng)用軟件的需求，數(shù)據(jù)分散存儲在各個(gè)工作站或是個(gè)人PC，由于地震數(shù)據(jù)類型較多，元數(shù)據(jù)缺乏規(guī)范管理，缺乏和文件體數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系的映射機(jī)制，數(shù)據(jù)的存儲及管理較為混亂，數(shù)據(jù)安全應(yīng)用隱患也逐步暴漏。

3 地震數(shù)據(jù)高效存儲管理總體架構(gòu)

西南油氣田分公司近年來通過技術(shù)探索及技術(shù)創(chuàng)新，逐步形成了以私有云存儲技術(shù)、企業(yè)網(wǎng)盤技術(shù)、WEBGIS等核心技術(shù)為基礎(chǔ)的地震數(shù)據(jù)管理模式。數(shù)據(jù)中心以私有云存儲地震數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)海量地震數(shù)據(jù)存儲的無限擴(kuò)展，通過云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)海量地震數(shù)據(jù)體遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控，通過企業(yè)網(wǎng)盤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的便捷交換。采用基于HTML5技術(shù)的WebGIS及專業(yè)數(shù)據(jù)展示，實(shí)現(xiàn)地震數(shù)據(jù)跨平臺、支持移動智能應(yīng)用。

西南油氣田分公司的地震數(shù)據(jù)管理最核心的技術(shù)是私有云存儲，在此基礎(chǔ)上，將原有的數(shù)據(jù)應(yīng)用模式通過微服務(wù)、HTML5的Web架構(gòu)升級改造，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯交、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)應(yīng)用的基于互聯(lián)網(wǎng)的在線應(yīng)用。

4 關(guān)鍵技術(shù)分析及實(shí)現(xiàn)

4.1 物探數(shù)據(jù)私有云存儲

云存儲是一種網(wǎng)上在線存儲模式，即把數(shù)據(jù)存放在通常由第三方托管的多臺虛擬服務(wù)器，而非專屬的服務(wù)器上。托管（ hosting）公司運(yùn)營大型的數(shù)據(jù)中心，需要數(shù)據(jù)存儲托管的單位，則透過向其購買或租賃存儲空間的方式，來滿足數(shù)據(jù)存儲的需求。西南油氣田由于數(shù)據(jù)安全的考慮，在油田局域網(wǎng)范圍內(nèi)，通過SDepot搭建企業(yè)私有云存儲，實(shí)現(xiàn)地震勘探數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)備份、歸檔和災(zāi)難恢復(fù)。西南油氣田采用私有云技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲的無限擴(kuò)展;采用企業(yè)云盤技術(shù)，使數(shù)據(jù)應(yīng)用方式直觀便捷，通過底層IOCP技術(shù)架構(gòu)，支持千人同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)架構(gòu);為了滿足油田企業(yè)跨平臺數(shù)據(jù)應(yīng)用（ Linux/Unix/Windows）實(shí)際業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和需求，數(shù)據(jù)交換除了網(wǎng)盤應(yīng)用之外，還提供基于用戶隔離機(jī)制的FTP數(shù)據(jù)服務(wù)，用戶權(quán)限隔離技術(shù)用于隔離用戶數(shù)據(jù)應(yīng)用權(quán)限，用戶讀寫權(quán)限局限在授權(quán)范圍內(nèi)的工區(qū)，且賬戶會在期限范圍外被自動注銷。通過上述技術(shù)手段解決企業(yè)數(shù)據(jù)的安全應(yīng)用問題。

利用SDepot私有云存儲技術(shù)，簡單來說，只要用戶身在油田局域網(wǎng)之內(nèi)，即可享受云技術(shù)帶來的數(shù)據(jù)應(yīng)用的方便快捷，真正實(shí)現(xiàn)了軟件即服務(wù)、平臺即服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)的目標(biāo)。

4.2 地震工區(qū)元數(shù)據(jù)管理

地震勘探大塊數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)類型可分為常規(guī)地震、VSP、微地震等多種數(shù)據(jù)類型，各類數(shù)據(jù)類型根據(jù)業(yè)務(wù)流程分為采集、處理、解釋等類別，同時(shí)施工方式還有二維及三維數(shù)據(jù)的區(qū)別，為了滿足業(yè)務(wù)擴(kuò)展及數(shù)據(jù)靈活管理的要求，我們采用基于模板配置的元數(shù)據(jù)管理模式，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化屬性數(shù)據(jù)和大塊地震數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，模板采用通用的XML數(shù)據(jù)格式，對于新增或修改數(shù)據(jù)類型，只需編輯模板，系統(tǒng)會自動進(jìn)行元數(shù)據(jù)映射，從而實(shí)現(xiàn)地震工區(qū)結(jié)構(gòu)化信息的便捷存儲;除此之外，地震工區(qū)及地震數(shù)據(jù)體、數(shù)據(jù)道都具有地理坐標(biāo)屬性信息，元數(shù)據(jù)管理里采用了空間數(shù)據(jù)庫存儲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于井位坐標(biāo)或是工區(qū)邊界坐標(biāo)范圍的空間查詢模式，通過Proj4動態(tài)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨高斯投影區(qū)代的數(shù)據(jù)應(yīng)用。

4.3 基于Web的數(shù)據(jù)在線應(yīng)用

4.3.1基于Web的數(shù)據(jù)查詢及統(tǒng)計(jì)

我們采用了Web方式，實(shí)現(xiàn)海量地震工區(qū)數(shù)據(jù)在線查詢，支持工區(qū)的類別查詢及工區(qū)名稱模糊查詢，工區(qū)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以樹狀列表展示，數(shù)據(jù)存儲量及數(shù)據(jù)擴(kuò)展類型可以便捷的統(tǒng)計(jì)。由于采用了GIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地震工區(qū)邊界的疊合顯示，用戶可以實(shí)現(xiàn)基于地理坐標(biāo)的空間數(shù)據(jù)搜索，實(shí)現(xiàn)地震工區(qū)數(shù)據(jù)的空間查詢。

4.3.2 地震數(shù)據(jù)云質(zhì)檢

由于四川盆地二維地震勘探程度較高，存在大量二維測線數(shù)據(jù)，常規(guī)質(zhì)檢方法是數(shù)據(jù)處理人員遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器，利用專業(yè)質(zhì)檢軟件進(jìn)行SEG-Y數(shù)據(jù)逐一質(zhì)量監(jiān)控操作，這項(xiàng)工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力。我們采用SDepot企業(yè)私有云存儲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了批量SEG-Y遠(yuǎn)程云端質(zhì)檢，對SEG-Y道頭的連續(xù)性、一致性及范圍進(jìn)行檢查并自動生成質(zhì)檢報(bào)告。該項(xiàng)工作充分利用基于云計(jì)算的微服務(wù)技術(shù)，將SEG-Y數(shù)據(jù)解析、道頭字掃描等工作從傳統(tǒng)的桌面應(yīng)用升級為云端服務(wù)，同時(shí)考慮到數(shù)據(jù)并行算法實(shí)現(xiàn)多作業(yè)批量性的數(shù)據(jù)處理，該項(xiàng)技術(shù)避免了服務(wù)器遠(yuǎn)程登陸或是數(shù)據(jù)本地拷貝，優(yōu)化了數(shù)據(jù)管理流程，極大的簡化數(shù)據(jù)處理流程，整體提升了地震數(shù)據(jù)質(zhì)量。

4.3.3 基于Web的數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用

SEG-Y數(shù)據(jù)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控停留在數(shù)據(jù)“標(biāo)準(zhǔn)格式”的層面，無法滿足業(yè)務(wù)人員的專業(yè)需求，實(shí)現(xiàn)SEG-Y數(shù)據(jù)專業(yè)展示是勘探數(shù)據(jù)專業(yè)分析研究，數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控的必要條件。我們利用HTML5技術(shù)，通過地震數(shù)據(jù)專業(yè)展示模塊的“云”化處理，實(shí)現(xiàn)了海量地震數(shù)據(jù)體通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器在線展示功能。該項(xiàng)功能改變了海量地震數(shù)據(jù)必須在工作站通過專業(yè)軟件展示的應(yīng)用現(xiàn)狀，使西南油氣田分公司地震數(shù)據(jù)的應(yīng)用進(jìn)入了移動化、智能化的應(yīng)用階段。我們采用了服務(wù)器端的SEG-Y位圖索引技術(shù)、高保真數(shù)據(jù)壓縮及傳輸技術(shù)、基于HTML5的GPU加速技術(shù)，使地震剖面在線展示速度等同或優(yōu)于基于桌面的本地化顯示。取得良好的實(shí)際應(yīng)用效果。

基于Web的地震顯示實(shí)現(xiàn)了地震剖面的波形變面積、變密度顯示，支持地震解釋層位、斷層和剖面的疊合展示，支持三維主測線、聯(lián)絡(luò)測線、水平切片交互拾取及顯示。該項(xiàng)功能為西南油氣田分公司的地震數(shù)據(jù)專業(yè)化管理奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

5 實(shí)際應(yīng)用效果

西南油氣田分公司通過SDepot地震私有云技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了二維及三維的采集、處理、解釋、VSP、微地震近千個(gè)地震工區(qū)的地震數(shù)據(jù)云存儲管理，目前數(shù)據(jù)存量為200T，數(shù)據(jù)增量為每年40T。應(yīng)用地震數(shù)據(jù)私有云存儲技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲效率較之前的Petrobank高出近20倍以上，數(shù)據(jù)管理的人工工作量減少了10倍，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效便捷管理及數(shù)據(jù)安全存儲，為西南油氣田分公司的石油勘探奠定堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)服務(wù)基礎(chǔ)。

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作者簡介

陳柯宇（1987-），男，四川省南充市人。電信科技學(xué)士學(xué)位，工程師。研究方向?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)研發(fā)和運(yùn)維。

孫韻（1976-），女，四川省成都市人。大學(xué)本科學(xué)歷，高級工程師。研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)應(yīng)用。

張恩莉（1980-），女，四川省達(dá)州市人。大學(xué)本科學(xué)歷，工程師。研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)應(yīng)用。

靳天煜（1992-），女，重慶市人。大學(xué)本科學(xué)歷，工程師。研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)應(yīng)用。