NetApp 网络存储技术在地震数据管理中的应用

用户背景

大庆油田公司勘探开发研究地震处理解释中心

中国石油天然气集团公司（简称《中国石油集团》，英文缩写：CNPC）是根据国务院机构改革方案，于1998年7月在原中国石油天然气总公司的基础上组建的特大型石油石化企业集团，系国家授权投资的机构和国家控股公司，是实行上下游、内外贸、产销一体化、按照现代企业制度动作，跨地区、跨行业、跨国经营的综合性石油公司。

作为中国境内最大的原油、天然气生产、供应商和最大的炼油化工产品生产、供应商，中国石油集团业务涉及石油天然气勘探开发、炼油化工、管道运输、油气炼化产品销售、石油工程技术服务、石油机械加工制造、石油贸易等各个领域，在中国石油、天然气生产、加工和市场中占据主导地位，在美国《石油情报周刊》最大50家世界石油公司排名中，中国石油集团位居第10位，在《财富》杂志2003年公布的世界500强企业排名中，由上年的第81位提升为第69位，并被评为"世界最受赞赏企业"。

中国石油集团注册总资本1149亿元，现有总资产7362亿元，在中国境内东北、华北、西北、西南等广大地区拥有13个大型特大型油气田企业、16个大型特大型炼油化工企业、19个石油销售企业和一大批石油石化科研院所和石油施工作业、技术服务、机械制造企业，在中东、北非、中亚、俄罗斯、南美等地区拥有近30个油气勘探开发和生产建设项目。2003年国内生产原油10954.4万吨，生产天然气248.8亿立方米，加工原油9842.8万吨；同时在海外获取权益原油产量1288.4万吨、天然气产量13.9亿立方米。全年实现销售收入4752.9亿元，上缴税费760亿元，实现利润726.7亿元，实现利润在国内企业中位居榜首。

大庆油田采油二厂是中石油下属单位，年产原油近千万吨，其信息部门从1998-1999年建设完成计算机局域网，现在计算机网络由厂、矿、队三级网络构成。信息中心机房为网络的一级中心，下联24个厂属单位及5个厂外单位。

地震处理解释中心的主要工作是将地下地质的地震信号，通过地面提取后，用大型计算机进行处理。形成地下的构造以及地下的成像，发现地下的油气构造，并打井提供更加可靠的勘探数据。

地震数据的爆炸性增长，对地震数据在存储系统得出了更高的要求，数据体在多个处理服务器及解释工作站之间，如何高速、快捷地传送，是制约处理解释周期的关键。网络存储技术的出现，从多个方面改善了地震数据存储系统的不足。本文通过对地震数据存储系统的现状及问题的分析，设计了基于网络存储技术的地震数据存储系统，实施后，极大地提高了各处理服务器、地震解释工作之间的数据传输效率，实现了地震数据处理解释一体化的布诸和管理。

面临的挑战

大庆油田公司研究院地震处理解释中心拥有联想深腾1800万亿次集群并行机（256个CPU）、DELL集群并行机（24个CPU）和IBM SP2（24个CPU）等多套地震数据处理系统，以及近25套（SUN/B2000）地震数据解释工作站，承担着三维叠前深度偏移处理、地震目标处理和解释任务。各处理服务器及解释工作站均配置有基于主机的直接存储（DAS-Direct Attached Storage）磁盘陈列，DELL配置6TB磁盘、IBM配置900GB磁盘、每台SUN/B2000配置180GB磁盘；地震数据处理服务器和解释工作站采用155MB ATM 技术构成地震处理解释网络。

以SUN工作站为主的地震解释工作站，分布在研究院处理解释中心机房、勘探综合楼和勘探一室（楼）内，这些解释工作站系统利用研究院的ATM（155Mb/s）的主干网络互连在一起。在每台解释工作站都有自己的本地磁盘用于存储地震解释成果数据。地震数据处理解释网络结构参见下图。
从上图可以看出，研究院使用ATM 155Mb/s的主干网络实现各种解释工作站系统互连，这些工作站系统分布在处理解释中心3号楼（勘探二室）、综合楼（地震方法室）和勘探一室楼内，楼与楼之间使用多膜光纤连接，目前传输速率为155Mb/s。其中位于处理中心的勘探二室与综合楼的距离为700米左右。综合楼到勘探一室的距离为200米左右。在研究院共有近25套SUN工作站运行着各种地震解释软件，总共使用的磁盘存储空间为2.5TB。每台工作站上都有10M/100M网卡。

随着野外地震数据采集量的爆炸性增长，一块三维地震工区的覆盖面积达到了600平方千米，原始数据量为700GB以上，因此，如何有效地加载、存储和处理解释地震数据，缩短地震数据处理解释周期，对地震数据存储系统的容量、性能和可用性提出了更高的要求。目前的地震数据处理解释存储系统面临如下问题：

（1） 数据分散存储，非常不利于处理成果数据体、解释中间结果和成果数据的管理及保护；

（2） 地震数据不能及时地被多台解释工作站共享，有时数据的共享需要磁盘加载实现；

（3） 地震数据从处理服务器传输到解释工作站受到ATM网络带宽的限制，制约着地震数据处理解释的生产周期；

（4） 数据的分散存储、管理复杂，不能被集中存储管理，给数据安全带来危害。