開放原子開源大賽助力中石油升級“中國芯”

首屆開放原子開源大賽

系列成果

開放原子開源大賽

通過“硬科技”解決“真問題”

助力中石油升級“中國芯”

三個月，四十支隊伍角逐

實現(xiàn)最優(yōu)10倍的計算速度提升

每年為我國萬余口油井節(jié)約數(shù)千萬壓裂成本

加快實現(xiàn)國產(chǎn)壓裂優(yōu)化設(shè)計軟件推廣應用

助力國內(nèi)非常規(guī)油氣增儲上產(chǎn)

“國外先進巨頭的壓裂優(yōu)化設(shè)計軟件，每一套賣給我們400萬～1000萬元，且只給我們使用權(quán)”

一位在石油勘探領(lǐng)域工作三十余年的工程師說道。

我國是全球主要的原油進口國，對外依賴度已超70%，在軟件領(lǐng)域也曾依賴外部技術(shù)。?？松梨诘腅mpower、殼牌的MoReS、雪佛龍的CHEARS等軟件對我國壓裂工程至關(guān)重要。20多年來，我國為壓裂軟件引進投入多達數(shù)億元，且存在數(shù)據(jù)安全隱患等。

因此，研發(fā)適合我國應用場景的工業(yè)軟件，是推動高質(zhì)量發(fā)展和實現(xiàn)科技強國建設(shè)的必由之路。

為國造“芯”，奮站1095個日夜

“成功了，我們終于成功了！”

中石油勘探開發(fā)研究院內(nèi)傳來一聲呼喊，打破了夜晚的寧靜。

要知道，為了這一刻大家已經(jīng)連續(xù)奮戰(zhàn)了1095個日夜！

中石油勘探開發(fā)研究院是中國石油面向全球石油天然氣勘探開發(fā)的綜合性研究機構(gòu)，主要肩負全球油氣業(yè)務發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研究、油氣勘探開發(fā)重大應用基礎(chǔ)理論與技術(shù)研發(fā)、全球油氣業(yè)務技術(shù)支持與生產(chǎn)技術(shù)服務、高層次科技人才培養(yǎng)等職責。

壓裂優(yōu)化設(shè)計軟件是進行低滲透和非常規(guī)油氣儲層壓裂施工參數(shù)優(yōu)化的必備工具。長期以來，國內(nèi)完全依賴進口。2018年以來，中石油勘探開發(fā)研究院牽頭，組成聯(lián)合攻關(guān)團隊連續(xù)奮戰(zhàn)1095個日夜，成功研發(fā)了體積壓裂優(yōu)化設(shè)計軟件FrSmart 1.0 Beta版，關(guān)鍵模塊實現(xiàn)了一體化無縫銜接，滿足了常規(guī)和非常規(guī)油氣直井、定向井、水平井單井壓裂方案優(yōu)化需求。

這一軟件的研制成功，實現(xiàn)了國產(chǎn)壓裂優(yōu)化設(shè)計軟件零的突破，標志著壓裂軟件行業(yè)“中國芯”的誕生，填補了國內(nèi)壓裂優(yōu)化設(shè)計軟件空白，具有里程碑意義。

開源開放，集智破解難題

“咱們得盡快拿出一個解決方案，時間不等人啊”

在FrSmart 1.0 Beta版發(fā)布后不久

中石油勘探開發(fā)研究院就收到了眾多業(yè)務單位的優(yōu)化反饋建議

為進一步優(yōu)化提升FrSmart 1.0 Beta版本性能，針對業(yè)務單位對軟件水力壓裂模擬器的提速需求等多項任務，中石油勘探開發(fā)研究院探索技術(shù)創(chuàng)新和開源實踐的結(jié)合，積極參與開放原子開源大賽，發(fā)動國際知名理工科高校及社會各界力量，集眾智、匯眾力，共同推動解決“真問題”。

在集團公司數(shù)據(jù)與信息化部、勘探院數(shù)據(jù)與信息化部的組織下，地質(zhì)工程一體化壓裂優(yōu)化設(shè)計軟件FrSmart研發(fā)項目組深入剖析急需提速的裂縫擴展模擬問題，將計算耗時較高的“非對稱稠密矩陣線性方程組高效求解”作為賽題，提交開放原子開源大賽組委會評審審核。最終，成功入選工業(yè)軟件賽道賽題，并獲得本屆入選賽題最高額度資金資助，共70萬元。

開放原子開源基金會聯(lián)合中石油勘探開發(fā)研究院，開展了賽事宣傳、賽題設(shè)置、評分規(guī)則論證、比賽數(shù)據(jù)上傳等工作，吸引了來自清華大學、中國石油大學、360公司、中國科學院等單位的40余支隊伍報名參賽。

提升10倍計算速度，節(jié)約數(shù)千萬壓裂成本

開源大賽解決“真問題”

“團隊的優(yōu)化能夠真真切切地為國家資源勘探事業(yè)盡一份力，提高一點效率！”，來自清華大學一等獎的代表在決賽后向主辦方說道。

經(jīng)過三個月的激烈角逐，來自清華大學的“桃李特攻隊”摘得一等獎桂冠，來自清華大學的“努力摸魚隊”和“快速解法隊”獲得二等獎，來自中國石油大學（北京）的“CUPK隊”“高興能計算機隊”，以及來自中國科學院的“CATeam隊”獲得三等獎。

選手們通過方程組優(yōu)化求解、并行計算等方法，實現(xiàn)FrSmart軟件水力壓裂模擬器所形成的非對稱稠密矩陣線性方程組的求解速度最優(yōu)10倍的計算速度提升。賽項成果加快實現(xiàn)國產(chǎn)壓裂優(yōu)化設(shè)計軟件推廣應用，助力國內(nèi)非常規(guī)油氣增儲上產(chǎn)。

同時，中石油勘探開發(fā)研究院作為賽項共建方，在賽事的組織和運營過程中，不僅豐富了問題解決的視角，也深化了對開源精神價值的理解和認識。通過創(chuàng)新的自媒體宣傳和校園路演等多元化方式，成功集聚社會各界的優(yōu)秀力量，以“硬科技”實力解決“真問題”。