提升10倍计算速度，节约数千万压裂成本！开源大赛助力中石油升级“中国芯”

首届开放原子开源大赛

系列成果

开放原子开源大赛

通过“硬科技”解决“真问题”

助力中石油升级“中国芯”

三个月，四十支队伍角逐

实现最优10倍的计算速度提升

每年为我国万余口油井节约数千万压裂成本

加快实现国产压裂优化设计软件推广应用

助力国内非常规油气增储上产

    我国是全球主要的原油进口国，对外依赖度已超70%，在软件领域也曾依赖外部技术。埃克森美孚的Empower、壳牌的MoReS、雪佛龙的CHEARS等软件对我国压裂工程至关重要。20多年来，我国为压裂软件引进投入多达数亿元，且存在数据安全隐患等。

    因此，研发适合我国应用场景的工业软件，是推动高质量发展和实现科技强国建设的必由之路。

    中石油勘探开发研究院是中国石油面向全球石油天然气勘探开发的综合性研究机构，主要肩负全球油气业务发展战略规划研究、油气勘探开发重大应用基础理论与技术研发、全球油气业务技术支持与生产技术服务、高层次科技人才培养等职责。

     压裂优化设计软件是进行低渗透和非常规油气储层压裂施工参数优化的必备工具。长期以来，国内完全依赖进口。2018年以来，中石油勘探开发研究院牵头，组成联合攻关团队连续奋战1095个日夜，成功研发了体积压裂优化设计软件FrSmart 1.0 Beta版，关键模块实现了一体化无缝衔接，满足了常规和非常规油气直井、定向井、水平井单井压裂方案优化需求。
 

    这一软件的研制成功，实现了国产压裂优化设计软件零的突破，标志着压裂软件行业“中国芯”的诞生，填补了国内压裂优化设计软件空白，具有里程碑意义。

     为进一步优化提升FrSmart 1.0 Beta版本性能，针对业务单位对软件水力压裂模拟器的提速需求等多项任务，中石油勘探开发研究院探索技术创新和开源实践的结合，积极参与开放原子开源大赛，发动国际知名理工科高校及社会各界力量，集众智、汇众力，共同推动解决“真问题”。

    在集团公司数据与信息化部、勘探院数据与信息化部的组织下，地质工程一体化压裂优化设计软件FrSmart研发项目组深入剖析急需提速的裂缝扩展模拟问题，将计算耗时较高的“非对称稠密矩阵线性方程组高效求解”作为赛题，提交开放原子开源大赛组委会评审审核。最终，成功入选工业软件赛道赛题，并获得本届入选赛题最高额度资金资助，共70万元。
 

    开放原子开源基金会联合中石油勘探开发研究院，开展了赛事宣传、赛题设置、评分规则论证、比赛数据上传等工作，吸引了来自清华大学、中国石油大学、360公司、中国科学院等单位的40余支队伍报名参赛。

    经过三个月的激烈角逐，来自清华大学的“桃李特攻队”摘得一等奖桂冠，来自清华大学的“努力摸鱼队”和“快速解法队”获得二等奖，来自中国石油大学（北京）的“CUPK队”“高兴能计算机队”，以及来自中国科学院的“CATeam队”获得三等奖。 

    选手们通过方程组优化求解、并行计算等方法，实现FrSmart软件水力压裂模拟器所形成的非对称稠密矩阵线性方程组的求解速度最优10倍的计算速度提升。赛项成果加快实现国产压裂优化设计软件推广应用，助力国内非常规油气增储上产。

    同时，中石油勘探开发研究院作为赛项共建方，在赛事的组织和运营过程中，不仅丰富了问题解决的视角，也深化了对开源精神价值的理解和认识。通过创新的自媒体宣传和校园路演等多元化方式，成功集聚社会各界的优秀力量，以“硬科技”实力解决“真问题”。