Energía

Stone Ridge Technology Reduce los Tiempos de Ejecución del Modelo Compositivo

Objectivo

Stone Ridge Technology y Eni lanzaron ECHELON 2.0, el primer software comercial de simulación de yacimientos diseñado desde el principio para ejecutarse en GPU NVIDIA con capacidades de simulación compositiva.

Cliente

Stone Ridge Technology

Caso de Uso

Software de Simulación

Tecnología

GPU NVIDIA A100 40GB Tensor Core, GPU NVIDIA V100 Tensor Core

Desde 2018, SRT y Eni se han asociado desde la implementación inicial de ECHELON hasta ECHELON 2.0 para mejorar las capacidades del software y su implementación en entornos industriales. Eni aceleró sus esfuerzos de transformación digital con la supercomputadora HPC5 que consta de 1.820 servidores Dell EMC, cada uno con cuatro GPU NVIDIA V100 Tensor Core.

Los Modelos de Yacimientos Complejos Superan las Capacidades de los Simuladores Antiguos

Los simuladores de CPU multinúcleo luchan por retener los detalles y la complejidad del yacimiento necesarios para el análisis de riesgos preciso de modelos geológicos cada vez más grandes. Los ingenieros de yacimientos pasan días o semanas en grandes grupos simulando modelos de yacimientos mejorados.

"La velocidad y la flexibilidad de ECHELON serán los elementos clave del modelado del subsuelo en el camino de la transición energética".

Alessandro Caschili
Head de Tecnologías Innovadoras de Yacimientos, Eni

El Software de Simulación de Yacimientos Más Rápido del Mundo para Modelos Complejos a Gran Escala

Para abordar estos problemas, Stone Ridge Technology (SRT) y Eni desarrollaron ECHELON, el software de simulación de yacimientos más rápido del mundo, para ejecutar modelos de células multimillonarias utilizando el paralelismo masivo de las GPU NVIDIA. ECHELON brinda a los ingenieros de yacimientos la oportunidad de simular campos utilizando la escala de la red geológica, con la posibilidad de capturar y estimar mejor la incertidumbre ejecutando un conjunto de modelos de yacimientos.

ECHELON 2.0 es la versión más importante del software de simulación de yacimientos de SRT desde su introducción al mercado en 2016. Una de las características clave es la formulación composicional, que fue planificada, diseñada, implementada y probada rigurosamente por SRT y Eni. ECHELON 2.0 se creó para aprovechar al máximo las capacidades y recursos de la GPU, optimizando el ancho de banda de la memoria, el almacenamiento y las operaciones de punto flotante por segundo (FLOPS). Esta versión es el primer simulador de composición de la industria formulado exclusivamente desde el principio para ejecutarse en GPU NVIDIA.

Simulación de 20 Años en 30 Minutos

Para probar ECHELON, Stone Ridge Technology se propuso definir 100 nuevas ubicaciones de pozos en un modelo geológico de alta resolución utilizando una simulación totalmente implícita (FIM). La formulación composicional de ECHELON 2.0 ejecutó el modelo de 11,2 millones de células con nueve componentes durante 20 años de pronóstico. La simulación completa tomó 30 minutos con ocho GPU NVIDIA A100 Tensor Core de 40GB y 45 minutos con cuatro GPU NVIDIA A100 Tensor Core de 40GB. La formulación composicional FIM de ECHELON escala linealmente los requisitos de tiempo de ejecución y memoria con respecto a la cantidad de componentes, una característica única en la industria energética.

Tiempo de Ejecución del Simulador

“ECHELON ayuda a nuestro equipo a comprender mejor la configuración geológica y la dinámica de fluidos de uno de los principales activos estratégicos en Eni, un campo de gas gigante ubicado en el norte de África. Su implementación cambió significativamente nuestras actividades porque, gracias a la velocidad de ECHELON combinada con la potencia computacional del clúster de GPU HPC5 instalado en el Eni Green Data Center, pudimos calibrar mejor el modelo de yacimiento introduciendo todos los detalles geológicos necesarios y abarcando todos las incertidumbres relevantes creando cientos de simulaciones en poco tiempo. Esto nos permitió no sólo acelerar el proyecto sino también adaptar la estrategia adecuada de gestión de yacimientos y al mismo tiempo sopesar los riesgos asociados para alcanzar y mantener la meseta de gas esperada a su debido tiempo”.

Marica Calabrese
Estudios de Yacimientos del Norte de África y Oriente Medio, Eni

Eni Acelera los Casos de Uso de Simulación

En total, el sistema consta de 7280 GPU NVIDIA V100. En un seminario web presentado por SRT y Eni, Eni presentó resultados de tres tipos diferentes de casos de uso para ECHELON 2.0. El primero fue un depósito de aguas profundas que utilizó una formulación compositiva en cuatro GPU V100 para 150 ejecuciones en el clúster HPC5 de Eni.

En esta prueba, la mayoría de las realizaciones se realizaron en menos de cuatro horas. El segundo fue un campo petrolífero marino que tardó 10 horas en explotar cinco yacimientos, cada uno con entre 300.000 y 2.100.000 bloques de rejilla con acoplamiento de yacimientos múltiples. El tercero era un campo de gas en aguas profundas con tres yacimientos, cada uno de aproximadamente 1.000.000 de bloques de rejilla, con acoplamiento de yacimientos. En este tercer caso de uso, el solucionador de red de instalaciones integradas patentado de SRT se vinculó a ECHELON y se acopló en cada paso de tiempo. El desarrollo completo del campo se realizó en 15 minutos.

Resultados

Se lanzó el primer software comercial de simulación de composición que se ejecuta exclusivamente en GPU NVIDIA.

Ejecutó un modelo de 11,2 millones de células con nueve componentes y pronosticó 20 años en 30 minutos.

Simulaciones aceleradas de yacimientos de aguas profundas, campos petroleros marinos y campos de gas de aguas profundas con ECHELON 2.0 ejecutándose en el clúster HPC5 de Eni

Estableciendo un Nuevo Estándar de Rendimiento para el Software de Simulación de Yacimientos

La formulación compositiva de ECHELON establece un nuevo estándar para el desempeño de la industria. Con tecnología de GPU NVIDIA, ECHELON abre la posibilidad de simular sistemas grandes con modelos de fluidos significativamente más detallados. Para acelerar las cargas de trabajo futuras, SRT está lanzando un paquete ECHELON y NVIDIA DGX™, con ECHELON preinstalado en DGX para su implementación inmediata. Los usuarios pueden reducir su huella de hardware para simulaciones a gran escala reemplazando miles de procesadores en un data center que cubre medio campo de fútbol con un paquete compacto que cabe en el espacio de media mesa de ping-pong.