Energia

Stone Ridge Technology Reduz os Tempos de Execução do Modelo de Composição

Objetivo

A Stone Ridge Technology e a Eni lançaram o ECHELON 2.0, o primeiro software comercial de simulação de reservatórios projetado desde o início para rodar em GPUs NVIDIA com recursos de simulação de composição.

Cliente

Stone Ridge Technology

Caso de Uso

Software de Simulação

Tecnologia

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

Desde 2018, a SRT e a Eni estabeleceram uma parceria desde a implementação inicial do ECHELON até ao ECHELON 2.0 para melhorar as capacidades do software e implementar em ambientes industriais. A Eni acelerou os seus esforços de transformação digital com o supercomputador HPC5 composto por 1.820 servidores Dell EMC, cada um com quatro NVIDIA V100 Tensor Core.

Modelos de Reservatórios Complexos Superam as Capacidades dos Simuladores Antigos

Os simuladores de CPU multi-core lutam para reter os detalhes e a complexidade do reservatório necessários para a análise de risco precisa de modelos geológicos cada vez maiores. Os engenheiros de reservatórios passam dias ou semanas em grandes clusters simulando modelos de reservatórios ampliados.

“A velocidade e flexibilidade do ECHELON serão os elementos-chave da modelagem do subsolo no caminho da transição energética.”

Alessandro Caschili
Head de Tecnologias Inovadoras de Reservatórios, Eni

Software de Simulação de Reservatórios Mais Rápido do Mundo para Modelos Complexos e de Grande Escala

Para resolver esses problemas, a Stone Ridge Technology (SRT) e a Eni desenvolveram o ECHELON, o software de simulação de reservatório mais rápido do mundo, para executar modelos multimilionários de células usando o paralelismo massivo das GPUs NVIDIA. O ECHELON dá aos engenheiros de reservatórios a oportunidade de simular campos utilizando a escala da rede geológica, com a possibilidade de capturar e estimar melhor a incerteza através da execução de um conjunto de modelos de reservatórios.

ECHELON 2.0 é o lançamento mais significativo do software de simulação de reservatórios da SRT desde a sua introdução no mercado em 2016. Uma das principais características é a formulação composicional, que foi planejada, projetada, implementada e rigorosamente testada pela SRT e pela Eni. O ECHELON 2.0 foi criado para aproveitar ao máximo as capacidades e recursos da GPU, otimizando a largura de banda da memória, o armazenamento e as operações de ponto flutuante por segundo (FLOPS). Esta versão é o primeiro simulador de composição do setor formulado exclusivamente desde o início para rodar em GPUs NVIDIA.

Simulação de 20 Anos em 30 Minutos

Para testar o ECHELON, a Stone Ridge Technology estabeleceu como meta definir 100 novos locais de poços em um modelo geológico de alta resolução usando uma simulação totalmente implícita (FIM). A formulação composicional do ECHELON 2.0 executou o modelo de 11,2 milhões de células com nove componentes para 20 anos de previsão. A simulação inteira durou 30 minutos com oito GPUs NVIDIA A100 Tensor Core de 40GB e 45 minutos com quatro GPUs NVIDIA A100 Tensor Core de 40GB. A formulação composicional FIM do ECHELON dimensiona linearmente os requisitos de tempo de execução e de memória em relação ao número de componentes, um recurso único na indústria de energia.

Tempo de Execução do Simulador

“ECHELON ajuda a nossa equipa a compreender melhor as configurações geológicas e a dinâmica dos fluidos de um dos principais ativos estratégicos da Eni, um gigantesco campo de gás localizado no Norte de África. A sua implementação alterou significativamente as nossas atividades porque, graças à velocidade do ECHELON combinada com o poder computacional do cluster GPU HPC5 instalado no Data Center Eni Green, conseguimos calibrar melhor o modelo do reservatório introduzindo todos os detalhes geológicos necessários e abrangendo todos as incertezas relevantes criando centenas de simulações em um curto espaço de tempo. Isso nos permitiu não apenas acelerar o projeto, mas também adaptar a estratégia adequada de gestão de reservatórios, ao mesmo tempo em que ponderamos os riscos associados para alcançar e manter o patamar de gás esperado no devido tempo.”

Marica Calabrese
Estudos de Reservatórios Norte da África e Médio Oriente, Eni

Eni Acelera os Casos de Uso de Simulação

No total, o sistema compreende 7.280 GPUs NVIDIA V100. Em um webinar apresentado pela SRT e Eni, a Eni apresentou resultados de três tipos diferentes de casos de uso para ECHELON 2.0. O primeiro foi um reservatório de águas profundas usando formulação composicional em quatro GPUs V100 para 150 execuções no cluster HPC5 da Eni.

Neste teste, a maioria das realizações foi executada em menos de quatro horas. O segundo foi um campo petrolífero offshore que levou 10 horas para operar cinco reservatórios, cada um variando de 300.000 a 2.100.000 blocos de rede com acoplamento de múltiplos reservatórios. O terceiro era um campo de gás em águas profundas com três reservatórios, cada um com aproximadamente 1.000.000 de blocos de rede, com acoplamento de reservatórios. Neste terceiro caso de uso, o solucionador de rede de instalações integradas proprietário da SRT foi vinculado ao ECHELON e acoplado em cada etapa de tempo. O desenvolvimento completo do campo ocorreu em 15 minutos.

Resultados

  • Lançado o primeiro software comercial de simulação de composição para rodar exclusivamente em GPUs NVIDIA
  • Executado um modelo de 11,2 milhões de células com nove componentes e previu 20 anos em 30 minutos
  • Simulações aceleradas de reservatórios em águas profundas, campos de petróleo offshore e campos de gás em águas profundas com ECHELON 2.0 rodando no cluster HPC5 da Eni

Definindo um Novo Padrão de Desempenho para Software de Simulação de Reservatórios

A formulação composicional do ECHELON estabelece um novo padrão para o desempenho da indústria. Equipado com GPUs NVIDIA, o ECHELON abre a possibilidade de simular grandes sistemas com modelos de fluidos significativamente mais detalhados. Para acelerar futuras cargas de trabalho, a SRT está lançando um pacote ECHELON e NVIDIA DGX™, com ECHELON pré-instalado no DGX para implantação imediata. Os usuários podem reduzir o uso de hardware para simulações em grande escala, substituindo milhares de processadores em um data center que cobre metade de um campo de futebol por um pacote compacto que cabe no espaço de meia mesa de tênis de mesa.