Stone Ridge Technology y Eni presentaron ECHELON 2.0, el primer software comercial de simulación de yacimientos diseñado desde su origen para ejecutarse en GPU de NVIDIA con funciones de simulación de composición.
Stone Ridge Technology
Software de simulación
GPU NVIDIA A100 Tensor Core de 40 GB, GPU NVIDIA V100 Tensor Core
En 2018, SRT y Eni se asociaron a partir de la implementación inicial de ECHELON y hasta la versión ECHELON 2.0 con el fin de mejorar las capacidades del software e implementarlo en entornos industriales. Eni intensificó sus esfuerzos de transformación digital con el superordenador HPC5, compuesto por 1820 servidores Dell EMC, cada uno de ellos con cuatro GPU NVIDIA V100 Tensor Core.
Los simuladores de CPU multinúcleo tienen dificultades para retener los detalles y la complejidad de los yacimientos necesarios para el análisis preciso de los riesgos de modelos geológicos cada vez más grandes. Los ingenieros de yacimientos pasan días o semanas en grandes clústeres simulando modelos de yacimientos mejorados.
"La rapidez y flexibilidad de ECHELON serán los elementos clave del modelado del subsuelo en la vía de la transición energética".
Alessandro Caschili
Responsable de tecnologías innovadoras de yacimientos en Eni
Para resolver estos problemas, Stone Ridge Technology (SRT) y Eni desarrollaron ECHELON, el software de simulación de yacimientos más rápido del mundo, para ejecutar modelos de varios millones de celdas con la ayuda del paralelismo masivo de las GPU de NVIDIA. ECHELON ofrece a los ingenieros de yacimientos la oportunidad de simular campos utilizando la escala de la cuadrícula geológica, con la posibilidad de capturar y estimar mejor la incertidumbre por medio de la ejecución de un conjunto de modelos de yacimientos.
ECHELON 2.0 es la versión más importante del software de simulación de yacimientos de SRT desde su lanzamiento al mercado en 2016. Una de las características clave es la formulación de composición, que planificaron, diseñaron, implementaron y probaron con rigor SRT y Eni. ECHELON 2.0 se creó para aprovechar al máximo las capacidades y los recursos de la GPU, optimizando el ancho de banda de memoria, el almacenamiento y las operaciones de punto flotante por segundo (FLOPS). Esta versión es el primer simulador de composición del sector diseñado exclusivamente desde cero para su ejecución en las GPU de NVIDIA.
Para probar ECHELON, Stone Ridge Technology se propuso definir 100 nuevas localizaciones de pozos en un modelo geológico de alta resolución mediante una simulación totalmente implícita (FIM). La formulación de composición de ECHELON 2.0 ejecutó el modelo de 11,2 millones de celdas con nueve componentes a una previsión de 20 años. En total, la simulación duró 30 minutos utilizando ocho GPU NVIDIA A100 Tensor Core de 40 GB y 45 minutos utilizando cuatro GPU NVIDIA A100 Tensor Core de 40 GB. La formulación de composición FIM de ECHELON adapta el tiempo de ejecución y los requisitos de memoria de manera lineal al número de componentes, una característica única en el sector energético.
"ECHELON permite a nuestro equipo comprender mejor la configuración geológica y la dinámica de fluidos de uno de los principales activos estratégicos de Eni, un gigantesco yacimiento de gas situado en el África del Norte. Su implantación supuso un cambio significativo en nuestras actividades porque, gracias a la rapidez de ECHELON combinada con la potencia computacional del clúster de la GPU HPC5 instalado en el Eni Green Data Center, pudimos calibrar mejor el modelo de yacimiento introduciendo todos los detalles geológicos necesarios y englobando todas las incógnitas relevantes mediante la creación de cientos de simulaciones en poco tiempo. De este modo, no solo pudimos acelerar el proyecto, sino también adaptar la estrategia de gestión de yacimientos adecuada, compensando al mismo tiempo los riesgos asociados para alcanzar y conservar la meseta de gas prevista a su debido tiempo".
Marica Calabrese
Estudios de yacimientos en África del Norte y Oriente Medio de Eni
En total, el sistema consta de 7280 GPU NVIDIA V100. En un seminario web presentado por SRT y Eni, Eni presentó los resultados de tres tipos diferentes de casos de uso para ECHELON 2.0. El primero consistía en un yacimiento de aguas profundas que utilizaba formulación de composición en cuatro GPU V100 para 150 ejecuciones en el clúster HPC5 de Eni.
En esta prueba, la mayoría de las realizaciones se ejecutó en menos de cuatro horas. El segundo fue un campo petrolífero en alta mar que tardó 10 horas en ejecutar cinco yacimientos, cada uno de ellos con entre 300 000 y 2 100 000 bloques de cuadrícula con acoplamiento multiyacimiento. El tercero fue un campo de gas en aguas profundas con tres yacimientos, cada uno de aproximadamente 1 000 000 de bloques de cuadrícula, con acoplamiento de yacimientos. En este tercer caso de uso, el mecanismo matemático de resolución de red de instalaciones integradas propiedad de SRT se vinculó a ECHELON y se acopló en cada paso temporal. El desarrollo completo del yacimiento se rdealizó en 15 minutos.
Resultados
La formulación de composición de ECHELON establece un nuevo listón para el rendimiento de la industria. Gracias a la tecnología de las GPU de NVIDIA, ECHELON abre la posibilidad de simular grandes sistemas con modelos de fluidos mucho más detallados. Para acelerar las cargas de trabajo futuras, SRT lanza un paquete de 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 sustituyendo miles de procesadores en un centro de datos que ocupa medio campo de fútbol por un paquete compacto que ocupa la mitad de una mesa de tenis de mesa.