Stone Ridge Technology ed Eni hanno lanciato ECHELON 2.0, il primo software di simulazione di giacimenti commerciali progettato fin dall'inizio per essere eseguito su GPU NVIDIA con funzionalità di simulazione compositiva.
Stone Ridge Technology
Software di simulazione
Dal 2018, SRT ed Eni hanno collaborato dalla distribuzione iniziale di ECHELON fino a ECHELON 2.0 per migliorare le capacità software e implementarle in ambienti industriali. Eni ha accelerato i suoi sforzi di trasformazione digitale con il supercomputer HPC5 composto da 1.820 server Dell EMC, ciascuno con quattro GPU NVIDIA V100 Tensor Core.
I simulatori di CPU multi-core faticano a mantenere i dettagli e la complessità del giacimento necessari per l'analisi accurata del rischio di modelli geologici sempre più grandi. Gli ingegneri di giacimento trascorrono giorni o settimane su grandi cluster che simulano modelli di giacimento su scala superiore.
“La velocità e la flessibilità di Echelon saranno gli elementi chiave della modellazione del sottosuolo nel percorso di transizione energetica”.
Alessandro Caschili
Responsabile Tecnologie innovative di giacimento, Eni
Per affrontare questi problemi, Stone Ridge Technology (SRT) ed Eni hanno sviluppato ECHELON, il software di simulazione di giacimento più veloce al mondo, per eseguire modelli di cella multi-milioni utilizzando il parallelismo massiccio delle GPU NVIDIA. ECHELON offre agli ingegneri di giacimento l’opportunità di simulare i bacini utilizzando la scala della griglia geologica, con la possibilità di catturare e stimare meglio l’incertezza eseguendo un insieme di modelli di giacimento.
ECHELON 2.0 è la versione più significativa del software di simulazione di giacimento di SRT dalla sua introduzione sul mercato nel 2016. Una delle caratteristiche chiave è la formulazione compositiva, che è stata pianificata, progettata, implementata e rigorosamente testata da SRT ed Eni. ECHELON 2.0 è stato creato per sfruttare al massimo le capacità e le risorse della GPU, ottimizzando la larghezza di banda della memoria, lo storage e le operazioni di punto di galleggiamento al secondo (FLOPS). Questa versione è il primo simulatore compositivo del settore formulato da zero per essere eseguito sulle GPU di NVIDIA.
Per testare ECHELON, Stone Ridge Technology ha stabilito l’obiettivo di definire 100 nuove posizioni di pozzi in un modello geologico ad alta risoluzione utilizzando una simulazione completamente implicita (FIM). La formulazione compositiva di ECHELON 2.0 ha eseguito il modello di 11,2 milioni di cellule con nove componenti previsto tra 20 anni. L'intera simulazione ha richiesto 30 minuti con otto GPU NVIDIA A100 da 40 GB Tensor Core e 45 minuti con quattro GPU NVIDIA A100 da 40 GB Tensor Core. La formulazione compositiva FIM di ECHELON scala in modo lineare i requisiti di tempo d'esecuzione e di memoria rispetto al numero di componenti, una caratteristica unica nel settore energetico.
“ECHELON aiuta il nostro team a comprendere meglio le impostazioni geologiche e la fluidodinamica di uno dei principali asset strategici di Eni, un gigantesco giacimento di gas situato nel Nord Africa. La sua implementazione ha cambiato in modo significativo le nostre attività perché, grazie alla velocità di ECHELON combinata con la potenza computazionale del cluster GPU HPC5 installato nel Data Center Green di Eni, siamo stati in grado di calibrare meglio il modello del giacimento introducendo tutti i dettagli geologici necessari e coprire tutte le incertezze rilevanti creando centinaia di simulazioni in breve tempo. Ciò ci ha permesso non solo di accelerare il progetto, ma anche di personalizzare la strategia di gestione del giacimento, ponderando i rischi associati per raggiungere e mantenere il plateau del gas previsto a tempo debito.
Marica Calabrese
Reservoir Studies North Africa and Middle East, Eni
In totale, il sistema comprende 7.280 GPU NVIDIA V100. In un webinar presentato da SRT ed Eni, Eni ha presentato i risultati di tre diversi tipi di casi d’uso per ECHELON 2.0. Il primo è stato un giacimento in acque profonde utilizzando la formulazione compositiva su quattro GPU V100 per 150 esecuzioni sul cluster HPC5 di Eni.
In questo test, la maggior parte delle realizzazioni è stata eseguita in meno di quattro ore. Il secondo è stato un giacimento petrolifero offshore che ha impiegato 10 ore per far funzionare cinque serbatoi, ciascuno con un intervallo di 300.000 a 2.100.000 blocchi di rete con accoppiamento multi-serbatoio. Il terzo è stato un giacimento di gas in acque profonde con tre serbatoi, ciascuno di circa 1.000.000 di blocchi di rete, con accoppiamento di serbatoio. In questo terzo caso d’uso, il risolutore di rete integrato di SRT è stato collegato
Risultati
La formulazione compositiva di ECHELON stabilisce un nuovo standard per le prestazioni del settore. Basato sulle GPU NVIDIA, ECHELON offre la possibilità di simulare sistemi di grandi dimensioni con modelli fluidi molto più dettagliati. Per accelerare i carichi di lavoro futuri, SRT lancia un bundle ECHELON e NVIDIA DGXTM, con ECHELON preinstallato in DGX per una distribuzione immediata. Gli utenti possono ridurre l'ingombro del loro hardware per le simulazioni su larga scala sostituendo migliaia di processori in un data center che copre mezzo campo da calcio con un pacchetto compatto che entra in mezzo tavolo da ping pong.