Por que os poços de óleo “seco” não estão realmente vazios

Por que é importante

Dada toda a complexidade de encontrar petróleo em locais mais remotos e mais profundos, precisamos perfurar mais inteligente. O desperdício sempre foi caro, mas hoje é particularmente importante ser tão limpo e eficiente quanto a extração de petróleo e gás pode ser.

Especialistas usam o movimento do som através da Terra para detectar onde os depósitos de petróleo devem estar. Essas medidas também nos dizem o tamanho aproximado de uma determinada reserva. Ainda assim, é comum que um poço seque depois que apenas uma fração de seu suspeito de óleo foi bombeado. Tieyuan Zhu, de Penn State, e seus alunos e colegas de pós -doutorado, queriam entender por que isso é – e desenvolver medições mais precisas de quanto petróleo um dado bem realmente produzirá.

“Na verdade, testamos … dados do Mar do Norte. Você sabe, eles começaram a perfurar em 2008 e com base em suas estimativas … eles poderiam produzir petróleo por 20 anos, 30 anos. Mas, infelizmente, depois de dois anos, não havia nada. O poço deles está seco. Eles ficaram confusos. Onde se foi o petróleo? O grande problema é realmente a complexidade da geologia no reservatório”. – Tieyuan Zhu, Penn State

A abordagem da equipe, estudando mais aspectos dos dados de medições sonoras do que o empregado anteriormente, exigiria mais poder de computação. Além disso, eles precisariam de grande memória para armazenar partes do problema nos processadores do computador sem viagens de tempo de volta ao armazenamento de dados. O Bridges-2 financiado pelo NSF da PSC foi a resposta para esse problema, graças a uma alocação do Access, a rede NSF de sites de computação.

Como o PSC ajudou

O petróleo não fica em piscinas no subsolo. Quando está presente, está embebido em rocha porosa. A rocha sólida transmite som mais prontamente do que a rocha cheia de óleo. Assim, os especialistas podem identificar reservas de petróleo pela maneira como diminuem o som que viajava através delas. Muito parecido com um ultrassom médico, estes sísmico Os métodos produzem imagens 3D de onde senta a rocha de petróleo.

Apesar desses mapas sofisticados, o Wells perfurou com base nessas imagens geralmente fica curto. A equipe de Zhu argumentou que havia literalmente partes da imagem que a imagem 3D não estava capturando. Eles suspeitavam que a obtenção de imagens das mesmas reservas em datas diferentes – adicionando tempo para criar uma espécie de animação 4D – ajudaria a criar uma imagem mais precisa.

Outra peça do quebra -cabeça seria incluir mais recursos dos dados sísmicos na análise. Anteriormente, as reservas de petróleo eram descobertas pela maior quantidade de tempo, é necessário o som para se mover através delas. Até que os dados de tempo, os cientistas da Penn State adicionaram o amplitude do sinal – como o óleo diminuiu seu volume.

Tudo isso representava problemas computacionais. O computador precisaria de muitos processadores rápidos para analisar os cálculos em uma quantidade razoável de tempo. Mas também precisaria armazenar temporariamente partes do problema em seu memória – Como Ram em um laptop- para não precisar voltar para ler os dados armazenados, o que diminui tudo. Bridges-2, com mais de mil poderosos unidades de processamento central (CPUs) em seu nós de memória regularespoderia fornecer a velocidade. Também poderia fornecer a memória, pois seus nós da CPU, cada recurso, entre 256 e 512 gigabytes de RAM-oito a 16 vezes mais que um laptop para jogos de ponta.

“Temos dois pós-docs e também um estudante de pós-graduação usando o Bridges-2 … A primeira fase do uso do Bridges-2 foi paralelizar nosso código de pesquisa … e torná-lo mais prático … A segunda fase é realmente implementar o código para os dados de campo … o PSC me garantiu cem horas de computação e também a memória para armazenar meus dados, meus dados de campo … que simplesmente não podem ser alcançados com nossas milhares de horas). – Tieyuan Zhu, Penn State

As medidas repetidas da equipe e a análise expandida produziram o Paydirt. Eles descobriram que as imagens são mapeadas sozinhas pelo tempo, em uma única medição, estruturas perdidas dentro da reserva de petróleo. Algumas dessas estruturas, como uma camada de rocha mais sólida dentro da reserva, não afetariam a velocidade do som suficiente para serem detectadas. Mas isso impediria um poço de sugar o óleo abaixo dele. A solução, em alguns casos, foi simples. Faça um pouco mais fundo, e o restante do óleo seria acessível. Os cientistas relataram seus resultados no diário Geofísica Em setembro de 2024, com um resultado mais extenso no mesmo diário em abril de 2025.

O relatório atual foi apenas uma prova de conceito para sua abordagem em uma área geológica limitada, a cerca de 9 quilômetros quadrados. Atualmente, a equipe está expandindo seus cálculos para mais nós, para que o método possa produzir mapas precisos para áreas muito maiores, dezenas de milhas quadradas. Outra opção que o grupo de Zhu pode explorar para ampliar seu trabalho é usar o Bridges-2’s nós de memória extrema, que têm 4.000 gigabytes de Ram cada.