News 10. Excálibur: optimizando los recursos del subsuelo Dirección de Comunicación

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Excalibur: optimizando los recursos del subsuelo Matemáticas y los últimos avances en computación al servicio de un mejor plan de desarrollo de los yacimientos. Para eso nace Excalibur, una tecnología que busca caracterizar la incertidumbre del subsuelo y minimizar los riesgos. Repsol apuesta por un know-how que incorpora también herramientas de la industria de los videojuegos o del mundo financiero para conseguir evaluar hasta 1.000 veces más rápido los proyectos de Exploración y Producción. Con unos yacimientos de una geología cada vez más compleja, la industria del petróleo tiene que hilar fino. En un sector donde perforar un pozo seco supone un gasto de decenas de millones, las decisiones de inversión se adoptan siempre “en un contexto de incertidumbre porque el conocimiento absoluto de lo que ocurre en el subsuelo es imposible. Por eso necesitamos nuevas tecnologías como Excalibur. Los problemas son de una complejidad tan alta que sin ellas no se podrían abordar”, explica Santiago Quesada, Director de Tecnología de E&P de Repsol.

La geomatemática, una disciplina científica que aplica los adelantos en matemáticas y supercomputación al estudio del subsuelo, “se ha convertido, en gran medida, en el motor de las nuevas tendencias tecnológicas en la industria de Oil&Gas”. Tecnología para reducir la incertidumbre

El proyecto Excalibur, desarrollado en el Centro de Tecnología Repsol en Móstoles (Madrid), emplea las últimas técnicas matemáticas y de procesamiento de datos para realizar una evaluación integral de los yacimientos. La herramienta combina simultáneamente todas las variables de interés, desde las relacionadas con las geociencias a las financieras, “para caracterizar la incertidumbre de una forma más precisa y en menor tiempo” asegura Sonia Embid, líder del proyecto. Esa información sirve de apoyo para que los expertos “definan el plan de desarrollo óptimo de un yacimiento”.

Esta evaluación más rápida y precisa de los activos también ayuda a detectar nuevas oportunidades en la cartera de proyectos en un área prioritaria para la compañía energética, que destina tres cuartas partes de su inversión al negocio de Exploración y Producción (E&P). Excalibur incorpora para ello algunas de las técnicas de cálculo del riesgo que se utilizan en el sector de las finanzas.

La herramienta se está empleando ya con éxito en los yacimientos que explota Repsol. En uno de sus proyectos en aguas profundas de Brasil, Excalibur ha conseguido mejorar el valor actual neto (NPV, Net Present Value, en sus siglas en inglés) en un 36% sobre la estimación realizada con las herramientas comerciales.

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Hasta 1.000 veces más rápido

Utilizando los datos disponibles sobre un yacimiento, Excalibur construye modelos geológicos en 3D que sirven a los especialistas para estudiar sus características. Finalmente, el programa aplica a toda la información producida unos algoritmos numéricos de optimización creados específicamente por los investigadores de Repsol. Como resultado “se incrementa la probabilidad de éxito” en aspectos tan importantes como dónde encontrar el crudo acumulado o dónde perforar los pozos para reducir su número, “lo que supone una ventaja competitiva muy importante para la compañía”, continúa Embid.

Además de precisión, la metodología desarrollada aporta rapidez gracias a técnicas innovadoras como el Smart Sampling, que reduce el tiempo de caracterización de la incertidumbre seleccionando de forma inteligente las evaluaciones. Asimismo, para hacer más eficiente el procesado de la información Excalibur emplea un cloud cluster virtual donde los servidores trabajan en red y de forma paralela.

Repsol ha construido en su Centro de Tecnología un Laboratorio de Simulación Avanzada que dispone del poder de cómputo necesario para este tipo de programas y que se puede conectar también con Mare Nostrum, el supercomputador del Barcelona Supercomputing Center (BSC) cuando hay que procesar grandes magnitudes de datos. Con este conjunto de mejoras la herramienta consigue acelerar en ordenes de magnitud la evaluación de un yacimiento, que puede ser hasta 1.000 veces más rápida que con los métodos usados hasta ahora. Yacimientos vírgenes, el máximo reto

Este desarrollo tecnológico resulta particularmente útil en los yacimientos con más incertidumbre, los green fields o yacimientos vírgenes, que suponen el mayor reto para la industria porque apenas existe información sobre ellos. Excalibur compensa esa falta de datos con un prototipo de búsqueda de análogos que compara el nuevo yacimiento con otros similares ya conocidos. Empleando esa referencia, calcula las propiedades petrofísicas del yacimiento virgen y su distribución probabilística, que sirven como esqueleto para construir el modelo en 3D.

El resultado “es como un pastel con diferentes capas” donde están representadas virtualmente las diferentes propiedades del yacimiento: los tipos de roca, su estructura geológica, la permeabilidad o la porosidad; variables que son determinantes a la hora de decidir cómo producir el crudo y que tienen un impacto decisivo en los costes económicos. Con este uso del Big Data, el sistema incorpora también “el conocimiento acumulado por la compañía y por la industria en diferentes áreas, facilitando que los expertos alcancen soluciones más precisas”, prosigue Embid. Hacia la computación cognitiva

Pero, más allá de la capacidad de supercomputación, la tecnología avanza hoy hacia una mayor interacción entre ser humano y máquina. Durante el desarrollo de Excalibur, surgió la necesidad de hacer una interfaz gráfica que fuera “más creativa, intuitiva y amigable”. Para ello se ha recurrido a sinergias con la industria de los videojuegos, la más avanzada en el campo de la visualización. Excalibur utiliza, por ejemplo, la interfaz natural Kinect de la videoconsola XBOX, con la que los investigadores pueden controlar e interactuar con la máquina sin necesidad de periféricos.

Excálibur incrementa la probabilidad de éxito” en aspectos tan importantes como dónde encontrar el crudo acumulado o dónde perforar los pozos para reducir su número

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El resultado es un laboratorio que recuerda al futuro imaginado en la película “Minority Report”, donde los científicos mueven y expanden con sus manos los distintos modelos en 3D. Los especialistas de la compañía se pueden conectar con el Laboratorio de Simulación Avanzada desde cualquier parte del mundo, “lo que favorece el trabajo en equipo, acelera mucho el proceso y, sobre todo, mejora la calidad de los pronósticos”.

El principal partner tecnológico es IBM, que ya colabora con Repsol en otros proyectos de supercomputación como Caleidoscopio, el programa de imagen sísmica del subsuelo. Ambos socios ya trabajan en un nuevo desarrollo, Pegasus, una evolución del proyecto Excalibur mediante la aplicación de la computación cognitiva, “nuevos sistemas que van a suponer un salto cualitativo en la industria petrolera porque son capaces de razonar y aprender”, concluye Quesada.

Repsol ya trabaja en nuevos sistemas que son capaces de razonar y aprender