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Petróleo en 3D

   

La última tecnología en imagen sísmica permite realizar grandes ecografías del subsuelo y obtener modelos virtuales de su composición. Así se localizan hidrocarburos en lugares hasta ahora impensables, como las profundidades del mar o zonas de geología compleja. Sólo algunas empresas petroleras poseen las herramientas necesarias para lograrlo, en un sector con un ritmo en investigación tan exigente que la tecnología que hoy se desarrolla estará obsoleta en 2 años.

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Se estima  que las aguas profundas y ultraprofundas del golfo de México y del presal brasileño contienen 100.000 millones de barriles de petróleo. Eso sí, bajo miles de metros de agua y gruesas capas de sal. Cada pozo perforado en estas áreas cuesta entre 175 y 200 millones de dólares. Por tanto, obtener las mejores imágenes del subsuelo resulta clave para las empresas petroleras a la hora de calibrar los riesgos. Así nació el proyecto Caleidoscopio, para desarrollar técnicas avanzadas de procesado de estas imágenes sísmicas en condiciones extremas.

Caleidoscopio: mirar al subsuelo con el Hubble 

La exploración submarina y subsalina en busca de hidrocarburos es un reto tecnológico y de ingeniería  comparable a los desafíos de  la industria aeroespacial. Para explicarlo, Francisco Ortigosa, Director de Geofísica de Repsol, hace una comparación entre la investigación astrofísica y la geofísica: “el cielo es el mismo para todos. Pero uno puede acercarse al cielo con unos prismáticos o aproximarse con el Hubble”. En la exploración geofísica ocurre lo mismo,”la Tierra es igual para todos y depende de con qué herramientas te aproximas para ver el subsuelo”. 

Para afrontar este desafío, Repsol inició hace 4 años el proyecto Caleidoscopio, centrado en desarrollar la última generación de algoritmos matemáticos y los avances más recientes en supercomputación para obtener imágenes sísmicas de alta resolución, “lo que nos permite ver en el subsuelo en zonas donde antes no se podía”. Los resultados obtenidos permiten a la compañía procesar los datos 15 veces más rápido que la competencia. 

En el proyecto Caleidoscopio trabaja un equipo multidisciplinar de geofísicos, geólogos, matemáticos y expertos en Sistemas de Información, y es el resultado de la colaboración  con empresas privadas como IBM y centros públicos de investigación, como el Centro Nacional de Supercomputación, el CSIC y la Universidad de Stanford  (EEUU). Caleidoscopio ha sido reconocido a nivel mundial como uno de los proyectos más innovadores en este campo y las aplicaciones para la industria del petróleo son tecnología propiedad 100% de Repsol.

Las ecuaciones matemáticas capaces de procesar esta información exigían supercomputadores con tal capacidad de cálculo que se pensaba que era irrealizable

Grandes ecografías del interior de la Tierra

La exploración basada en la imagen sísmica se centra en obtener  imágenes tridimensionales de zonas superficiales de la corteza terrestre. Para explicarlo Ortigosa acude de nuevo a una comparación: “Nosotros hacemos grandes ecografías del interior de la tierra”. Para ello, unos barcos arrastran unos sensores llamados hidrófonos que reciben ondas acústicas generadas por grandes cañones de aire comprimido. Estas ondas sufren reflexiones y refracciones al atravesar los diferentes estratos del subsuelo y sus tiempos de trayecto son registrados. Esos datos se someten a un procesado informático que, empleando complejos algoritmos matemáticos, reconstruye el perfil geológico de esa capa de la corteza terrestre. 

Pero, mientras que en medicina las ecografías se pueden procesar en tiempo real, una campaña sísmica puede suponer entre 10 y 20 Terabytes de datos y para su procesado es necesario un supercomputador como el que Repsol ha construido en su centro de Houston (EEUU), que tiene una capacidad de cálculo de 128 Teraflops (128 billones de operaciones por segundo), equivalente a 10.000 Pcs. 

Los algoritmos que se utilizan en imagen sísmica no son universales. Dependen de las condiciones geológicas de cada lugar del mundo y algoritmos válidos, por ejemplo, para la búsqueda de hidrocarburos  en el Mar del Norte no son útiles en el presal brasileño. Los expertos emplean años en su estudio y se especializan en las variaciones que presentan en las distintas zonas del planeta. 

El proyecto Caleidoscopio surgió como respuesta a una dificultad añadida que presentan las aguas del golfo de México: la presencia de gruesas capas de sal, que absorben un alto porcentaje del campo de ondas emitido y hacen muy complejo recomponer la imagen sísmica de estas zonas. Las ecuaciones matemáticas capaces de procesar esa información exigían supercomputadores con tal capacidad de cálculo que se pensaba que era irrealizable.   

“La gran innovación de Caleidoscopio”, explica Ortigosa, “ha sido investigar simultáneamente tanto en hardware como software. En lugar de buscar aproximaciones en los algoritmos decidimos procesar la imagen completa, sin tomar atajos, para obtener imágenes de alta fidelidad del subsuelo. Y para eso ha sido necesaria una investigación paralela en hardware”.

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