CÓMPUTO DE ALTO RENDIMIENTO PARA OPTIMIZAR LA ACTIVIDAD PETROLERA

Foto: Internet. ABACUS hace simulaciones numéricas en el proyecto ENERXICO.

Fuente: Cinvestav

La Comisión Nacional de Hidrocarburos, en su informe sobre Reservas de Hidrocarburos y Recursos Prospectivos, establece que en 2011 las reservas de petróleo crudo equivalente se ubicaban en 43,047 millones de barriles, y para 2020 pasaron a 23,088, con una reducción en una década de casi 20 mil millones.

Con el propósito de explotar de forma más eficiente ese recurso, el Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav), a través de su Laboratorio de Matemática Aplicada y Cómputo de Alto Rendimiento ABACUS, participa en el proyecto ENERXICO, iniciativa impulsada por los gobiernos de México y la Unión Europea, que busca aplicar técnicas de cómputo de alto rendimiento (High Performance Computing), para desarrollar simulaciones numéricas que mejoren al aprovechamiento de diversas fuentes de energía.

“La idea es ver cómo el supercómputo impacta en el aprovechamiento y generación de energía, de manera particular, con el petróleo; una línea de investigación se concentra en gas e hidrocarburos, donde la parte mexicana se encuentra más activa; además se vislumbra realizar análisis para energías alternativas”, explicó Isidoro Gitler, coordinador de ABACUS.

El Laboratorio ABACUS es el encargado de realizar para México las simulaciones numéricas de yacimientos, distribución y transporte del petróleo por los ductos a nivel nacional, además de realizar cálculos numéricos con la intención de optimizar los algoritmos que están siendo desarrollados por los grupos de trabajo.

Además, junto a otras instituciones nacionales y europeas, participa en la evaluación de los paquetes computacionales que existen para la exploración petrolera, verificando si son escalables o analizando posibles modificaciones, a fin de ser utilizados en computadoras con capacidad de cómputo exaescala (capaces de realizar operaciones del orden de 10 a la 18, de punto flotante por segundo o un exaflop), que muy pronto integraran una nueva tecnología para hacer simulaciones numéricas de yacimientos.

Una de las aportaciones más significativas en el proyecto, es su participación en el desarrollo de un software completamente mexicano, desarrollado por el grupo de investigación liderado por Jaime Klapp del ININ, responsable del proyecto ENERXICO a nivel nacional.

Este software es el primero a nivel mundial, basado en la Hidrodinámica de Partículas Suavizadas (SPH), metodología usada para resolver sistemas de ecuaciones diferenciales y modelamiento matemático de grandes problemas en astrofísica, pero que en los últimos 20 años se ha incorporado a otras ramas del conocimiento.

“El software en desarrollo se llamará Black Hole (empleado para el estudio de hoyos negros), para su aplicación en simulaciones de flujos de hidrocarburos en yacimientos naturalmente fracturados, que ha permitido evaluar eficazmente los beneficios y riesgos potenciales asociados a la inyección de gases como CO2, nitrógeno o metano”.

Adicionalmente se están diseñando herramientas de inteligencia artificial (machine learning), que permitan evaluar distintos procesos de la exploración de recursos energéticos que hoy día son muy costosos en tiempo y recursos financieros.

Además, se planea estudiar problemas relacionados con los sistemas de generación energética eólica, simulación de procesos de recuperación de hidrocarburos, desarrollo de biocombustibles, y el diseño de técnicas de combustión eficiente, entre otros.