Yağ kuyularıyla ilgili yaygın bir sorun, ses tabanlı ölçümler orada hala yağ olduğunu söylediğinde bile kuru çalışabilmeleridir. Penn State Üniversitesi’nden bir ekip, bu sismik ölçümlere bir zaman boyutu eklemek ve yağın içinden geçen sesin gürültüsünü nasıl azalttığını analiz etmek için Pittsburgh Supercomputing Center’ın (PSC’s) amiral gemisi köprüleri-2 süper bilgisayar kullandı. Ön analizleri, yağ rezervlerindeki gizli kaya yapılarının tüm yağın pompalanmasını engellediğini göstermektedir. Şimdi gerçekçi büyüklükteki petrol alanlarıyla mücadele etmek için çalışmalarını ölçeklendiriyorlar.
Daha uzak ve daha derin yerlerde yağ bulmanın tüm karmaşıklığı göz önüne alındığında, daha akıllıca delmemiz gerekiyor. Atık her zaman pahalıydı, ancak bugün petrol ve gaz ekstraksiyonunun olabileceği kadar temiz ve verimli olmak özellikle önemlidir.
Uzmanlar, petrol yataklarının nerede olması gerektiğini tespit etmek için ses hareketini yeryüzünden kullanırlar. Bu ölçümler bize belirli bir rezervin yaklaşık boyutunu da söyler. Yine de, şüpheli yağının sadece bir kısmı pompalandıktan sonra bir kuyunun kuruması yaygındır. Penn State’in Tieyuan Zhu ve öğrencileri ve doktora sonrası arkadaşları bunun neden olduğunu anlamak istediler – ve verilen bir iyi petrolün gerçekte ne kadar petrol üreteceğine dair daha doğru ölçümler geliştirmek istediler.
“Aslında test ettik… Kuzey Denizi’nden veriler. Biliyorsunuz, 2008’de sondaj yapmaya başladılar ve tahminlerine dayanarak … 20 yıl, 30 yıl boyunca petrol üretebilirler. Ancak ne yazık ki, iki yıl sonra hiçbir şey yoktu. Kuyuları kuru. Petroller nerede? Gitti? Büyük sorun aslında rezervuardaki jeolojinin karmaşıklığıdır,” diyor Tayuan Zhu.
Ekibin yaklaşımı, daha önce kullanılandan daha fazla ses ölçümlerinden elde edilen verilerin daha fazla yönünü inceleyen daha fazla bilgi işlem gücü gerektirecektir. Ayrıca, sorunun kısımlarını, veri depolamaya geri dönmeden bilgisayarın işlemcilerinde depolamak için büyük belleğe ihtiyaç duyarlar. PSC’nin Bridges-2, NSF Bilgi İşlem Siteleri Ağı Access’in tahsisi sayesinde bu sorunun cevabıydı.
Petrol yeraltında havuzlarda oturmaz. Mevcut olduğunda, gözenekli kayaya batırılmıştır. Solid Rock, yağ sırılsıklam kayadan daha kolay ses çıkarır. Böylece uzmanlar, petrol rezervlerini içinden geçen sesi yavaşlatırlar. Tıbbi bir ultrason gibi, bu sismik yöntemler, yağlı kayanın nerede oturduğu 3D görüntüleri üretir.
Bununla birlikte, bu sofistike haritalara rağmen, bu görüntülere dayanarak delinmiş kuyular genellikle kısa gelir. Zhu’nun ekibi, 3D görüntülemenin yakalanmadığı resmin tam anlamıyla bir kısmı olduğunu düşündü. Aynı rezervlerin görüntülerinin farklı tarihlerde – bir tür 4D animasyon oluşturmak için zaman ayırmanın – daha doğru bir resim oluşturmaya yardımcı olacağından şüphelendiler.
Bulmacanın bir başka parçası, analize sismik verilerin daha fazla özelliğini dahil etmek olacaktır. Daha önce, petrol rezervleri, içinden geçmenin daha uzun sürdüğü zamanla tespit edildi. Bu zamana kadar, Penn State bilim adamları sinyalin genliğini ekledi – yağ yüksekliğini nasıl sönümledi.
Bunların hepsi hesaplama sorunları yarattı. Bilgisayar, hesaplamaları makul bir sürede kırmak için çok sayıda hızlı işlemciye ihtiyaç duyacaktır. Ancak, sorunun kısımlarını bir dizüstü bilgisayardaki RAM gibi hafızasında geçici olarak saklaması gerekir, böylece saklanan verileri okumak için geri dönmeye gerek yoktur, bu da her şeyi yavaşlatır.
Düzenli bellek düğümlerinde binden fazla güçlü merkezi işleme birimi (CPU) olan Bridges-2, hız sağlayabilir. Ayrıca, CPU düğümleri her biri 256 ila 512 gigabayt RAM arasında-üst düzey bir oyun dizüstü bilgisayardan 16 kat daha fazla.
“İki doktora sonrası ve ayrıca Bridges-2’yi kullanan bir lisansüstü öğrencimiz var … Bridges-2’yi kullanmanın ilk aşaması araştırma kodumuzu paralelleştirmek ve daha pratik yapmaktı … ikinci aşama gerçekten alan verilerine kodu uygulamaktır… PSC bana yüz bin hesaplama saatini garanti etti ve ayrıca verilerimi depolayacak bellek, alan verilerimiz… yerel (kaynaklarımızla) elde edilemez.” diyor Zhu.
Ekibin tekrarlanan ölçümleri ve genişletilmiş analizleri maaş verdi. Görüntülerin, tek bir ölçümde, petrol rezervindeki tek bir ölçümde eşleştirildiğini buldular. Rezerv içindeki daha sağlam bir kaya tabakası gibi bu yapıların bazıları, sesin hızını tespit edilecek kadar etkilemez. Ancak bir kuyunun altındaki yağı emmesini önleyecektir.
Çözüm, bazı durumlarda basitti. Biraz daha derinlemesine delin ve yağın geri kalanına erişilebilir olacaktır. Bilim adamları sonuçlarını dergide bildirdi Jeofizik Eylül 2024’te, Nisan 2025’te aynı dergide daha kapsamlı bir sonuç yayınlandı.
Mevcut rapor, sınırlı bir jeolojik alanda, yaklaşık 9 mil kare yaklaşımları için sadece bir kavram kanıtıdır. Şu anda, ekip hesaplamalarını daha fazla düğüme genişletiyor, böylece yöntem düzinelerce mil kare çok daha büyük alanlar için doğru haritalar üretebilir. Zhu’nun grubunun çalışmalarını ölçeklendirmede keşfedebileceği başka bir seçenek, 4.000 gigabayt RAM adına sahip Bridges-2’nin aşırı bellek düğümlerini kullanmaktır.
