È l’imaging sismico l’innovativa tecnologia di ricerca del gas

ENI e il partner al 50 per cento TotalEnergies hanno recentemente individuato un giacimento di gas naturale sotto i fondali al largo di Cipro, grazie al pozzo esplorativo Cronos-1 del Blocco 6.
La scoperta ha creato le condizioni per portare a sviluppo nuovi volumi di gas nella regione mediterranea e rappresenta una delle azioni conseguite dall’ex Ente Nazionale Idrocarburi e dal colosso francese a supporto della fornitura di ulteriore energia all’Europa.
Le stime preliminari parlano di circa 2,5 TCF di gas naturale presente sul posto, pari a circa 70 miliardi di metri cubi, con un significativo potenziale aggiuntivo da valutare attraverso l’attivazione di un ulteriore pozzo esplorativo nella zona.
Va precisato che, con la sigla TCF, si intende l’espressione “trilione di piedi cubi” (in lingua inglese “trillion cubic feet”) e si riferisce a una misura di volume del gas naturale utilizzata dall’industria petrolifera e del gas degli Stati Uniti.
Ma com’è stato possibile individuare il giacimento così velocemente, in un momento in cui tutti ne sono alla ricerca?

Il supercalcolo dietro la scoperta del giacimento ENI-Total di Cipro

Uno spessore utile complessivo di oltre 260 metri, e con intervalli di roccia permeabili

La scoperta di grandi quantità di gas al largo di Cipro ha confermato l’efficacia della strategia esplorativa di ENI, basata sulla profonda conoscenza dei bacini geologici e sull’applicazione di tecnologie geofisiche proprietarie.
In particolare, si tratta di quelle nell’ambito dell’imaging sismico che utilizzano le grandi capacità di calcolo del supercomputer HPC5 presso il CINECA.
Nel caso specifico, l’intensa campagna di acquisizione dei dati sperimentali sul materiale estratto ha già evidenziato uno spessore utile complessivo di oltre 260 metri, con intervalli di roccia caratterizzati da ottima permeabilità.
Gli studi di ingegneria per uno sviluppo accelerato del progetto sono già in corso.

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Ecosistemi virtuali ricreati da software proprietari avanzati per lo studio del sottosuolo

Un hardware dalle prestazioni uniche come il supercomputer ENI permette di far girare software per lo studio del sottosuolo molto avanzati, ospitando un ecosistema virtuale di geologia e geofisica che, in qualsiasi momento, l’azienda petrolifera di Piazzale Enrico Mattei può mettere a disposizione delle attività di esplorazione e modellazione di giacimento.
Affiancando scienziati e ingegneri, sono stati sviluppati algoritmi per l’elaborazione dei dati sismici in grado di ricostruire modelli geologici tridimensionali a maggiore risoluzione e molto più velocemente.
Per aumentare l’efficienza, si è puntato ad automatizzare la prima fase di interpretazione e a integrare i dati sismici con le caratteristiche chimico-fisiche delle rocce.

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Processi di generazione e migrazione degli idrocarburi simulati da machine learning e AI

Un’altra risorsa che viene messa in campo è la capacità delle macchine di imparare dall’esperienza e di proporre soluzioni in modo autonomo attraverso il machine learning e l’intelligenza artificiale.
Queste tecnologie vengono applicate alla ricostruzione di sequenze stratigrafiche e allo sviluppo di un assistente virtuale che possa suggerire automaticamente le caratteristiche di un potenziale bacino.
Attraverso la ricostruzione della storia geologica dei bacini sedimentari, infine, l’ENI riesce a simulare i processi di generazione e migrazione degli idrocarburi per individuare le aree più interessanti per la presenza di accumuli.

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69 atenei nel Consorzio Interuniversitario dell’Italia Nord Est per il Calcolo Automatico

I sistemi di supercalcolo di ENI sono gestiti in Emilia-Romagna dai tecnici HPC (High Performance Computing) del CINECA, nell’ambito di un accordo quadro che li vede collaborare con il colosso petrolifero italiano da molti anni.
Esso è un consorzio interuniversitario nazionale italiano senza scopo di lucro, cui aderiscono 69 università italiane, 2 Ministeri (quello dell’Istruzione e quello dell’Università e della Ricerca), 27 istituzioni pubbliche nazionali (10 enti di ricerca, 5 aziende Ospedaliere Universitarie o IRRCS, 10 istituzioni AFAM, l’ANVUR o Agenzia Nazionale di Valutazione del Sistema Universitario e, infine, il Parco Archeologico del Colosseo).
Il quartier generale è a Casalecchio di Reno, nell’area metropolitana di Bologna, ed ha sedi a Milano, Roma, Napoli e Chieti.
La sua attività principale è il supporto alle attività di ricerca della comunità scientifica accademica e fornisce servizi di calcolo alle università in Italia.
L’accordo fra ENI e CINECA comprende la gestione sistemistica dei supercomputer, oltre allo sviluppo e l’ottimizzazione del software.

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Nuovi algoritmi di elaborazione del dato sui terremoti per indagini oceaniche off-shore

Per le aziende dell’energia l’esplorazione è un compito sempre più impegnativo.
Poiché i giacimenti on-shore sono in gran parte già noti e in produzione, le nuove risorse devono essere cercate sempre più nell’off-shore.
Ma operare su fondali oceanici complica non poco le cose, facendo lievitare gli investimenti necessari a gestire i rischi.
A maggior ragione, ciò vale se si considera che tali contesti operativi si trovano sempre più spesso in aree isolate da infrastrutture logistiche di supporto.
Per ottimizzare i tempi e l’efficienza dell’attività esplorativa, sono stati progettati nuovi algoritmi di elaborazione del dato sismico per ricostruire le sequenze del sottosuolo molto più velocemente e con miglior precisione.

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Simulazione delle interazioni dei fluidi con la roccia a diverse scale, dal pozzo al bacino

Lo sviluppo delle Geoscienze Digitali consente, inoltre, di simulare le interazioni dei fluidi con la roccia a diverse scale, dal pozzo al bacino.
In questo modo possiamo avere una rappresentazione del sottosuolo, che permette di intervenire riducendo il numero di operazioni per l’individuazione e la produzione di idrocarburi.
Meno operazioni significa minori spese, risparmio di tempo e anche riduzione dei rischi: ambientali, industriali e finanziari.
È così che i giacimenti di Zohr in Egitto e Coral in Mozambico sono stati individuati.

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La sfida tecnica è quella di aumentare la velocità di elaborazione dei Big Data geologici

L’obiettivo principale di tutte le tecnologie ENI per le Geoscienze Digitali è semplice quanto impegnativo: andare più veloci.
Aumentando la rapidità con cui si possono elaborare i dati sismici e geologici che si raccolgono dalle indagini del sottosuolo non soltanto si accorciamo i tempi per ottenere i modelli dei giacimenti, ma si può aumentare la loro risoluzione attraverso l’impiego di nuovi algoritmi, sempre più potenti.
Per raggiungere l’obiettivo, l’ex Ente Nazionale Idrocarburi ha puntato a integrare e uniformare i dati provenienti da tutta la filiera upstream sulla speciale architettura del supercomputer.
Da questa grande massa di informazioni raccolte si riescono a sviluppare utili simulatori proprietari che, a loro volta, recepiscono tutto il bagaglio di competenze geologiche e geofisiche degli specialisti che operano in tutto il mondo.
È un cammino impegnativo, ma proprio grazie a questi sforzi continui siamo in grado di contare sull’eccellenza operativa e fare la differenza.
Sia l’hardware che i software vengono costantemente aggiornati per rimanere al passo con gli ultimi sviluppi tecnologici.
Questo consente di supportare l’approccio “fast-track” per cui esplorazione, ingegneria, sviluppo e approvvigionamento sono portate avanti in parallelo: velocizzando l’avvio dei progetti e riducendo costi e rischi.

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Integrazione industriale e approccio interdisciplinare chiavi di ogni processo di estrazione

Le Geoscienze Digitali sono uno degli strumenti più potenti al servizio del business della ricerca di gas naturale e di petrolio.
L’approccio interdisciplinare e l’integrazione di più segmenti industriali sono proprio i fattori che permettono all’industria petrolifera di alimentare costantemente queste tecnologie, alla cui messa a punto concorrono le competenze di geologi e informatici, ingegneri e matematici, fisici e geofisici.
Questo know-how è chiaramente abbinato, come sempre accade, all’esperienza sul campo dei tecnici delle aziende di estrazione.

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Molto promettente l’ambito “ecologico” della cattura e stoccaggio permanente della CO2

Guadagnare maggiore efficienza nell’esplorazione significa dover realizzare meno operazioni per individuare nuove risorse.
Se si considera l’impatto ambientale legato all’attività estrattiva, il contenimento del numero di interventi sul campo comporta un aumento complessivo della sostenibilità.
Ciò è accompagnato, ovviamente, da una riduzione dei costi operativi e del prezzo finale dell’energia che viene portato sul mercato.
Al tempo stesso, poter aumentare la produttività dei giacimenti permette di prolungare la loro vita utile, senza bisogno di svilupparne altri.
Un ulteriore passo avanti nella salvaguardia dell’ambiente è rappresentato dall’utilizzo di sensori a fibra ottica per il monitoraggio in tempo reale dei parametri di produzione, dall’applicazione del machine learning a scopo predittivo e dallo sviluppo di strumenti per la sismica alternativi a quelli ad alte frequenze, evitando l’impatto che questi hanno sulla fauna marina.
Un contributo delle Geoscienze Digitali molto interessante sul piano ambientale riguarda l’ambito della cattura e stoccaggio permanente della CO2.
Migliorando la conoscenza dei processi di seppellimento dei sedimenti, il modo in cui i gas migrano nel sottosuolo e le interazioni dell’anidride carbonica in sistemi rocciosi sia omogenei che fratturati, multinazionali come l’ENI acquisiscono competenze molto preziose per un futuro riutilizzo dei giacimenti esauriti come grandi trappole per la CO2.

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