Sistemas ricos en características y abiertos por diseño

Transcripción

1 Sistemas ricos en características y abiertos por diseño Richard Bennett Benjamin Cornelisse Robert Merkle Shell International Exploration and Production B.V. Rijswijk, Países Bajos Jan Egil Fivelstad Paul Hovdenak Blueback Reservoir AS Stavanger, Noruega La provisión de sistemas estables en el momento previsto exige la adhesión estricta a un plan de desarrollo. Los equipos a cargo del desarrollo de software determinan un número finito de rasgos para sus productos en base a los requerimientos de los clientes; inevitablemente, algunas mejoras no se incluyen. La apertura del desarrollo de software a programadores externos introduce otras posibilidades para la creación de características adicionales que no inciden en el tiempo de producción ni en la calidad del producto primario. Trygve Randen Stavanger, Noruega Traducción del artículo publicado en inglés en Oilfield Review Otoño de 2009: 21, no. 3. Copyright 2009 Schlumberger. Por su colaboración en la preparación de este artículo, se agradece a Najib Abusalbi, Marcus Ganz, Susan Lundgren, Andrew Muddimer, Jeff Rubenstein y Eric Schoen, Houston; y a David McCormick, Cambridge, Massachusetts, EUA. Ocean y Petrel son marcas de Schlumberger. BRIDGE EM es una marca de Blueback Reservoir..NET, Visual C# y Windows son marcas de Microsoft Inc. Rock3D y Rock3D Synthetics son marcas de Shell. 1. Para obtener más información, consulte: Application Programming Interface, Free On-Line Dictionary of Computing (Interfaz de Programación de Aplicaciones, Diccionario de Computación Gratuito en línea) (Se accedió el 22 de septiembre de 2009). 2. Un desarrollador original es el propietario del software. Un desarrollador independiente, en este caso, agrega nuevas características al software o utiliza los componentes del software para crear otro programa. Habitualmente, se suscribe un acuerdo de licencia entre el propietario del software y el desarrollador independiente; sin embargo, puede tratarse de una licencia libre según los términos escritos del acuerdo. 3. Los desarrolladores de software redactan algunas líneas de texto que se conocen como código fuente. Estas instrucciones, una vez convertidas en un código de máquina, son cumplidas por la unidad de procesamiento de una computadora. 4. Un lenguaje de programación de alto nivel posee un nivel de abstracción superior al de un lenguaje ensamblador, el cual es en sí una representación simbólica del lenguaje de máquina de una CPU específica. Habitualmente, los lenguajes de nivel más elevado comprenden expresiones de la lengua hablada, usualmente en inglés, tales como for, loop o return (para, enlace o retorno). 5. El término conector (plug-in) es un vocablo de computación común que describe un software pequeño creado para proporcionar funcionalidad adicional a un software más grande. Este término simboliza el agregado de módulos a un programa central. Por lo general, estos módulos no pueden operar sin el software central instalado. En un mundo ideal, un software debería contener solamente las características que requiere un usuario, consumir únicamente los recursos necesarios para la tarea en cuestión y poseer una interfaz enfocada ergonómicamente en esas características. En la realidad, esto sólo ocurre raramente y las características se desarrollan para satisfacer las necesidades de un público diverso. En consecuencia, los programas pueden ser en extremo complejos para ciertas personas y carecer de componentes clave para otras; sin embargo, existe una solución cuya popularidad está aumentando tanto para quienes desarrollan software como para los usuarios. Los responsables del desarrollo pueden crear una interfaz de programación de aplicaciones (API) que provea acceso al estado y las funciones de un software o de un sistema operativo. 1 Y pueden optar por crear una interfaz API para descubrir elementos específicos o todo el software con el fin de habilitar a los usuarios ó a otros desarrolladores para que extiendan sus capacidades con nuevas características. Esto beneficia a los desarrolladores de software independientes por muchas razones; pueden agregar las características que elijan y hacerlo conforme a su propio cronograma, trabajando en forma independiente del desarrollador original. 2 Tradicionalmente, para el agregado de nuevas capacidades a un software, se ha requerido la modificación del código fuente de ese programa. 3 El cambio del código fuente plantea dos obstáculos principales. En primer lugar, el desarrollador de software original pierde la capacidad para controlar los cambios efectuados en el software primario. En segundo término, la propiedad intelectual (IP) registrada, asociada con el software primario, se encuentra disponible para todos aquéllos que tengan acceso al código fuente. Cuando trabajan con una interfaz API, los responsables del desarrollo de software crean nuevas capacidades utilizando un lenguaje de programación de alto nivel. 4 Los algoritmos creados por un desarrollador independiente interactúan con los datos y los utilitarios del programa primario a través de la interfaz API. Un software creado inicialmente por un desarrollador y extendido posteriormente por un programador independiente puede compararse con el conjunto de funciones de una calculadora. Un desarrollador crea un programa simple que abarca los procedimientos de suma, resta, multiplicación y división. Estas funciones matemáticas se complementan con las funciones trigonométricas seno, coseno y tangente, agregadas posteriormente por un programador independiente. Si el desarrollador original proporciona acceso a los elementos necesarios del software de la calculadora a través de una interfaz API abierta, las nuevas funciones pueden ser conectadas en la calculadora simple sin modificar el código fuente. 5 Una de las ventajas de poder efectuar agregados al software sin cambiar su configuración original es que las características extra, tales como las funciones trigonométricas del ejemplo, no son esenciales y por lo tanto pueden ser activadas y desactivadas. Los usuarios que requieren 48 Oilfield Review

2 una calculadora simple pueden hacer uso de una interfaz refinada con menos comandos y menos conceptos que comprender. En el caso de necesitarlas, se puede acceder a las características adicionales de diversas maneras; entre otras, desde la barra de menú. El concepto de software desarrollado de manera dual va aún más allá. Por ejemplo, una aplicación con una base de usuarios grande tal como un navegador de la Red (Web) puede combinarse con una extensibilidad API para crear un ecosistema de software compuesto por el desarrollador original y una comunidad de desarrolladores independientes que trabajan para extender el software central. Los componentes del ecosistema proveen más valor funcional combinados que por separado, proporcionado un beneficio mutuo para el desarrollador original, los desarrolladores independientes y los usuarios. En la industria del petróleo y el gas, muchos paquetes de software complejos abordan los desafíos multifacéticos de la recuperación de hidrocarburos. Por ejemplo el software Petrel, que abarca desde la interpretación sísmica hasta la simulación dinámica de yacimientos, contiene herramientas para muchos elementos de los flujos de trabajo de geología y geofísica (G&G). Con cada nueva versión, el equipo de desarrollo agrega características para satisfacer las demandas técnicas de la industria y asegurar la eficiencia, la confiabilidad y la facilidad de uso del software. Los gerentes de proyectos se encuentran ante una decisión difícil a la hora de determinar cuáles de los numerosos rasgos propuestos serán desarrollados y cuáles no. Para proveer a los usuarios más capacidades en términos de flujos de trabajo de G&G, Schlumberger acaba de crear una interfaz API para abrir el software Petrel a proveedores de software externos. Esto permite que desarrolladores de software de la compañía de servicios petroleros se concentren en la funcionalidad primaria mientras que los desarrolladores independientes proveen los componentes adicionales en forma de programas conectores (plug-ins; programas que expanden las características de los programas principales y les agregan capacidades multimedia). Los nuevos módulos varían en cuanto a su complejidad. Un algoritmo simple de ahorro de tiempo que automatice un proceso manual de manipulación de datos, puede crearse en minutos por cualquiera que posea capacidades de programación básicas. No obstante, un programa conector que provee capacidades más sofisticadas, tales como el modelado electromagnético, requiere un mayor grado de compromiso de parte de un equipo de programadores y especialistas en campos petroleros. Volumen 21, no. 3 49

3 Procesamiento de datos sísmicos antes del apilamiento Geonavegación en tiempo real Inversión sísmica Simulación de yacimientos Interpretación de datos sísmicos después del apilamiento Física de las rocas y modelado sísmico sintético Planeación de pozos Modelado de yacimientos Interpretación de datos electromagnéticos > Ejemplo de flujo de trabajo de G&G basado en vuelcos de pantalla. El proceso se inicia con la importación y la interpretación de la información que incluye datos sísmicos (extremo superior izquierdo) y datos electromagnéticos (extremo inferior izquierdo). Luego, se puede efectuar la inversión sísmica de los datos antes de construir el modelo de yacimiento. Algunos pasos del flujo de trabajo afectan otros pasos; por ejemplo, los datos sísmicos sintéticos (centro) son generados para confirmar la precisión de las propiedades del modelo de yacimiento. Si existe una falta de correspondencia significativa, se puede actualizar el modelo y reiterar el proceso de verificación. Es importante identificar este tipo de problemas en las primeras etapas del flujo de trabajo. La simulación de yacimientos (derecha) es un proceso oneroso y lento; este paso, y muchos otros previos al mismo, deben reiterarse si se cometieron errores en la construcción del modelo de yacimiento. Con la información sobre los pozos planificados (extremo inferior derecho) disponible durante la fase de perforación, ahora es posible reaccionar a los datos LWD en tiempo real (Geonavegación en tiempo real, extremo superior). La comunicación entre los especialistas que trabajan en diferentes dominios sobre un modelo de datos compartido, constituye una forma efectiva de evitar, identificar y corregir errores. Un modelo centralizado de datos y un paquete unificado de software que puedan manejar todos los pasos del flujo de trabajo, ayudan a los especialistas de dominios a resolver dichos problemas. Un sistema compartido conocido, además, mejora la eficiencia del usuario a la hora de resolver cualquier problema. La apertura del software beneficia tanto a los desarrolladores independientes como a Schlumberger porque desconecta el proceso de desarrollo de los programas conectores del esquema de entregas de Petrel. Por consiguiente, se pueden crear nuevas características y utilizarlas cuando se encuentren disponibles, quedando siempre la IP en poder de sus propietarios. La libertad para expandir este software es suministrada mediante el marco de desarrollo de aplicaciones Ocean. La arquitectura de trabajo Ocean que se basa en herramientas de programación estándares industriales tales como el esquema de trabajo. NET de Microsoft y el lenguaje Visual C#, provee una interfaz de programación con las operaciones internas del software Petrel. Los programadores independientes pueden crear sus propios algoritmos para que interactúen con los componentes existentes tales como el modelado de propiedades o el cálculo volumétrico y luego mostrar los resultados de la interacción dentro del entorno del software. Este artículo describe el concepto de software abierto y cómo está siendo utilizado para mejorar las capacidades de los programas complejos. El primer estudio de caso demuestra el empleo de la arquitectura de trabajo Ocean por parte de un cliente, para desarrollar nuevas capacidades en materia de física de las rocas. El segundo estudio se centra en su utilización por un proveedor de software independiente para crear un módulo de modelado electromagnético. Además, se analiza la adopción de la arquitectura de trabajo Ocean por la comunidad académica. Opciones de software G&G Un flujo de trabajo típico de geología y geofísica consiste en recolectar datos de diversas fuentes, procesarlos y luego combinar los resultados para su interpretación. Este flujo de trabajo no es unidireccional o unidimensional; si esto se descubre tardíamente en una de las ramificaciones del flujo de trabajo, es posible necesitar que se vuelvan a examinar procesos pasados o que se modifiquen datos de entrada (arriba). Desde el principio hasta el fin, la ejecución del trabajo de un proyecto de G&G puede implicar varios meses. Muchos geólogos, geofísicos, ingenieros y grupos de interés trabajan en un proyecto para planificar uno o más pozos. El proceso depende mucho del software para el manejo de las operaciones intensivas, tales como la ejecución de inversio- 50 Oilfield Review

4 Objetivo: sumar dos números entre sí y retornar la respuesta Código del programador independiente Código API Código del software objeto Crear las variables enteras A, B y C Asignar a A el valor 2 y a B el valor 3 Denominar el código API: C = Add (Suma) (A y B) Función Add (Suma) (enteros X e Y) Crear la variable entera Answer Answer = Addition (X e Y) Retornar Answer Función Addition (enteros i1 e i2) Crear la variable entera i3 i3 = i1 + i2 Retornar i3 Versión 1 Crear las variables enteras A, B y C Asignar a A el valor 2 y a B el valor 3 Denominar el código API: C = Add (Suma) (A y B) Función Add (Suma) (enteros X e Y) Crear la variable entera Answer AddTwoIntegers (X, Y y Answer) Retornar Answer Función AddTwoIntegers (enteros i1, i2 e i3) i3 = i1 + i2 Versión 2 Código no modificado Código público no modificado; código privado modificado para reflejar el cambio producido en el código del software objeto Código privado modificado Efecto de traducción > Funciones de una interfaz API. Un programador independiente que crea un código (izquierda) necesita utilizar una función de un software objeto (derecha) pero no tiene permiso. El propietario del programa objeto crea una interfaz API (centro) que provee acceso al código privado. La interfaz API intercambia datos, estados de eventos del software y la funcionalidad del programa sin comprometer el programa objeto. En este ejemplo, el software objeto es actualizado, pasando de la Versión 1 a la Versión 2. El programa independiente desconoce los cambios y permanece sin modificaciones. Sin la interfaz API, esta conexión se anularía. Con la diligencia debida, el responsable del desarrollo del software objeto actualiza la interfaz API para respetar el cambio de nombre de la función, de Addition a AddTwoIntegers, y la división de la variable de datos X e Y en X, Y y Answer. No obstante, estas funciones y variables de datos son enmascaradas para comportarse de la misma forma que en la Versión 1 y, por consiguiente, son compatibles con el programa independiente. En la medida que el programa independiente y el software objeto sigan adecuándose al lenguaje API, ningún cambio efectuado en estos programas cancelaría el enlace existente entre los mismos. Ésta es una característica importante porque los programas son actualizados a menudo sin que exista sincronización entre las compañías que los desarrollan. nes a partir de lecturas de pozos para obtener las propiedades de las rocas o el picado de horizontes a través de apilamientos sísmicos. Debido a la naturaleza compleja de cada operación, una compañía de E&P puede escoger varios paquetes de software para satisfacer todos los requerimientos de los flujos de trabajo. Por otro lado, algunas compañías desarrollan sus propios programas o algoritmos para afrontar específicamente los desafíos relacionados con las condiciones existentes en un área geográfica en particular. El empleo de varios sistemas de software diferentes para ejecutar un proyecto incrementa el riesgo de migración de datos y/o errores relacionados, tales como los que pueden producirse cuando se guardan los resultados de un programa y se importan en el siguiente. Entrenar a los científicos para que utilicen varios programas diferentes tampoco es ideal. Una solución simple consiste en contar con un paquete de programas que maneje todos los elementos del flujo de trabajo de G&G. No obstante, es poco probable que un solo paquete de programas pueda satisfacer las necesidades de todos los usuarios; las compañías de E&P tienen sus propios requerimientos específicos, basados en sus portafolios de activos. Una forma de hacer que el empleo de varias aplicaciones sea menos complicado consiste en crear enlaces en tiempo real entre los programas individuales. En este enfoque simbólico, los datos intermedios se comparten entre los programas, lo cual facilita la identificación de problemas asociados con la migración de datos. Este método reduce, además, el tiempo perdido durante las rutinas de importación y exportación ya que es manejado automáticamente por las aplicaciones. Una extensión de este concepto permite que cada programa controle algunas características en el siguiente. Esto resulta particularmente útil para los algoritmos que no poseen una interfaz gráfica del usuario (GUI). En este caso, un paquete de programas actúa como anfitrión, y su interfaz GUI puede ser utilizada para controlar un algoritmo sin interfaz, lo cual es más fácil para algunos usuarios que la escritura de comandos basados en texto. 6 Por otro lado, dichos algoritmos pueden ser creados más rápidamente sin tener que desarrollar y depurar una interfaz GUI. Un problema potencial con el enfoque simbiótico es que el funcionamiento correcto de los enlaces de los programas puede depender de sus versiones finales. La mayoría de los programas cambian cuando se libera una nueva versión; en consecuencia, los enlaces entre las aplicaciones pueden desaparecer por completo o, en el mejor de los casos, volverse problemáticos. Si bien algunos programas enlazados son desarrollados por una sola compañía, en el desarrollo de muchos paquetes interviene más de una compañía. Es difícil armonizar los trayectos de desarrollo de los proyectos de software. Si una actualización planificada se pospone o se modifica, es probable que se vean afectadas las interacciones entre todas las aplicaciones conectadas. Una respuesta a este inconveniente consiste en crear un lenguaje de interfaz que no cambie con mucha frecuencia y que permita la comunicación con un software. Las interfaces de programación de aplicaciones proveen acceso a la funcionalidad de los paquetes de software y además son buenos lenguajes de comunicación. En esencia, pueden equipararse a un traductor: un lenguaje de entrada declarado públicamente es convertido en un lenguaje privado que luego se utiliza en un software. Los elementos públicos de una interfaz API conforman la interfaz de comunicación que cambia con poca frecuencia, mientras que los elementos privados de una interfaz API pueden modificarse con la frecuencia que sea necesaria. Los elementos privados se modifican con frecuencia y se crean elementos nuevos para agregar funcionalidad y mejorar la estabilidad del software (arriba). 6. Las interfaces basadas en textos requieren que los usuarios memoricen el nombre de cada función o pierdan tiempo buscándolo. Un solo comando incorrectamente digitado puede hacer que un algoritmo entero deje de funcionar o retorne un resultado impreciso. Las interfaces GUI bien desarrolladas eliminan o restringen los errores de sintaxis cometidos por los usuarios; sin embargo, la mayoría de las interfaces GUI carecen de las funciones que impiden que los usuarios cometan errores basados en lógica. Volumen 21, no. 3 51

5 > Proceso de enlace cerrado. Se utiliza el volumen sísmico de datos adquiridos (izquierda) para crear el ambiente de trabajo del modelo de yacimiento (centro). Se genera un volumen sísmico sintético (derecha) a partir del modelo de yacimiento, el cual luego se compara con la versión de datos adquiridos para calibrar las hipótesis formuladas acerca de las propiedades del modelo, y el proceso se reitera. Para los flujos de trabajo que requieren la operación conjunta de varios programas que intercambian datos y controlan características, una interfaz API sirve para mantener una relación estable entre todos los programas. Las pautas de desarrollo para el diseño de interfaces GUI, los tipos de datos y los estados de los eventos son provistos con las estructuras de trabajo y pueden ayudar a crear y mantener las relaciones entre los programas conectores. Si bien una interfaz API desempeña un rol importante en la provisión de un entorno de desarrollo que mantiene enlaces estables entre las actualizaciones del software, no llega a constituir una solución perfecta. No sólo los programas de software cambian con el tiempo sino también las tecnologías de programación y los equipos de computación. Por ejemplo, la técnica multithreading se ha convertido en una tecnología de programación viable para el software de las estaciones de trabajo porque las CPU centrales ahora contienen varios núcleos. 7 Estos cambios pueden requerir una nueva interfaz API, cancelando cualquier enlace con el software existente. Para proteger los intereses de los desarrolladores independientes, los propietarios del software pueden restringir cualquier actualización significativa a tiempos de desarrollo más largos; por ejemplo, efectuando estos cambios a lo largo de un período de dos o cinco años. Verificación de modelos de yacimientos utilizando datos sísmicos sintéticos El proceso de construcción de modelos de yacimientos puede ser extenso. Los datos, provenientes de fuentes múltiples, son ingresados para conformar un modelo electrónico mediante la interpretación de especialistas y de una serie de transformaciones algorítmicas. Los parámetros de los modelos y sus incertidumbres pueden ser subjetivos, y debido al rango de incertidumbres existentes, es probable que muchas realizaciones de los modelos geológicos no se correspondan estrechamente con los datos de entrada originales. Para garantizar la calidad de sus modelos geológicos, Shell implementó un nuevo flujo de trabajo de verificación de modelos. Los responsables del desarrollo de modelos generan datos sísmicos sintéticos a partir de modelos geológicos utilizando un proceso de modelado directo. Los datos sintéticos pueden compararse luego con los datos sísmicos originales para verificar su correspondencia e identificar los errores de ajuste relacionados con la geometría del yacimiento, su espesor y la distribución de sus propiedades. Shell utiliza el software Petrel como su plataforma primaria para el modelado de yacimientos geológicos y ha incorporado este nuevo flujo de trabajo como un módulo de su propio flujo de trabajo de modelado. Este enfoque ha permitido que los responsables del desarrollo de software de la compañía aprovechen las herramientas de modelado existentes y se concentren en proporcionar nueva funcionalidad en materia de física de las rocas. Utilizando las capacidades existentes, Shell logró reducir el tiempo de desarrollo necesario para crear una aplicación independiente. Se crearon dos nuevos programas conectores: los módulos Rock3D y Rock3D Synthetics. La interfaz de usuario operó como criterio de diseño importante para los conectores Rock3D; la adecuación al comportamiento de la interfaz existente ayuda a reducir el tiempo de entrenamiento y además mejora la eficiencia del usuario. La arquitectura de trabajo Ocean proporcionó una serie de herramientas de diseño y directrices para ayudar a los diseñadores de Shell a construir una interfaz con la misma apariencia y la misma respuesta que el software Petrel. Vale mencionar que los responsables de los modelos geológicos estaban entrenados en el uso de Petrel. La generación de datos sísmicos sintéticos es un proceso de dos pasos que utiliza el nuevo flujo de trabajo. En el primer paso, el responsable del desarrollo de modelos ingresa las propiedades de las rocas y de los fluidos en el módulo Rock3D; propiedades derivadas del modelo de yacimiento existente. Luego se generan las propiedades e impedancias acústicas utilizando las relaciones entre las propiedades del modelo y las propiedades acústicas, tales como la velocidad y la densidad volumétrica. En el segundo paso, el responsable del desarrollo de modelos utiliza el módulo Rock3D Synthetics para generar un cubo sísmico sintético a partir de estas propiedades acústicas (arriba). La ejecución de este flujo de trabajo en forma directa, dentro del ambiente de modelado de Petrel, posee numerosas ventajas. El geólogo y el geofísico de yacimiento analizan el conjunto de propiedades de rocas a aplicar. Esto facilita una mayor comprensión entre las disciplinas de las ciencias de la tierra, en lo que respecta a cómo se construyó el modelo y las incertidumbres asociadas con los datos sísmicos utilizados para restringirlo. El hecho de trabajar dentro del mismo ambiente de modelado también facilita el análisis entre el responsable de la construcción del modelo de yacimiento, el petrofísico y el intér- 52 Oilfield Review

6 Estudio de caso A Estudio de caso B Adquirido Sintético Adquirido Sintético > Casos de estudio. El modulo Rock3D Synthetics proporcionó los volúmenes sísmicos sintéticos para ambos casos de estudio. En cada caso, los geofísicos exhiben los datos sísmicos adquiridos junto a los datos sintéticos mediante el modelado de las propiedades en cortes verticales. Las regiones resaltadas (círculos blancos) muestran una falta de correspondencia; en ambos casos, las propiedades del modelo de yacimiento fueron recalibradas y el proceso se reiteró hasta que se ajustaron. prete sísmico para identificar dónde los cambios en la interpretación ingresada pueden mejorar la calidad del modelo. Por último, un proceso histórico de auditoría de cada paso del modelado creado con el software Petrel provee detalles de las decisiones de interpretación y modelado tomadas en cada etapa del proyecto. Habitualmente, los intérpretes efectúan una evaluación de calidad restringida sísmicamente en las primeras etapas del proceso de construcción del modelo de yacimiento. Esto asegura que los modelos construidos en base a las mediciones obtenidas a escala de registros de pozos de alta resolución sean consistentes con la respuesta sísmica de menor resolución, antes de pasar al modelado más detallado dentro del flujo de trabajo de G&G. La evaluación de la calidad también provee información para las decisiones relacionadas con el nivel de inversión sísmica necesario para cualquier proyecto de modelado, optimizando la aplicación de la tecnología de inversión sísmica de Shell. El nuevo flujo de trabajo de verificación demostró un error de ajuste entre los datos sísmicos sintéticos y los datos procesados, en varios modelos (arriba). Mediante la resolución de estos problemas de modelado de gran escala, en las etapas más tempranas del proceso que las que son posibles utilizando los enfoques tradicionales, Shell ahorró una cantidad significativa de tiempo potencial en términos de ejecución del proyecto. Modelado electromagnético Los desarrolladores independientes pueden utilizar la arquitectura de trabajo Ocean para proporcionar productos de software y aprovechar la extensa base de usuarios del software Petrel. Blueback Reservoir, una consultora dedicada al modelado de yacimientos, formó un equipo de desarrollo de software para capitalizar este mercado en el año El primer proyecto del equipo fue ejecutado en colaboración con Electromagnetic GeoServices, una compañía que provee servicios 7. La tecnología multithreading consiste en permitir que se emitan en el mismo ciclo instrucciones que pertenecen a distintos hilos de ejecución y representa un cambio significativo con respecto a las aplicaciones que implican un solo hilo de ejecución. 8. El producto BRIDGE EM es independiente del programa conector EM que acompaña los servicios EM de WesternGeco. 9. El término canvas (lienzo o zona de dibujo), en computación gráfica, describe una región que puede ser pintada con el contenido electrónico, tal como registros de pozos 2D, diagramas, gráficas u objetos 3D. Un bloque 3D es una representación del yacimiento dividida en un bloque irregular de celdas 3D. Cada celda puede contener múltiples propiedades de yacimientos, tales como porosidad, permeabilidad y resistividad. de datos electromagnéticos. El nuevo producto de software agrega capacidades de modelado electromagnético (EM) al software Petrel y este conector se encuentra disponible en el mercado con el nombre BRIDGE EM Data Integrator. Las nuevas capacidades demuestran el poder de combinar una aplicación específica de la tecnología dentro de un paquete de modelado de uso generalizado, aplicado por un desarrollador externo. Cuando se puso en marcha el proyecto, el equipo de Blueback Reservoir carecía de experiencia en modelado EM; en consecuencia, todo el conocimiento de dominio fue provisto por la compañía de servicios. Si bien el entorno de trabajo proporcionó las capacidades para crear el nuevo módulo sin la colaboración de Schlumberger, el equipo a cargo del desarrollo del software utilizó el sitio Web de soporte del entorno Ocean durante todo el proyecto, para las inquietudes técnicas. 8 Uno de los desafíos más importantes del proyecto era la necesidad de contar con un tipo de datos enteramente nuevos para representar los datos electromagnéticos. Los dos requerimientos principales eran la visualización de los datos en todos los medios gráficos soportados, tales como las zonas de graficación 2D y 3D de Petrel, y el manejo de los datos entre las funciones conectadas, tales como el modelado de las propiedades en bloques 3D y la creación de sondas de cortes ortográficos y sondas volumétricas. 9 Los datos electromagnéticos proveen las propiedades de resistividad existentes a través de las áreas de levantamientos mediante la detección de las ondas que se propagaron a través del subsuelo. 10 Existen dos métodos básicos para los levantamientos EM: el método magnetotelúrico, que utiliza las ondas EM naturales causadas por la interacción del viento solar y la magnetosfera terrestre, y una técnica más moderna, el método de fuente electromagnética controlada (CSEM) que incorpora una fuente artificial de ondas EM. Este bloque discreto está diseñado para simplificar los algoritmos computacionales y trabajar con las capacidades computacionales disponibles. Un corte ortográfico es un plano 2D vinculado a un eje; por ejemplo, los cortes verticales son paralelos al eje z. Un volumen extiende un plano en tres dimensiones visualizadas como cortes apilados o una nube de vóxeles; píxeles 3D. El corte y las sondas volumétricas son texturizados con los valores de las propiedades que representan la intersección de las sondas con la estructura del yacimiento. 10. Brady J, Campbell T, Fenwick A, Ganz M, Sandberg SK, Buonora MPP, Rodrigues LF, Campbell C, Combee L, Ferster A, Umbach KE, Labruzzo T, Zerilli A, Nichols EA, Patmore S y Stilling J: Sondeos electromagnéticos para la exploración de petróleo y gas, Oilfield Review 21, no. 1 (Septiembre de 2009): Volumen 21, no. 3 53

7 > Utilidad de los datos EM. Si se calibran con los datos de levantamientos sísmicos (extremo superior derecho) y las mediciones de resistividad de pozos (extremo superior izquierdo), es posible utilizar los datos EM adquiridos en la superficie para generar un modelo de zonas de resistividad sobre una extensa área de levantamiento. Cuando se lleva a cabo la inversión de los datos EM, se crea un volumen de resistividad. Puede visualizarse utilizando diversas herramientas de modelado. Estas formaciones resistivas (el objeto 3D púrpura, y los colores rojo, naranja y amarillo superpuestos sobre la sección sísmica, extremo inferior) pueden corresponder a zonas salinas, basálticas o con hidrocarburos. Utilizando el nuevo conector BRIDGE EM, los responsables del desarrollo de modelos pueden combinar eficazmente los datos de inversión CSEM con los levantamientos sísmicos y gravimétricos a fin de mejorar la calibración del modelo (arriba). La ejecución de un proyecto CSEM utilizando el nuevo conector implica numerosos pasos esenciales. En primer lugar, un geocientífico realiza un estudio de factibilidad para evaluar la probabilidad de que un levantamiento CSEM provea señales de datos de calidad suficiente para ser interpretadas. Las consideraciones para el estudio incluyen la presencia de sal, la variación topográfica considerable del fondo marino y las estructuras intensamente falladas, todo lo cual interfiere con la señal CSEM. La investigación se lleva a cabo en el ambiente de modelado Petrel. El geocientífico crea un modelo de resistividad basado en el conocimiento existente de las estructuras del subsuelo y los tipos de rocas, el cual se obtiene a partir de los levantamientos sísmicos y geológicos y de los registros de pozos. Luego, el modelo es evaluado por un equipo de especialistas para determinar si se procede con un levantamiento CSEM. La fase siguiente consiste en planificar la operación de campo. Los receptores CSEM se colocan directamente en el lecho marino. El módulo BRIDGE EM en el ambiente Petrel, permite que el responsable de la planeación de un levantamiento identifique las buenas ubicaciones para los receptores: convergencia en las áreas de interés geológico, evitación de estructuras del subsuelo que atenúan la señal CSEM e identificación de las localizaciones del lecho marino que no se adecuan para el despliegue de receptores. El responsable de la planeación del levantamiento también utiliza el conector para representar gráficamente el curso óptimo para la embarcación fuente que remolcará un transmisor CSEM en el área del levantamiento siguiendo una configuración específica. Una vez ejecutado un levantamiento, los datos son sometidos a un proceso de control de calidad (QC) y se interpretan los atributos CSEM, tales como la magnitud eléctrica y la fase. Es en esta etapa que los datos se integran con el modelo de yacimiento. Los procesos de control de calidad e interpretación corresponden a las capacidades del conector BRIDGE EM, diseñadas para simplificar al máximo los procesos que requieren mucho tiempo. Los resultados CSEM se calibran habitualmente con la información existente, tal como los datos sísmicos y los datos de registros de pozos dentro del flujo de trabajo de Petrel. A partir de los datos 3D CSEM invertidos, es posible crear un cubo volumétrico de datos de resistividad. Utilizando las herramientas de modelado de Petrel, un geocientífico puede identificar compartimentos de resistividad 3D. Cuando estos compartimentos se comparan con los datos sísmicos, los resultados pueden proporcionar la información que requieren las compañías de petróleo y gas para pasar a la etapa de planeación de pozos (próxima página). El equipo inicial que trabajó en el modulo BRIDGE EM Data Integrator estuvo compuesto por dos desarrolladores que crearon un prototipo. Luego se incorporaron dos desarrolladores más para llevar a cabo el proceso de comercialización, el cual incluyó la comprobación del software, la creación de documentos, el entrenamiento y el soporte de los usuarios. El desarrollo del prototipo requirió cuatro meses; esto refleja el lapso de tiempo necesario para crear e integrar correctamente un nuevo tipo de datos complejos. Blueback Reservoir sigue proveyendo nuevas herramientas utilizando la arquitectura de trabajo Ocean. El rol del sector académico en Investigación y Desarrollo (R&D) Muchas industrias comparten la opinión de que las instituciones académicas pueden desempeñar un rol cada vez más importante en sus programas de Investigación y Desarrollo. En especial durante los períodos de recesión económica, las facultades de investigación habitualmente experimentan más libertad que el sector industrial para la ejecución de estudios e investigaciones fundamentales de áreas creativas, nuevas y abstractas. La investigación académica posee diversos puntos de acceso para la participación de las compañías. El hecho de utilizar las habilidades de un estudiante universitario constituye un punto de acceso económico y la participación de un profesor, un investigador posdoctoral y un asistente de investigación, quien constituye un punto de acceso de nivel mucho más alto. Esta flexibilidad permite que los auspiciantes identifiquen el nivel de investigación que requieren, y reducir el nivel de inversión necesario para un proyecto. Este flujo de trabajo también podría resultar beneficioso para las compañías que exploran la investigación de tipo blue-sky investigación muy teórica que implica grandes ideas, a muy largo plazo cuya justificación fuera del ámbito académico se está volviendo mucho más difícil. 54 Oilfield Review

8 Existen otras formas en que esta conexión entre las firmas y el ámbito académico beneficia a ambos colaboradores. Las universidades se vuelven más concientes de las necesidades de los empleadores y, en consecuencia, pueden optar por ajustar sus programas académicos. Por otro lado, los estudiantes involucrados en los proyectos de investigación de las compañías son candidatos firmes para contratación futura. A veces, a las compañías e instituciones académicas les resulta difícil concertar acuerdos aceptables de intercambio de información. Para el desarrollo conjunto del software de E&P, se deben implementar salvaguardas que protejan la IP del auspiciante, proveyendo simultáneamente a las universidades el acceso a la información que necesitan para desarrollar nuevas ideas. El marco de trabajo del sistema Ocean que se basa en tecnología API, hace posible que las universidades desarrollen software de G&G como programas conectores que pueden interactuar con otros conectores provistos por la compañía auspiciante. Con este modelo, las compañías pueden proteger su IP con el ambiente de trabajo y extender sus flujos de trabajo de G&G mediante inversiones en programas universitarios de investigación. A través del empleo de las herramientas relacionadas con arquitecturas de trabajo y la funcionalidad provista por los programas conectores existentes y el software Petrel, las universidades pueden seguir construyendo sobre estos elementos. Este bloque de construcción permite ahorrar una cantidad significativa de tiempo de desarrollo, en comparación con el hecho de tener que volver a escribir toda esta funcionalidad nuevamente cada vez que se requiere. En agosto de 2009, Schlumberger lanzó una iniciativa para fortalecer las relaciones entre la industria y el sector académico. El Programa Ocean for Academia que cuenta con el apoyo de las compañías de petróleo y gas, involucra a las universidades en la sección de los temas de Investigación y Desarrollo. Estas categorías abarcan las ciencias y tecnologías de la información, las ciencias de la tierra y las ciencias cognitivas. El programa ayuda a la industria a establecer un proceso de colaboración con las universidades para el desarrollo de programas conectores específicos de Petrel, destinados a mejorar los flujos de trabajo de G&G. Planeación de levantamientos CSEM Receptores Control de calidad e interpretación Calibración > Flujo de trabajo BRIDGE EM basado en vuelcos de pantallas. Este módulo provee herramientas de planeación y control de calidad (QC), específicas de las operaciones CSEM en el ambiente del software Petrel. Las mediciones de resistividad de superficie son normalizadas y utilizadas para identificar las localizaciones que proveen buena señal para los receptores CSEM (extremo inferior izquierdo). Luego, se utilizan las localizaciones seleccionadas para los receptores con el fin de representar gráficamente los trayectos de remolque para los levantamientos CSEM (extremo superior izquierdo). Después de un levantamiento, la aplicación provee formatos de datos para la importación de datos EM, tales como intensidad de campo y fase, posibilitando la ejecución de un control de calidad a través de una interfaz de usuario que ha sido optimizada para mejorar la eficiencia del proceso (extremo superior derecho). El conector BRIDGE EM provee un nuevo tipo de datos EM para el modelo de datos Petrel, haciendo posible que el usuario visualice el levantamiento CSEM junto con los registros de pozos y los datos sísmicos (extremo inferior derecho). El futuro Las arquitecturas de trabajo abiertas, basadas en la tecnología API, están creando una cultura de desarrollo que es mutuamente beneficiosa para los propietarios originales del software, los proveedores de software independientes, y los usuarios de las tecnologías producidas. Por ejemplo, las arquitecturas de trabajo pueden ser utilizadas por las compañías con el fin de desarrollar una funcionalidad de software que puede ser exclusiva para sus necesidades específicas. Si esas necesidades no son exclusivas, el desarrollador puede optar por lanzar dicha funcionalidad al mercado, entrando así en competencia con otros desarrolladores. En este tipo de ambiente, la competencia puede impulsar la innovación, mejorar la calidad y reducir el costo. Desde su introducción, la arquitectura de trabajo Ocean ha sido utilizada para desarrollar más de 100 nuevos módulos. Estos módulos han sido creados por Schlumberger, compañías de petróleo y gas, instituciones académicas y proveedores de software independientes. MJM Volumen 21, no. 3 55