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Rupp, Jürgen (Wintershall Holding GmbH) · PDF fileCourtesyofImperial College (Dr. Martin Blunt and Matthew Andrew) 21. INTERNAL 22 Digitizing the Reservoir Global Technology & Innovation

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  • 69. BHT - FREIBERGER UNIVERSITÄTSFORUM 2018 KOLLOQUIUM 3 „EINHEIMISCHE ENERGIERESSOURCEN – GEWINNUNG UND SPEICHERUNG“ AM 7. UND 8. JUNI 2018 Rupp, Jürgen (Wintershall Holding GmbH)

    INNOVATIVE TECHNOLOGIEN – AUS DEUTSCHLAND UND FÜR DEUTSCHLAND

    Wenn man über innovative Technologien sprechen will, kommt man sehr schnell zu verschie- denen Sichtweisen oder Definitionen. Der Ansatz für Innovation ist hier: Erfindung + Anwendung = Innovation (Forschung und Entwicklung). Bei der Definition von Technologie wird es schwierig: ist nicht gleichbedeutend mit Technik, auch nicht mit dem eng- lischen gleichklingenden Wort. Laut WIKI kann man von der „Lehre des Handwerks“ und der „Wissenschaft der Technik“ sprechen. Sehr schnell kommt man dann zum neuen Schlagwort „Industrie 4.0“, was in allen möglichen Schattierungen verwendet wird und etwas in Fortset- zung der 3. industriellen Revolution (70er Jahre), der Mikroelektronik beschreibt. Was innova- tive Technologien konkret für eine mittlere E&P Firma bedeuten können, soll im Folgenden beispielhaft gezeigt werden.

    Während in der Vergangenheit innovative Methoden im Rahmen von Projekten individuell entwickelt wurden, wurde aufgrund von steigenden Mitarbeiterzahlen und starker Internatio- nalisierung eine zentrale Funktion in der Zentrale in Deutschland geschaffen (Global Techno- logy & Innovation), die u.a. sicherstellt, dass alle Arbeiten in dieser Richtung, egal ob erfolg- reich oder nicht, auch allen Mitarbeitern in allen Standorten rund um den Globus zugänglich sind. Weiterhin ist eine frühzeitige Klärung wichtig, ob ein Projekt auch für andere Standorte interessant sein könnte und ob eine sinnvolle und wirtschaftliche Anwendung überhaupt rea- listisch ist (Business Case). Entlang der E&P Wertschöpfungskette wurden Bereiche wie „Ima- ging and Modeling“, „Production Enhancement“ und „EOR“ als für uns besonders wichtige Gebiete identifiziert. Ein Beispiel dieser Projekte ist das „Digital Rocks Laboratory“. Hier sind nicht (nur) die einzelnen Komponenten die Innovation, sondern das Zusammenspiel von Mik- ro-CT, konventionellen Kernmessungen bis hin zur Modellierung mit skalierbarer Software auf dem BASF Supercomputer QURIOSITY oder in der Cloud. Der Nutzen dieser Anwendung ist auf der einen Seite ein deutlicher Zeitgewinn gegenüber konventionellen Methoden bei gleichzei- tig signifikant mehr Datensätzen zur Reduzierung bzw. Bestimmung der Unsicherheit, z.B. zehn statt einem Satz an relativen Permeabilitäten von verschieden Faziestypen statt einem Set für alle.

  • Innovative Technologien – Aus Deutschland und für Deutschland Jürgen Rupp, Harald Karg, Wintershall Holding GmbH, Kassel

    Innovative Technologien – Aus Deutschland und für Deutschland Jürgen Rupp, Harald Karg, Wintershall Holding GmbH, Kassel

  • Beispiel: Lagerstätten - Simulation

    Innovative Technologien – Aus Deutschland und für Deutschland

  • - Neues Produkt - Info & Test - Vertrags-

    verhandlungen

    Innovative Technologien Lagerstätten Simulation

    • Anwendung (Roll out) • Optimierung • Erfahrungsaustausch

    Entscheidung

  • 4

    Innovative Technologien High-Performance-Computing (HPC) @ Wintershall

    • Based on the latest generation of HPE Apollo 6000 systems

    • Rank #71 on the Top 500 supercomputers worldwide (Status: Nov. 2017)

    • Performance of 1.75 Petaflops (1 Petaflops equals one quadrillion floating point operations per second)

    • 18 Racks with 888 HPE compute nodes (35520 CPU cores) • Next generation Intel® Xeon® Gold 6148 CPUs (2.4 GHz) • Intel® Omni-Path Architecture • DDN Storage 5 PB, PBS Pro Job Scheduler

    • Special nodes with Intel® Xeon® Phi or NVIDIA Pascal GPUs

    Cluster Specification Supercomputers in Oil & Gas

    Scalability of tNavigator

  • 5

    High-Resolution vs. Upscaled Models

    ▌ Geological grid preserved

    ▌ Preserving geological features with high/low perm

    ▌ 3D Facies, Perm and Poro unaltered

    ▌ Porosity and Perm Cells are re-distributed with Assisted History Matching

    ▌ Nearwellbore processes such as water breakthrough or condensate banking can be matched accurately

    ▌ Requires high performance / cloud computing

    ▌ Geological grid upscaled ~10 times

    ▌ Losing the small geological features

    ▌ 3D Facies, Perm and Poro from numerical techniques

    ▌ Transmissibility and Poro-Volume altered to satisfy History matching by using multipliers

    ▌ Nearwellbore effects can hardly be assessed

    ▌ Very cheap

    Innovative Technologien

  • Ausgangspunkt: Entscheidung für einen voll integrierten High Speed Simulator in früher Entwicklungsphase

    Folgeentwicklung: neue Konzepte für das geologische Modelling (Workflow, Software, Hardware)

     Geologische Ideen digital verfügbar machen

    Geo-Modeler => Geologe

    Simulations-Mathematiker => Lagerstätten-Ingenieur (80/90er Jahre)

    Innovative Technologien Lagerstätten Simulation

    6

  • Weitere Folgeentwicklungen:

    neue Konzepte für Liftkurven, PVT (auch für den Prozessbereich), Vernetzung von Feldern (Anlagen) => digital oil fields

    Integration oder Schnittstellenbildung weiterer Module, z.B. Modellierung von hydraulischen Fracs, Geomechanikmodule, etc.

    Innovative Technologien Lagerstätten Simulation

    7

  • Innovation = Erfindung + Anwendung

    Innovative Technologien – Aus Deutschland und für Deutschland

    Forschung und Entwicklung: • Universitäten, • Forschungseinrichtungen, • Großunternehmen, • Start Ups, • Spezialfirmen • …….

    • Bastler + Plattform

  • Innovative Technologien – Aus Deutschland und für Deutschland

    Technologie

    • Verfahren, Methode,

    • Lehre des Handwerks

    • Wissenschaft von der Umwand-

    lung von Rohstoffen in Fertigprodukte

    • Wissenschaft der Technik

    Innovative Technologie Industrie 4.0?

  • Innovative Technologien – Aus Deutschland und für Deutschland Erste Industrielle Revolution (Mechanisierung) • 2. Hälfte 18. und 19. Jahrhundert • Produktionsanlagen und Maschinen durch Wasser- und Dampfkraft angetrieben • Eisenbahnen, Kohleabbau, Schwerindustrie, Dampfschifffahrt, mechanisierte

    Tuchherstellung, der Verkehr und Textildruck

    Zweite Industrielle Revolution (Massenproduktion) • frühes 20. Jahrhundert • Nutzung der Elektrizität, erste Automobile, die Arbeit weiter automatisiert

    => Massenproduktion in Fabrikhallen in Rekordzeit am Fließband • Der Verkehr entwickelte sich weiter indem erstmals über Kontinente transportiert

    wurde. Die Luftfahrt nahm ihren Betrieb auf, und per Schiff konnten die Weltmeere überquert werden.

    Dritte Industrielle Revolution (Mikroelektronik) • 1970er Jahre • weitere Automatisierung durch Elektronik und IT im Fokus. Nach den großen

    Rechenmaschinen begründete nun der Personal-Computer für Büro und Haushalt einen neuen Industriezweig.

  • Innovative Technologien – Aus Deutschland und für Deutschland

    Industrie 4.0 Wintershall 4.0

    Vierte Industrielle Revolution (Digitalisierung)

    • Heute • Nutzung der Digitalisierung in allen Lebensbereichen, statt Lagerhaltung

    „Just-in-time“ Strategie, immer schnellere Fertigung • Fortschritte in den Bereichen Umweltschutz, Energieeffizienz, Arbeitssicherheit,

    Sozialverantwortung, • Informatisierung entwickelt sich rasant weiter, selbst auf der Baustelle muss

    man Internetzugang haben

  • Innovative Technologien – Aus Deutschland und für Deutschland

    Technologie „on the job“

    projektspezifisch, ungeplant

    Technologie „organisiert“:

    Global Technology & Innovation

    12

  • Global Technology & Innovation Organizational Chart

    Ressort 2

    WIDE

    xx

    WINZ

    WINO

    WIAR

    WIRF

    WIME

    xx

    xx

    xx

    xx

    xx

    EOR Program Technology

    Portfolio Management

    Technology Council

    Subsurface Technology

    Program

    WILI

    xx

    TAMs **

    Notes ** Technology Application Manager (TAM) in OPCOs

    Global Technology &

    Innovation

    New Program

    13

  • 14INTERNAL

    Role of Technology

    Technology & Innovation is an essential integrated contributor in WiHo‘s E&P value chain.

    VALUE

    GROWTH

     Reduce cost

     Improve recovery

     Reduce uncertainty, improve quality

     Technically reputable & trusted partner  Differentiating capabilities enables

    successful farm-ins

    FUTURE  Systematic innovation management  Socially & environmentally responsible

    energy player  Data-analytics driven optimizations

    Innovative Technologien

  • Global Technology & Innovation Technology along the E&P Value Chain

    15

    Development

  • 16INTERNAL

    Focus: Technology needs Application Global Technology & Innovation

    $

    1-5 ys.

    Applicability likely, but not guaranteed.

    Immature, unknown fo

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