Без темы
<<  Высказывание великого сыщика Вычисление в лиспе  >>
Высокопроизводительные вычисления в геостатистике
Высокопроизводительные вычисления в геостатистике
Приобское месторождение
Приобское месторождение
Особенности обработки данных Приобского месторождения
Особенности обработки данных Приобского месторождения
Поточечная или попластовая интерпретация ГИС
Поточечная или попластовая интерпретация ГИС
Поточечная или попластовая интерпретация ГИС
Поточечная или попластовая интерпретация ГИС
Геологическое моделирование
Геологическое моделирование
Основания математической модели в геостатистике
Основания математической модели в геостатистике
Вариограммный анализ
Вариограммный анализ
Ограниченность математических моделей
Ограниченность математических моделей
Вариограммный анализ
Вариограммный анализ
Возможно ли: Отказаться от стационарности (подразумевается обобщение
Возможно ли: Отказаться от стационарности (подразумевается обобщение
…
Стационарные поля и их реализации
Стационарные поля и их реализации
Стационарные поля и их реализации
Стационарные поля и их реализации
2010 г.: Параллельная версия для многоядерных систем с общей памятью
2010 г.: Параллельная версия для многоядерных систем с общей памятью
Геостатистика на суперкомпьютере УГАТУ
Геостатистика на суперкомпьютере УГАТУ
Программное обеспечение на кластере УГАТУ
Программное обеспечение на кластере УГАТУ
Вычисления на GPU в УГАТУ
Вычисления на GPU в УГАТУ
Результаты 2010 года
Результаты 2010 года
Результаты 2011 года
Результаты 2011 года
Благодарность
Благодарность
Спасибо за внимание
Спасибо за внимание

Презентация на тему: «Высокопроизводительные вычисления в геостатистике». Автор: антон. Файл: «Высокопроизводительные вычисления в геостатистике.ppt». Размер zip-архива: 6470 КБ.

Высокопроизводительные вычисления в геостатистике

содержание презентации «Высокопроизводительные вычисления в геостатистике.ppt»
СлайдТекст
1 Высокопроизводительные вычисления в геостатистике

Высокопроизводительные вычисления в геостатистике

Байков В. А.

2 Приобское месторождение

Приобское месторождение

Пласт АС12

? Цель – реализовать в модели априорные знания о поведении коллекторов подобного типа (изменчивость по вертикали, связность, учет трендов распределения ФЕС внутри тел и т.д.).

Разбуренная часть – шельфовые и склоновые отложения с выдержанными по латерали песчаными телами. Неразбуренная часть – глубоководные отложениями с повышенной расчлененностью и низкой связностью песчаных тел (~50% запасов месторождения):

Глубоководная обстановка осадконакопления с преобладанием гравитационных сил. Активное появление/прерывание коллекторов. Проницаемость ~ 1 мД. Поле геолого-петрофизических характеристик нестационарно и анизотропно.

Очень расчлененный и неоднородный пласт

Крайне низкая прогнозность распространения коллекторов и ФЕС

3 Особенности обработки данных Приобского месторождения

Особенности обработки данных Приобского месторождения

Приобское месторождение: 1. Огромный объем промысловых и геофизических данных 2. Высокий уровень нестационарности (зональной изменчивости) физических и геологических полей

Необходимы: А) пересмотр и адаптация существующих методик интерпретации и моделирования сверх-высокорасчлененных и низкопроницаемых глинистых коллекторов Б) механизмы гибкой и быстрой корректировки моделей при уточнении данных петрофизики, переинтерпретации ГИС, адаптации гидродинамических моделей, данных нового бурения.

4 Поточечная или попластовая интерпретация ГИС

Поточечная или попластовая интерпретация ГИС

? Глубоководные отложения пласта АС12: расчлененные коллектора частое переслаивание песчаных и глинистых прослоев общая макроцикличность «высоко-» и низкопроницаемых прослоев Результаты интерпретации ГИС: Являются зачастую достаточно сильным огрублением Усложняют внесение в модель изменений функциональной зависимости «керн-ГИС» Фиксируют результат субъективной интерпретации

Поточечная пермеаметрия Результат поинтервальной интерпретации ГИС

Керн

Обнажение

Высокая проницаемость

Низкая проницаемость

5 Поточечная или попластовая интерпретация ГИС

Поточечная или попластовая интерпретация ГИС

С концептуальной точки зрения подтверждается природа и особенности глубоководных отложений турбидитов и конусов выноса. Большое количество эрозионных контактов по керну ? среда с высокой гидродинамической активностью осадконакопления. Свойства такой среды будут обладать достаточно высокой нестационарностью и анизотропностью.

Макро-цикличность подтверждается на вариограммах по оси z

Проницаемость, посчитанная непрерывным методом Поточечная пермеаметрия Результат поинтервальной интерпретации ГИС

6 Геологическое моделирование

Геологическое моделирование

Детерминированный подход: Физическая модель, полное знание о системе

Вероятностный подход: - Неполнота знаний о системе - Керн, ГИС 0-1м - Скважинные данные 102 -103м - Неточная входная информация Имеем Статистика (неточность) Отсутствие прямой информации масштаба 1 -102м

7 Основания математической модели в геостатистике

Основания математической модели в геостатистике

1. Гипотеза стационарности — инвариантность к трансляции в пространстве 2. Изотропность — зависимость только от расстояния (геометрическая анизотропия – сжатие+поворот изотропия) 3. Эргодичность — пространственное среднее – есть среднее по времени 4. Природа случайного поля (Гауссовый процесс)…

8 Вариограммный анализ

Вариограммный анализ

Вариограмма определяется как значение математического ожидания среднеквадратического отклонения значения переменных, удаленных друг относительно друга на вектор h.

Ограниченность математического аппарата

XY

XY

Z

Прогноз разработки

Z

Адаптация на тренды падения (морфология прискважинной области)

9 Ограниченность математических моделей

Ограниченность математических моделей

Фрактал

Hole effect

Более сложные структуры (пространственную периодичность и т.д.) задать невозможно

Месторождения-аналоги – глубоководные отложения Chincotepec Basin, Gulf of Mexico:

Фрактальность

Hole effect

10 Вариограммный анализ

Вариограммный анализ

Ограничения метода

Геологический вертикальный разрез пласта?

Геологический вертикальный разрез пласта?

Кровля

Подошва

«Геологичные» построения – за счет сжатия- растяжения изотропного образа. Только благодаря экспертам геологическая модель «походит» на реальность (3D-посредством 1D)

Кровля

Подошва

11 Возможно ли: Отказаться от стационарности (подразумевается обобщение

Возможно ли: Отказаться от стационарности (подразумевается обобщение

модели тренд плюс стационарный остаток) и гауссовости? Снять условие изотропности и геометрической анизотропии (разные вариограммы во всех направлениях)? Исключить параметрический анализ вариограмм (сколь угодно много моделей вариограмм, автоматически)? Повысить скорость и информативность решения ресурсоемких вычислительных задач геостатистики с использованием средств высокопроизводительных вычислений? Ответ: Да!

Вопрос ослабления основных ограничений

Принципиально другая математика, отличная от используемой на сегодня в коммерческих продуктах.

12 …

Последовательное обусловленное гауссово моделирование

Экспериментальные данные

Обусловленная стохастическая реализация

Ускорение алгоритмов за счет задания специального пути обхода и Ограничения на размер обращаемой на каждом шаге ковариационной матрицы

13 Стационарные поля и их реализации

Стационарные поля и их реализации

Моделирование стационарного случайного поля производится согласно хорошо известной следующей теореме: Теорема Пусть – стационарный случайный процесс. Тогда справедливо представление вида: где – некоторое комплекснозначное случайное поле с нулевым средним и ортогональными приращениями.

Моделирование стационарного случайного гауссова поля:

Здесь – шаг дискретизации, и независимы

14 Стационарные поля и их реализации

Стационарные поля и их реализации

Поскольку случайные амплитуды независимы, как между собой, так и не зависят от точки рассмотрения случайного ряда, параллелизация возможна: по числу элементов ряда по области построения реализации

15 2010 г.: Параллельная версия для многоядерных систем с общей памятью

2010 г.: Параллельная версия для многоядерных систем с общей памятью

(OpenMP). Параллельная версия для гибридных систем с GPU NVIDIA (OpenMP, PGI Accelerator) 2011 г.: Оптимизированная параллельная версия для многоядерных систем с общей памятью (OpenMP, Eigen). Оптимизированная параллельная версия для гибридных систем с GPU NVIDIA (OpenMP, Eigen, CUDA, CUBLAS).

Параллельные версии геостатистического симулятора

16 Геостатистика на суперкомпьютере УГАТУ

Геостатистика на суперкомпьютере УГАТУ

Вычисления с использованием суперкомпьютера УГАТУ в области цифрового геологического моделирования используется при геостатистическом анализе входных данных и последующем геостохастическом моделировании, а также расчете топологических и геометрических характеристик смоделированных объектов (OpenMP-версия).

Поддержка кроссплатформенности позволила также задействовать многоядерность локальных ПК.

Работа выполняется по заказу компании ОАО «НК-Роснефть»

17 Программное обеспечение на кластере УГАТУ

Программное обеспечение на кластере УГАТУ

Прикладное ПО

Системное ПО

Средства разработки программ

ANSYS, CD-Adapco STAR-CD/CCM+, SIMULIA ABAQUS, DEFORM 3D

Mathworks MATLAB и simulink, maplesoft maple

NGT BOS, Schlumberger Eclipse, Roxar Tempest More, ReST, Sedflux

FDS, SpinPM, GAMESS

CCS, cstat, csched (УГАТУ)

TORQUE, IBM LoadLeveler

Ganglia, Job Monarch

MVAPICH, intel MPI и др. Инструменты intel

Allinea DDT, OPT, PGI Accelerator Compilers, CUDA

18 Вычисления на GPU в УГАТУ

Вычисления на GPU в УГАТУ

Вычисления с использованием графических процессоров применяются в УГАТУ в следующих областях: моделирование технологических процессов (совместно с УМПО); геолого-гидродинамическое моделирование нефтяных месторождений (совместно с РН-УфаНИПИнефть); обработка спутниковых изображений (совместно с кафедрой ТС); молекулярная динамика; моделирование пожаров.

В 2011 году университет был включен в академическую программу компании NVIDIA и получил статус учебного центра CUDA Teaching Center.

19 Результаты 2010 года

Результаты 2010 года

Тестирование на гибридном сервере

Показано ускорение распараллеленных участков программы на мощном двухпроцессорном гибридном сервере с 4мя GPU.

Ускорение OpenMP- и OpenMP/PGI-версий при выполнении на CPU и CPU+GPU относительно CPU (1 ядро)*

* Тестирование на сервере Kraftway Science KT25 Межведомственного суперкомпьютерного центра РАН (2 x Intel Xeon X5660 6C, 2.8 GHz, 48 GB DDR3-1333 reg ECC, 4 x Tesla M2050)

Ускорение

Число потоков

20 Результаты 2011 года

Результаты 2011 года

Тестирование на гибридном узле

При использовании всей вычислительной мощности гибридного сервера (12 ядер CPU + 2 GPU) достигаемое ускорение времени вычислений при построении геостохастической геологической модели составляет более 45 раз относительно времени последовательного расчета.

Построение геостохастической геологической модели

Тестирование на гибридном вычислительном узле кластера УГАТУ - IBM iDataPlex dx360 M3 server (2x Intel Xeon 5670 Six Core, 48 GB, 2 графических ускорителя NVIDIA Tesla M2050 (512 cores, 3 GB))

21 Благодарность

Благодарность

Основные участники проекта: Яковлев Андрей Александрович, г.н.с. – рук. группы, РН-УфаНИПИнефть; Мухамадеев Давид Салаватович, инженер, РН-УфаНИПИнефть; Бочков Андрей Сергеевич, г.с., РН-УфаНИПИнефть; Халиуллина Майя Рувилевна, в.с, РН-УфаНИПИнефть; Газизов Рафаил Кавыевич, зав. каф. ВВТиС, д.ф.-м.н, профессор, УГАТУ; Юлдашев Артур Владимирович, ст. преподаватель каф. ВВТиС, УГАТУ; Штангеев Андрей Леонидович, м.н.с. ИКИ, УГАТУ; Ермалаев Евгений Алексеевич, м.н.с. ИКИ, УГАТУ; Андреев Михаил Викторович, студент ОНФ, УГАТУ; Газизов Ильяс Ильшатович, студент ОНФ, УГАТУ.

22 Спасибо за внимание

Спасибо за внимание

«Высокопроизводительные вычисления в геостатистике»
http://900igr.net/prezentacija/matematika/vysokoproizvoditelnye-vychislenija-v-geostatistike-264380.html
cсылка на страницу

Без темы

359 презентаций
Урок

Математика

71 тема
Слайды
900igr.net > Презентации по математике > Без темы > Высокопроизводительные вычисления в геостатистике