Algebraic Oil Research Project
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Projektbeschreibung
Dieses Projekt wurde Ende April 2009 beendet.
Gehen Sie bitte zum Algebraic-Oil Research Project.
Das Algebraic Oil / CoCoA Research Agreement ist eine Kooperation
zwischen Shell International Exploration & Production (Rijswijk/NLD),
dem Fachbereich Mathematik der Universität Genua (Italien),
und der Fakultät für Informatik und Mathematik der Universität Passau (Deutschland). Die folgende
Abbildung vermittelt einen schematischen Überblick über diese
Kooperation.
Obwohl dieses Projekt rein wissenschaftliche Ziele verfolgt,
wurden gewisse Beziehungen zwischen der Algebra und
praktischen Ergebnissen als {Algebra, E&P Anwendung}
Paare formuliert. Diese Paare bilden einen wesentlichen
Teil der Studie.
Algebraic Subject |
E&P Application |
Syzygies |
Interrelationships
Sub-survace ⇔ Surface Relationship: Ultimate Recovery |
Differential Gröbner Basis |
Dynamical Systems
Including long-term changes ⇒ Forecasting, Reservoir management. Special activity: Good Slugs,
using the energy generated by slugs for production and exploration (see last pair) applications
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Elimination Theory |
www2.m
Acronym for `Where, when, what to measure'. Minimal requirements technical infra structure. |
Invariant Theory |
Generic elements
Global exchange of information |
Homotopy |
Test versus Production
The change from the test to the production situation for a well is viewed as a continuous deformation
of the well test model |
Automated Theorem Proving |
Diagnostics and Decisions
Including relationships between processes that run on different time scales, e.g. early recognition of
building-up water break through. Subject may be considered as next generation Artificial Intelligence. |
Computational Homology |
Surface characterization
Surface characterization of sub-surface through computation
of homology groups. Of particular importance for last pair.
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DModules |
Nonseismic Exploration
This application is possible since this algebraic subject allows the consideration of spatial variation.
This pair is coupled with the first and second pair.
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Da es weit über den Rahmen dieser Einführung hinausgehen
würde, diese Paare hier im Detail zu beschreiben, geben wir nur
für das erste Paar der Liste eine genauere Erläuterung.
Das {Syzygien, Interrelationen} Paar ist ein direkter
Angriff auf eines der fundamentalsten Probleme der
Erdölproduktion: die Verbesserung der Gesamtausbeute eines
Reservoirs. Die Idee ist, eine Zerlegung der Gesamtproduktion
einer Gruppe von Ölquellen oder Produktionszonen (gemessen
an der Oberfläche, d.h. am Ausgang des Separators) als polynomiale
Kombination der Einzelproduktionen der Quellen oder Zonen zu finden.
Die Mehrdeutigkeiten einer solchen Dekomposition heissen
Syzygien. Diese Syzygien sind Funktionen der Unbestimmten,
d.h. der verwendeten Messdatenreihen. Das Vorhandensein gewissen
subterraner Grössen in den Syzygien zeigt unterirdische
Interrelationen auf. Es ist sogar möglich, dass die Struktur einer
Syzygie Rückschlüsse auf den Mechanismus zulässt, der zu dieser
Interrelation führt. Somit existiert eine natürliche
Synergie zwischen der Produktion und dem, was man
Produktion-Exploration nennen könnte.
ApCoCoA Entwicklung
Neben den {Algebra, E&P Anwendung} Paaren liegt ein
weiteres Schwergewicht des Projekts auf der Fortentwicklung
des Computeralgebrasystems CoCoA, insbesondere der neuen
ApCoCoA C++ Library. Diese Library erlaubt es Forschern,
neue low-level Funktionen zu schreiben und ApCoCoA Funktionen so in ihre
Spezialsoftware zu integrieren. Ferner unterstützt ApCoCoA sowohl
symbolische als auch numerische Berechnungen. Dis folgende
Abbildung gibt einen ersten Eindruck der möglichen Veränderungen,
die eine solche Kopplung mit sich bringen kann.
Die Algebra trifft auf E&P Anwendungen
Wie diese Abbildung suggeriert, müssen praktisch alle
Anwendungen, die mit Hilfe elektronischer Computer konstruiert
sind, durch das Tor mit der Aufschrift Numerische Lineare Algebra.
Die Schnittstellen zwischen den numerischen und den symbolischen
Berechnungen sind noch sehr jung und nicht ausgereift.
Für E&P Anwendungen ist die numerisch/symbolische Schnittstelle
extrem wichtig, denn nur durch sie ist es möglich, die Messreihen
aus einer E&P Anwendung für symbolische algebraische Manipulationen
zu verwenden.
Die symbolisch/numerische Schnittstelle ermöglicht es, die
algebraischen Resultate wieder in E&P Anwendungen zurückzuübersetzen,
insbesondere für Kontrolloperationen. Sie ist auch entscheidend
für die Interpretation der algebraischen Resultate in der Sprache
der E&P Anwendung: einerseits für Monitoring-Zwecke, und
andererseits um aus der Menge aller möglichen algebraischen
Lösungen die (vermutlich) einzige physikalisch sinnvolle
herauszufiltern.
Die Entwicklung dieser Schnittstellen ist ein enormes Unterfangen,
und somit ein wichtiger Bestandteil des Projekts.
Die Bedeutung dieser Entwicklungen wurde von der Shell Foundation
erkannt, die die erste Vierjahresphase 2005-2009 des Projekts
mit bis zu 400.000 Euros fördert. Eine Erweiterung des Projekts
auf zusätzliche Anwendungen in der Produktion-Exploration und der
Erdölexploration ist in Vorbereitung.
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