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• Guillermo Lira Guzmán

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Capítulo 2

La base de datos integrada 2.1 Definiciones. Este capítulo trata de la construcción y gestión de una base de datos integrada para los propósitos de estudio de un yacimiento. Antes de comenzar, es útil definir algunos conceptos básicos que se utilizarán a lo largo de este texto. 

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Una base de datos integrada. Es un sistema repositorio de datos que de forma interactiva sirve para almacenar, recuperar y compartir datos de E & P, dentro de un ambiente controlado y seguro. Un almacén de datos o almacenamiento de datos puede definirse como una colección de datos integrado, estable, variable para satisfacer las necesidades de gestión. Desde este punto de vista, que implica un menor grado de interacción con el usuario final (el geólogo, en este caso). Gestión de datos es el proceso de almacenar, organizar, recuperar y entregar información de una base de datos o un almacén de datos.

También cabe mencionar que los términos datos e información en gran parte usará indistintamente en este texto, a pesar de que existe una relación inherente entre los dos (datos generan información). 2.2 El problema de una base de datos integrada. La base de datos integrada es uno de los temas claves en el estudio de un yacimiento. La disponibilidad de datos de alta calidad tanto estática como dinámica y la rapidez de acceso a estos datos, siempre son una condición necesaria en el flujo de trabajo de un estudio. Lamentablemente, en la mayoría de los casos, la condición de la base de datos en el momento de iniciar el estudio dista de ser óptima. El experimentado geólogo o Ingeniero conoce el problema muy bien: los datos se transmiten con frecuencia en diferentes lugares y se accede por diferente software. A veces se duplican los datos y no sabemos cuál es la versión correcta a utilizar. También, es común encontrar que algunos o la mayoría de la información no ha sido transferida en formato digital (o ha sido incorrectamente transferida), que significa un trabajo largo y tedioso de digitalización debe hacerse antes de comenzar el estudio. En muchos casos, incluso la información almacenada en la base de datos existente resulta ser de mala calidad, de difícil acceso o dañados parcial o totalmente. En el peor de los casos, se han perdido datos. Desde un punto de vista general, la importancia de este problema varía de un estudio a otro, porque depende de la cantidad de información que se maneja, su edad y la efectividad política de los datos de almacenaje de la empresa. Además, el problema es a menudo difícil de detectar y evaluar a priori, es decir, antes de comenzar realmente el estudio. Sin embargo, la poca información publicada es sorprendente: según informes disponibles, Ingenieros de yacimiento y

Capítulo 2 geólogos pasan de 50 a 80% de su tiempo buscando datos y sólo 15 a 30% para su interpretación, es decir, supuestamente el verdadero trabajo.

Figura 2.1 muestra estos resultados en forma gráfica [1]. Si traducimos esto en dinero, nos daremos cuenta de que nos estamos gastando la mayor parte de nuestro presupuesto en algo que nosotros probablemente no habíamos considerado al principio; gestión de datos.

Figura 2.1 tiempo de trabajo de un ingeniero E & P [1]. Esto explica por qué la base de datos suele ser un problema para un proyecto. Un estudio integrado siempre comienza con la recopilación de toda la información disponible de las bases de datos existentes basadas en la disciplina y de otras fuentes, pero esta fase puede llegar a ser un proceso difícil y muy largo, cuyo impacto en la planificación general del estudio puede ser muy grande. No obstante, los retrasos en la ejecución del proyecto se relacionan con imprevistas cantidades de trabajo en la construcción de una base de datos completa y confiable. En los siguientes párrafos, veremos cómo los datos generalmente se organizaron en una compañía petrolera y se hará énfasis en algunas de las características del objeto principal nos preocupa: la base de datos de proyecto. 2.3 Los tres niveles de una base de datos de E & P. Históricamente, la gestión de datos no ha sido considerada un problema crítico dentro de las compañías petroleras. De hecho, fue una tarea mucho más sencilla que en la actualidad. Los datos generalmente se almacenan en un archivo central como una pieza única (el original) de la información, es decir, un registro. Los geólogos simplemente conservan ese original y lo utilizan hasta que terminan su trabajo; el resultado de su interpretación, por ejemplo un mapa estructural, luego es archivado y referenciado para uso futuro. Hoy, la situación es mucho más compleja. Por un lado, la enorme cantidad de datos del yacimiento que se hayan adquirido en los últimos años, especialmente los estudios sísmicos 3D, requieren capacidades de almacenamiento y software de la recuperación eficiente. Por otro lado los relativamente nuevos conceptos de equipos multidisciplinarios y administración de activos requieren un nuevo enfoque para la gestión de datos; mientras que antes cada grupo de

Capítulo 2 profesionales tuvo su software de almacenamiento de información particular, ahora la información debe ser compartida con otros grupos de profesionales, trabajando en el mismo activo. Muchas compañías, no obstante, experimentan la dificultad de reorganizar el sistema de gestión de datos y en la mayoría de los casos se han previsto soluciones híbridas para almacenar los datos. Estas soluciones, a menudo oscuras para el usuario, generan una proliferación de los datos. Es la percepción de la mayoría de los profesionales que los datos fueron escasos en un número de diversas localizaciones, que abarca desde PC individuales hasta sistemas de archivo central alejado e inaccesible de alguna manera. Los usuarios no sabían de la calidad de estos datos, a menudo no podían distinguir el original de las copias y en consecuencia detalles para generar su propia base de datos, en lo único en que podían confiar era en ellos. Este fenómeno comenzó a finales de los ochenta, con la proliferación de ordenadores personales y hojas de cálculo, pero todavía es bastante común hoy en día. A principios de esta década, las empresas petroleras por fin se dieron cuenta de que la gestión de los datos era una cuestión crítica y comenzaron a organizar los almacenes de datos nuevos y más eficientes, mientras que los vendedores pusieron a disposición un nuevo software integrado para la interpretación de datos y almacenamiento. Hoy en día, la tendencia está surgiendo entre las compañías petroleras para organizar sus datos en tres niveles diferentes de bases de datos (Fig. 2.2, [2]): 

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Base de datos corporativa. Almacena los datos oficiales de la empresa. La calidad de los datos es alta y la tasa de cambio (inestabilidad) es baja. Ningún dato nuevo se crea dentro de la base de datos corporativa, y no se alimenta de cualquier aplicación, excepto su propio conjunto de utilidades para la navegación, selección y exportación. Los datos se entregan en un formato compatible con la base de datos del proyecto. Aunque la base de datos puede accederse por cualquier persona, los cambios en el contenido son controlados por un administrador. Normalmente reside en un ordenador central y se caracteriza por el número de controles que se coloca alrededor de él. Base de datos del proyecto. Contiene datos relativos de un determinado proyecto o activo. Se compone de información retirada de la base de datos corporativa y se accede utilizando el software de diferentes proveedores. Su tamaño es muy variable, desde pocos a miles de pozos, y puede contener múltiples versiones de los mismos datos. Todos los profesionales que trabajan en el equipo pueden acceder y modificar la base de datos, por lo que la volatilidad es alta. Los nuevos datos se generan a través de las etapas de interpretación. Cuando el proyecto se ha completado, los datos interpretados se devuelven a la base de datos corporativa y se convierte en la nueva información de referencia. Base de datos de aplicación. Contiene información relevante para una sola aplicación. Normalmente se accede sólo por el geólogo trabajando en esa aplicación en particular y la información por lo tanto es muy volátil. También, la información puede no ser fácilmente

Capítulo 2 compartida con otras bases de datos de aplicación, cuando los vendedores son diferentes, a menos que se disponga de una interfaz dedicada a un software. Cuando se haya completado la interpretación, los datos se almacenan en la base de datos de proyecto.

Figura 2.2 La arquitectura de 3 niveles de E & P bases de datos. Como los conceptos de gestión de datos en Exploración y Producción están cambiando rápidamente, alternativas simplificadas en la arquitectura de 3 niveles descritos anteriormente se podría prever en el futuro. La base de datos de aplicaciones, por ejemplo, pronto podría desaparecer, ya que los vendedores son cada vez más progresivamente a los patrones de la industria que debe mejorar la interoperabilidad del software (véase el párrafo 2.5). Otro nivel de almacenamiento de datos que pueda tener un futuro brillante es la banca de datos. En los últimos años han comenzado varias iniciativas multiempresa, con el objetivo de construir un sistema de almacenaje compartido, que permite datos a granel a manejarse en forma de archivo. El almacenamiento es administrado por un tercero, la información es tratada como dinero o acciones, y su acceso puede ser comprado o vendido. La principal ventaja de este sistema es que permite rápida recuperación en línea de cualquier tipo de información de alta calidad. En el futuro, la externalización de las actividades de gestión de datos debería ayudar a las compañías petroleras para reducir costos y concentrarse en las actividades centrales, mientras que el sistema bancario podría representar una de las opciones más interesantes y viables. 2.4 Base de datos de proyecto. La base de datos del proyecto es la interfaz real para el geólogo. Es aquí donde gran parte de la acción tiene lugar y donde reside la interpretación final. Se genera al principio del proyecto descargando los datos relevantes de la base de datos corporativa y normalmente reside en un servidor UNIX multiusuario. La generación de una base de datos de proyecto tiene muchas ventajas en comparación con acceso directo a la base de datos corporativa: permite mayor velocidad de acceso, trabaja con formatos compatibles con aplicaciones E & P comunes y permite la creación de múltiples versiones de datos. Las características claves de la base de datos del proyecto es que es (o debería ser)

Capítulo 2 integrado, es decir, contiene toda la información pertinente al estudio y se tiene acceso a todas las aplicaciones correspondientes a diferentes disciplinas E & P. Las modificaciones generadas por una aplicación se registran en la base de datos y disposición de las otras aplicaciones. Desde un punto de vista estructural, una típica base de datos de proyecto debe contener 4 tipos principales de datos. Estos son datos definitivos, información de referencia, datos del proyecto y datos personales. Cada tipo puede caracterizarse en términos de atributos tales como confianza, acceso público y duración (vea la tabla 2 1 [3]). Tabla 2.1 tipos de datos en una base de datos de proyecto. Confianza

Audiencia

Duracion

Ejemplo

Datos definitivos Información de referencia

Alta Moderada

Grande Moderada

Para siempre Moderada

Registro de Pozo Mapas oficiales

Datos del proyecto

Baja

Baja

Corto

Mapa de trabajo

Archivos personales

-

Individual

Indeterminada

Archivos de preferencia

En la práctica, una base de datos integrada normalmente debe contener la siguiente información: • Datos de arrendamiento y Cultural • Datos del Pozo (nombre, datos de la desviación de la localización, RT,...) • Registros de pozo en agujero descubierto y entubado. • Datos sísmicos (2D y 3D encuestas, datos de navegación, perforación sísmica...) • Datos de terminación (perforaciones, reacondicionamiento...) • Datos de inyección y producción La lista probablemente no es exhaustiva, ya que los diferentes tipos de datos que pueden recogerse en un proyecto de estudio del yacimiento es sorprendentemente alta, pero muestra la información que está normalmente disponible en todos los casos y que siempre debe estar presente en la base de datos de proyecto. Claro Además de la información, la base de datos del proyecto contendrá los resultados de las etapas interpretativas (interpretación de registros cuantitativos, mapas y superficies...). Figura 2.3 muestra la estructura simplificada de una base de datos del proyecto y su relación con la base de datos corporativa. Es importante destacar que la base de datos de proyecto debe contener información no sólo geofísica y geológica, como es muy frecuente el caso, también datos de producción y terminación. La importancia de este concepto no se puede sobreestimar. En realidad, mientras se realiza un estudio integrado cíclicamente se actualiza el modelo geológico y esto a su vez genera cambios en el modelo dinámico. Por ejemplo, si se cambia un cabezal, esto puede también tener un impacto en la base de datos de producción, ya que la nueva interpretación puede causar el intervalo perforado que parcial o totalmente en una unidad geológica diferente. Esto a su vez requiere una reasignación de los volúmenes de producción según el marco geológico modificado (véase el

Capítulo 2 apartado 6.5.1). En un entorno integrado, Estas modificaciones son transparentes para el usuario, no obstante si datos dinámicos no están conectados firmemente a la base de datos del proyecto, el ingeniero debe funcionar algún software de interfaz para actualizar la historia de la producción sobre la base de una unidad por unidad. Lamentablemente, como se indica en el apartado 2.6, una estrecha integración de datos estáticos y dinámicos aún no existe. Mientras que los vendedores están empezando a proponer soluciones completamente integradas, en el mundo real E & P esas soluciones no serán probablemente eficaces para unos años. Mientras tanto, geocientíficos dependen de enlaces provisionales entre las distintas aplicaciones.

Figura 2.3 estructura Ideal de una base de datos de proyecto. Otro tema clave de la base de datos del proyecto es que incluya, tanto como sea posible, toda la información relevante del activo bajo estudio. Esto es muy difícil en la práctica, porque parte de los datos siempre existe, tal vez simplemente porque no sabemos de su existencia, especialmente cuando se trata con campos grandes y viejos. Sin embargo, la integridad de la base de datos es un requisito imprescindible de cualquier estudio, que debe prestarse la máxima atención. Otro aspecto de la integridad de la base de datos es relevante a determinados tipos de datos, cuya naturaleza hace difícil almacenarlos en formato digital y que no tienen evidente interacción con los datos contenidos en la base de datos de proyecto: estudios e informes, datos como núcleo especial y análisis PVT y así sucesivamente. Esto significa que la base de datos de computadora debe integrarse con una base de datos física, incluyendo toda la información que no puede ser transferida en formato digital. Se puede apreciar la importancia de la integridad de la base de datos teniendo en cuenta el ejemplo simple de pozos duplicados (re-entrada, re-perfora, regreso...-). Estos pozos han sido perforados en algún momento en la vida de un campo debido a problemas mecánicos de la perforación original u otras razones. Muy a menudo, el geólogo tiende a ignorar esta información, especialmente si no está fácilmente disponible y es difícil de encontrar, simplemente porque no añade nada al modelo geológico o petrofísica del yacimiento. Sin embargo, estos pozos duplicados pueden contener información valiosa sobre los cambios de saturación del yacimiento, que puede ser utilizado en la distribución de saturación de fluidos y el estudio de monitoreo (apartado 6.5).

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2.5 Administración de la base de datos del proyecto La base de datos del proyecto no es sólo algo que se construye al inicio del estudio y se transfiere a la base de datos corporativa cuando el trabajo se ha completado. Es una parte de vida del proyecto, lo que cambia y evoluciona con el propio estudio y, como tal, necesita una gestión continua. La gestión de la base de datos de proyectos es una tarea importante en el estudio integrado. La experiencia demuestra que muchos de los puntos pegajosos en un estudio de yacimientos están relacionadas con la calidad y / o la integridad de la base de datos. Desde este punto de vista, la presencia de un administrador de base de datos del proyecto es esencial para asegurar un mínimo de inconvenientes durante el curso del estudio. El administrador de base de datos es responsable de cargar toda la información pertinente en el sistema, por lo que fácilmente la información está a disposición de los otros miembros del equipo, así también dela actualización de la base de datos con la nueva información disponible y actualizar el hardware y configuraciones de software (sin embargo, no será responsable de la calidad de la información, que debe ser garantizado por los geólogos). Además de eso, es responsable de la seguridad de la base de datos y debe limitar el acceso a los profesionales, también debe asegurarse que se asigna un área común de trabajo para el proyecto, evitando la proliferación de directorios que aumentaría y multiplicarían la fecha de difusión. No hay duda que los grandes estudios requieren un gestor de base de datos asignado al equipo de trabajo. Él o ella pueden tener un respaldo, pero en todos los casos tiene que ser consciente de las diferentes etapas de un estudio de yacimiento, para entender la importancia de las diferentes piezas de la información y sus interrelaciones. Otro punto importante en la gestión de la base de datos es controlar su ciclo de vida. Hay una tendencia clara en proyectos reales para mantener toda la información resguardada en la base de datos del proyecto hasta que el estudio se ha completado. Sin embargo, muchos proyectos tienen una vida útil de varios años y en algunos casos, Cuando el activo es crítico, puede ser casi permanente, que obviamente esto genera un problema, porque se gana valor durante el estudio y este valor permanece bloqueado en la base de datos de proyecto, accesible sólo para los miembros del equipo que realizó el estudio. Al mismo tiempo, la base de datos corporativa que ha sido copiada de la información original, llega a ser anticuada. En otras palabras, cuanto mayor sea la vida de un proyecto, la información debe ser lo más actualizada. Desde este punto de vista, el administrador de base de datos tiene que transferir regularmente a la base de datos corporativa la información que puede ser considerada como el producto final de un paso importante del proyecto. Por ejemplo, el conjunto corregido de los registros de pozos y su interpretación cuantitativa cuando el estudio petrofísico está completo, o los mapas geológicos finales cuando el estudio de simulación dinámica ha sido exitosamente relacionado.

Capítulo 2 La transferencia final de los resultados del estudio a la base de datos de las empresas puede ser considerada como el desmantelamiento de la base de datos. Este aspecto a menudo, en un estudio integrado requiere la participación de todo el equipo, especialmente en relación con la fase de reducción de datos. Se puede estimar que, al final de un proyecto tanto como 95% de la información contenida en la base de datos puede ser desechada. Haciendo referencia a los tipos de datos ilustrados en la Tabla 2.1. Cada archivo personal debe ser eliminado, mientras que los datos del proyecto deben ser promovidos para ser utilizados como la información de referencia nueva. Todas las interpretaciones intermedias deben suprimirse, ya que no existen datos de referencia duplicados que pueden ser admitidos. Los geólogos que participaron en el estudio deben indicar exactamente al responsable del fichero que traslado la información final y única, a la base de datos corporativa.

2.6. Software de integración El equipo integrado necesita una plataforma de trabajo, si un estudio integrado deberá llevarse a cabo. La creación de un tipo de plataforma ha sido la principal preocupación de los proveedores de software de E & P en los últimos años y, sin duda, se han hecho grandes pasos, cuando comparamos la forma en que normalmente trabajan hoy con lo que solía ser nuestra forma de trabajar hace sólo una década. Software libre y aplicaciones integradas son ya una realidad en nuestro escritorio. Sin embargo, no todos los problemas han sido resueltos. Estas plataformas se han desarrollado inicialmente para aplicaciones de Geociencia y son capaces de integrar bastante bien todas las diferentes disciplinas pertinentes a la parte estática de un estudio integrado. Como ya se ha mencionado, cuando se considera la integración de los datos dinámicos, la situación es mucho menos emocionante. Además de eso, mientras que estas plataformas ofrecen soluciones verdaderamente integradas en sí mismo, normalmente demuestran poca integración entre sí. Desde el punto de vista del usuario, resulta muy difícil transferir datos desde una plataforma a otra, sin tener que volver a formatear los archivos relevantes de alguna manera. La situación actual es lo que podríamos referirnos como integración suelta o descuidada [4]. La transferencia de datos de una aplicación a otra deben ser realizada a través de soluciones ad hoc, que normalmente implican un interfaz de software. La Integración suelta, existe hoy no sólo entre aplicaciones de diferentes proveedores, sino también entre una plataforma integrada y otras aplicaciones (software de la empresa propietaria u otros proveedores) que realizan tareas que no están disponibles en esa plataforma. Para dar un ejemplo de integración suelta, cuando un paquete de geoestadística debe ser utilizado, que es externo a la plataforma de trabajo, los datos deberán ser extraído de la base de datos de proyecto y formatear a través de algún tipo de software, con el fin de ser cargados en el software de geoestadística.

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La operación inversa debe realizarse al volver a cargar los datos interpretados a la base de datos. Los geólogos que han actuado en estas transferencias saben lo tedioso y lento que puede ser la operación. La integración suelta o descuidada básicamente significa que los datos residen en diferentes bases de datos, accesibles por diferente software. Las extracciones y las operaciones de recargada son pasos necesarios, si las actividades deben ser integradas. La gran mayoría del equipo activo de yacimientos petroleros y consultoría está trabajando hoy en un entorno integrado libremente, donde existen islas sólo de una integración correcta. En contraste con eso, podría definirse la estrecha integración. Estrecha integración implica que muchas aplicaciones conviven uno con el otro y datos son compartidos entre ellos sin tener que transferir o cambiar el formato de los datos, independientemente de la tarea o el vendedor. La situación representada en la figura 2.3 realmente ilustra un entorno integrado firmemente. Idealmente, la estrecha integración requeriría una única base de datos, accesible a todas las aplicaciones diferentes. En reconocimiento a tal problema, multiempresas han iniciado algunas iniciativas a principios de la década pasada. La Corporación petrotécnicos de Software abierto (POSC) y el modelo de datos públicos de petróleo (PPDM) son ejemplos de organizaciones que sin fines de lucro patrocinadas por las compañías petroleras de todo el mundo y proveedores, que tuvieron como objetivo establecer un modelo de datos común para la industria petrolera. Estas iniciativas, sin embargo, no generaron los resultados esperados, debido a los conflictos comerciales entre los participantes, y a partir de hoy la idea de la plataforma única sigue siendo un sueño. Por el momento la idea de tener que lidiar con los diferentes sistemas y la comunicación ha sido parcialmente aceptada como una especie de mal necesario en la mayoría de las compañías petroleras y de servicios, con respecto a esto, dos tendencias han ido surgiendo en los últimos años: 

La elección de utilizar la plataforma de un solo proveedor, que ofrece la cadena completa de aplicaciones de yacimientos (Modelo Compartido de la Tierra, o SEM). Estos sistemas ofrecen una estrecha integración en sí mismos, pero las aplicaciones individuales no son necesariamente las mejores en el mercado, mientras que la comunicación con otros sistemas externos, se hace difícil.

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La elección de trabajar con las mejores aplicaciones en el mercado, independientemente de la plataforma. El problema en este caso es el de establecer un sistema de comunicación viable entre las diferentes bases de datos, a través de interfaces estándar. Recientes proyectos multiempresa como OpenSpirit hacen frente a estos problemas.

El problema de la interoperabilidad de los sistemas sigue siendo el foco de la atención tanto de empresas petroleras y de servicios. Nuevas perspectivas se están explorando, una de las más interesantes es la posibilidad de comunicarse a través de diferentes sistemas terrestres compartidos y diferentes lugares a través de la World Wide Web (Fig. 2.4). Tales oportunidades pueden tener un impacto significativo en la forma de estudios integrados que se lleven a cabo en el futuro.

Figura 2.4. La interoperabilidad entre los diferentes modelos de la Tierra compartidos a través de la WEB. Sin embargo, la solución definitiva al problema de interoperabilidad está por venir. Mientras tanto, es responsabilidad del gerente del proyecto para prestar atención a este problema y asegurar que no hay tiempo y los recursos se pierden a causa de problemas de interoperabilidad. References 1 Lesslar PC, Van der Berg FG, Managing data assets to improve business performance. SPE paper 39728. 2 Managing oilfield data management. Oilfield Review, June 1994. 3 Wild J (1995) Integrating People: Realising the value of Systems and Data. EXPRO Transactions. 4 Sidney S (1997) Defining the relationship between integration and data management, Hart's Oil and Gas World, May.