شماره ركورد
34707
پديد آورنده
محدثه مشهدي نجفي
عنوان
پيش بيني دبي توليدي در مخازن هيدروكربوري با استفاده از روش هاي يادگيري ماشين
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي نفت گرايش مخازن
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/30
استاد راهنما
دكتر فروغ عاملي
استاد مشاور
-
دانشكده
دانشكده مهندسي شيمي ، نفت و گاز
چكيده
پيشبيني دقيق دبي توليدي نفت در مخازن هيدروكربوري، بهويژه در ميادين پيچيده و ناهمگن، براي مديريت بهينه مخزن و برنامهريزي اقتصادي در صنعت نفت حياتي است. هدف اين پژوهش، افزايش دقت پيشبيني توليد با بهكارگيري روشهاي پيشرفته يادگيري ماشين است. در اين مطالعه، ابتدا عمليات پيشپردازش دادهها شامل حذف دادههاي نامعتبر با استفاده از روش «جنگل تصادفي ايزوله» ، نرمالسازي و مهندسي ويژگيها انجام شد. سپس، اين پژوهش در دو سناريوي مجزا براي ميدان نفتي Volve طراحي گرديد. در سناريوي اول، دادههاي يك چاه منفرد (چاه شماره 4) براي تمركز بر دقت مورد استفاده قرار گرفت؛ در حالي كه در سناريوي دوم، دادههاي پنج چاه بهصورت تركيبي بهكار رفت تا مدلها از مجموعهاي متنوعتر از الگوهاي زماني و مكاني بياموزند. مدلهاي مورد استفاده شامل مدلهاي تركيبي «شبكه عصبي كانولوشني-حافظه بلند كوتاهمدت» ، «شبكه عصبي كانولوشني» ، «حافظه بلند كوتاهمدت دوطرفه» و مدل تركيبي «يادگيري تقويت شده با گراديان» بودند كه با استفاده از روش «بهينهسازي ازدحام ذرات» پيادهسازي و مقايسه شدند.
براي ارزيابي عملكرد مدل ها در سناريو ها از R^2 ، MSE ، MAE و RMSE به كار رفتند. نتايج ارزيابي نشان داد كه در مقايسه درون سناريويي (سناريوي اول)، الگوريتم CNN-LSTM با مقدار R^2برابر با 0.9947 نسبت به الگوريتم Linear-XGBoost-Linear با R^2برابر با 0.9922 برتري داشت. همچنين، در مقايسه بين دو سناريو، الگوريتم CNN-LSTM با كسب R^2 برابر با 0.9968، بهترين عملكرد را در ميان همه الگوريتمها نشان داد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/12/05
عنوان به انگليسي
Oil Production Rate Forecasting in Hydrocarbon Reservoirs Using Machine Learning
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محدثه مشهدي نجفي
چكيده به لاتين
Accurate prediction of oil production rates in hydrocarbon reservoirs, especially in complex and heterogeneous fields, is essential for optimal reservoir management and economic planning in the oil industry. The goal of this research is to improve production forecasting accuracy by employing advanced machine learning techniques. In this study, data preprocessing (removal of incomplete data using the Isolation Random Forest (IRF)), normalization, feature engineering, and model training were performed. To achieve the objective, this study was designed in two separate scenarios for the Volve field. In the first scenario, data from a single well (Well No. 4) was used to focus on accuracy, while in the second scenario, data from five wells were combined to allow the models to learn from a more diverse set of temporal and spatial patterns. The machine learning models tested include Linear-XGBoost-Linear, the Bidirectional Long Short-Term Memory (Bi-LSTM) hybrid model, the Convolutional Neural Network (CNN) hybrid model, and the CNN-LSTM hybrid model, all optimized with Particle Swarm Optimization (PSO) and compared against each other.
To evaluate the model performance in the scenarios, R², MSE, MAE, and RMSE metrics were used. The evaluation results indicated that within-scenario, the CNN-LSTM algorithm outperformed the Linear-XGBoost-Linear algorithm with an R² of 0.9947 compared to 0.9922. Furthermore, when comparing across scenarios, the CNN-LSTM algorithm showed superior performance with an R² of 0.9968 compared to the other models.
كليدواژه هاي فارسي
پيشبيني توليد، دادههاي سري زماني، CNN-LSTM ، بهينهسازي ازدحام ذرات (PSO)، ميدان نفتي Volve
كليدواژه هاي لاتين
Production forecasting, Time-series data, CNN-LSTM, Particle Swarm Optimization (PSO), Volve oil field
Author
Mohhadeseh Mashhadi Najafi
SuperVisor
Dr. Forough Ameli