Double deep q-network no método de recuperação avançada injeção de água em um campo de petróleo
| Ano de defesa: | 2022 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEO |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47591 |
Resumo: | It is necessary, for the best oil production, the constant development of new alternatives for the exploitation of the fields. The need to optimize the factors involved in this process requires great care in all the proposed recommendations. Among the elements that make up oil exploration, the following stand out: Number of wells, space between them, production/injection grid model, fluid injection system, among others. This work aims to present the development and application of an intelligent system based on the Deep Reinforcement Learning technique in oil reservoirs submitted to the advanced waterflooding recovery method. The simulation was carried out with the mathematical simulator STARS (Steam Thermal and Advanced Process Reservoir Simulator) from the CGM (Computer Modeling Group) group, considering a homogeneous semi-synthetic reservoir with characteristics similar to those found in Northeast Brazil. The applied algorithm was the Double Deep Q-Network (DDQN), which consists of an association between a deep learning network and the Q-learning algorithm and aims to find favorable operating conditions, aiming to maximize the Net Present Value (NPV) and the significant increase in the Recovery Factor, with actions to increase or not the water injection flow rate at the beginning of production within a production horizon estimated at 240 months (20 years). The use of the algorithm provided the optimal operating conditions that enabled significant increases in the field’s recovery factor, as well as in the NPV and, consequently, the profitability, with a drop in costs with water injection, treatment and disposal of produced water, thus generating an increase in the project’s viability time. |
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Double deep q-network no método de recuperação avançada injeção de água em um campo de petróleoDouble deep q-network in the advanced recovery method injection of water in an oil fieldSistema inteligenteDouble deep q-networkCampo de petróleoIt is necessary, for the best oil production, the constant development of new alternatives for the exploitation of the fields. The need to optimize the factors involved in this process requires great care in all the proposed recommendations. Among the elements that make up oil exploration, the following stand out: Number of wells, space between them, production/injection grid model, fluid injection system, among others. This work aims to present the development and application of an intelligent system based on the Deep Reinforcement Learning technique in oil reservoirs submitted to the advanced waterflooding recovery method. The simulation was carried out with the mathematical simulator STARS (Steam Thermal and Advanced Process Reservoir Simulator) from the CGM (Computer Modeling Group) group, considering a homogeneous semi-synthetic reservoir with characteristics similar to those found in Northeast Brazil. The applied algorithm was the Double Deep Q-Network (DDQN), which consists of an association between a deep learning network and the Q-learning algorithm and aims to find favorable operating conditions, aiming to maximize the Net Present Value (NPV) and the significant increase in the Recovery Factor, with actions to increase or not the water injection flow rate at the beginning of production within a production horizon estimated at 240 months (20 years). The use of the algorithm provided the optimal operating conditions that enabled significant increases in the field’s recovery factor, as well as in the NPV and, consequently, the profitability, with a drop in costs with water injection, treatment and disposal of produced water, thus generating an increase in the project’s viability time.Se faz necessário, para aumentar a produção petrolífera, o desenvolvimento constante de novas alternativas de explotação dos campos. A necessidade de otimização dos fatores integrantes no processo de recuperação, requer muito cuidado em todas as recomendações propostas para tal. Entre os elementos que integram a explotação petrolífera pode -se ressaltar: Número de poços, espaço entre eles, modelo de malha de produção/injeção, sistema de injeção de fluido, entre outros. Este trabalho tem como objetivo apresentar o desenvolvimento e a aplicação de um sistema inteligente baseado na técnica de Aprendizagem Por Reforço Profundo em reservatórios de petróleos submetidos ao método de recuperação avançada injeção de água. A simulação foi realizada com o simulador matemático STARS (Steam Thermal ans Advanced Process Reservoir Simulator) do grupo CGM (Computer Modelling Group) considerando um reservatório homogêneos semissintéticos com características similares aos encontrados no Nordeste Brasileiro. O algoritmo aplicado foi o Double Deep Q-Network (DDQN), que consiste numa associação entre uma rede de aprendizado profundo e o algoritmo Q-learning e tem como objetivo encontrar condições operacionais favoráveis, tendo como finalidade a maximização do Valor Presente Líquido (VPL) e o aumento significativo do Fator de Recuperação, com as ações de aumentar ou não a vazão de injeção de água no início da produção em um horizonte de produção estimada em 240 meses (20 anos). O uso do algoritmo proporcionou obter as condições operaacionais ótimas que viabilizaram aumentos significativos no fator de recuperação do campo, bem como no VPL e, consequentemente,a rentabilidade, havendo ainda a queda dos custos com injeção de água, tratamento e descarte de água produzida, gerando assim o aumento do tempo da viabilidade do projeto.Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEODória Neto, Adrião Duartehttp://lattes.cnpq.br/5706123448258771https://orcid.org/0000-0002-5445-7327http://lattes.cnpq.br/1987295209521433Rodrigues, Marcos Allyson Felipehttps://orcid.org/0000-0002-8936-5705http://lattes.cnpq.br/5453593230706116Oliveira, Thiago Henrique Freire deMata, Wilson daNascimento, Kaline Juliana Silva do2022-06-07T22:55:45Z2022-06-07T22:55:45Z2022-01-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfNASCIMENTO, Kaline Juliana Silva do. Double deep q-network no método de recuperação avançada injeção de água em um campo de petróleo. 2022. 77f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47591info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2022-06-07T22:56:25Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/47591Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2022-06-07T22:56:25Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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