Uma nova abordagem para caracterização de reservatórios em Campos Maduros com aprendizado de máquina
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44141/tde-06052025-113205/ |
Resumo: | A revitalização de campos de petróleo maduros é atualmente um objetivo significativo com implicações econômicas e estratégicas para o país, pois reduz a necessidade de novas explorações e perfurações, minimiza o impacto ambiental e maximiza a utilização da infraestrutura existente. Estima-se que aproximadamente dois terços da produção diária de petróleo do mundo sejam derivados de campos maduros, uma proporção que deve aumentar ainda mais no futuro. Estimar com precisão a distribuição da permeabilidade é essencial para projetar planos de desenvolvimento eficazes e gerenciar com eficiência a produção de reservas que não foram consideradas ou inexploradas. A permeabilidade é um dos parâmetros petrofísicos mais difíceis de prever utilizando técnicas de perfuração convencionais. O desenvolvimento de modelos de permeabilidade confiáveis em campos de petróleo maduros apresenta desafios significativos decorrentes de dados limitados, infraestrutura de poços envelhecida e restrições técnicas e financeiras. Esta pesquisa integrou dados dos reservatórios jurássicos da Formação Sergi no Campo de Araçás, localizado na parte nordeste da bacia do Recôncavo no Brasil, desenvolvemos uma abordagem baseada em aprendizado de máquina (ML) para estimar a permeabilidade derivada de plugues de testemunhos e de ressonância magnética nuclear (NMR), em conjunto com a criação de atributos extraídos da curva de perfilagem de raios gama, dados de litologia de Mud Logging e dados de perfilagem convencionais. Além disso, implementamos a otimização de hiperparâmetros para melhorar o desempenho dos modelos. Nossos resultados enfatizam o potencial da implementação de metodologias de aumento de atributo quando é integrado com dados básicos de variabilidade litológica vertical para prever com maior precisão a permeabilidade. Nossa pesquisa ressalta a importância de não depender somente da sofisticação, complexidade e robustez dos algoritmos de aprendizado de máquina para estimativa de permeabilidade. É essencial integrar características que possuam relevância física e geológica, reforçando assim sua influência e correlação com os resultados do modelo. É importante observar que, embora o aprendizado de máquina mostre potencial para automação mesmo com dados limitados, a intervenção humana continua sendo crucial no campo da geociência aplicada. |
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Uma nova abordagem para caracterização de reservatórios em Campos Maduros com aprendizado de máquinaA new approach for reservoir characterization in mature oilfields with machine learningAprendizado de máquinaBacia do RecôncavoCampo de petróleo maduroCores permeabilityFluvial-aeolian reservoirsMachine learningMature oil fieldNMRNMR PermeabilityPermeabilidadePermeabilityRecôncavo BasinReservatórios fluviais eólicosSHAPSHAPTestemunhosA revitalização de campos de petróleo maduros é atualmente um objetivo significativo com implicações econômicas e estratégicas para o país, pois reduz a necessidade de novas explorações e perfurações, minimiza o impacto ambiental e maximiza a utilização da infraestrutura existente. Estima-se que aproximadamente dois terços da produção diária de petróleo do mundo sejam derivados de campos maduros, uma proporção que deve aumentar ainda mais no futuro. Estimar com precisão a distribuição da permeabilidade é essencial para projetar planos de desenvolvimento eficazes e gerenciar com eficiência a produção de reservas que não foram consideradas ou inexploradas. A permeabilidade é um dos parâmetros petrofísicos mais difíceis de prever utilizando técnicas de perfuração convencionais. O desenvolvimento de modelos de permeabilidade confiáveis em campos de petróleo maduros apresenta desafios significativos decorrentes de dados limitados, infraestrutura de poços envelhecida e restrições técnicas e financeiras. Esta pesquisa integrou dados dos reservatórios jurássicos da Formação Sergi no Campo de Araçás, localizado na parte nordeste da bacia do Recôncavo no Brasil, desenvolvemos uma abordagem baseada em aprendizado de máquina (ML) para estimar a permeabilidade derivada de plugues de testemunhos e de ressonância magnética nuclear (NMR), em conjunto com a criação de atributos extraídos da curva de perfilagem de raios gama, dados de litologia de Mud Logging e dados de perfilagem convencionais. Além disso, implementamos a otimização de hiperparâmetros para melhorar o desempenho dos modelos. Nossos resultados enfatizam o potencial da implementação de metodologias de aumento de atributo quando é integrado com dados básicos de variabilidade litológica vertical para prever com maior precisão a permeabilidade. Nossa pesquisa ressalta a importância de não depender somente da sofisticação, complexidade e robustez dos algoritmos de aprendizado de máquina para estimativa de permeabilidade. É essencial integrar características que possuam relevância física e geológica, reforçando assim sua influência e correlação com os resultados do modelo. É importante observar que, embora o aprendizado de máquina mostre potencial para automação mesmo com dados limitados, a intervenção humana continua sendo crucial no campo da geociência aplicada.The revitalization of mature oil fields represents a critical objective with significant economic and strategic implications for our nation. This initiative not only reduces the need for new exploration and drilling but also minimizes environmental impact while maximizing the utility of existing infrastructure. Current estimates indicate that approximately two-thirds of the world\'s daily oil production originates from mature fields, a proportion anticipated to increase further. A key factor in designing effective development plans and managing production from both exploited and unexploited reserves is the accurate estimation of permeability distribution. However, permeability remains one of the most challenging petrophysical parameters to predict using conventional drilling techniques. The development of reliable permeability models in mature oil fields is fraught with challenges, including limited data availability, aging well infrastructure, and various technical and financial constraints. In our research, we focused on the Jurassic reservoirs of the Sergi Formation in the Araçás Field, located in the northeastern region of Brazil\'s Recôncavo Basin. We employed a machine learning (ML) approach to estimate permeability, utilizing data obtained from core plugs and nuclear magnetic resonance (NMR), alongside feature creation from gamma-ray log curves, mud logging lithology data, and conventional logging data. Additionally, we implemented hyperparameter optimization to enhance model performance. Our findings highlight the potential of feature augmentation methodologies when integrated with fundamental vertical lithological variability data to improve the accuracy of permeability predictions. This research reinforces the importance of integrating features with physical and geological relevance, rather than solely depending on the sophistication of machine learning algorithms for permeability estimation. While machine learning holds promise for automation, especially with limited data, the role of human intervention remains crucial in the field of applied geoscience.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPJanikian, LilianeHernandez, German Meneses2025-02-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44141/tde-06052025-113205/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-05-06T15:04:02Zoai:teses.usp.br:tde-06052025-113205Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-05-06T15:04:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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