Sistema de apoio à decisão no desenvolvimento de um campo de petróleo com injeção de água usando aprendizagem por reforço

dc.contributor.advisorDória Neto, Adrião Duarte
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.authorSantos, Kaline Souza dos
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.referees1Martins, Daniel Lopes
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees2Rodrigues, Marcos Allyson Felipe
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.contributor.referees3Borges, Roberto Evelim Penha
dc.contributor.referees3IDpt_BR
dc.contributor.referees4Mata, Wilson da
dc.contributor.referees4IDpt_BR
dc.date.accessioned2019-09-06T21:04:46Z
dc.date.available2019-09-06T21:04:46Z
dc.date.issued2019-06-07
dc.description.abstractFor the development of an oil field the operational solution is quite complex, due to the high amounts of variables involved in the process, such as: well spacing, well numbers, fluid injection system for supplementary recovery, among others. In this context, this research presents the implementation and the application of an intelligent decision support system searching for alternatives for the development of an oil field, submitted to the water injection, using Reinforcement Learning (RL) based on Q-Learning algorithm. The environment considered was a homogeneous, semi synthetic reservoir simulation model, with some similar data from a reservoir located in the Brazilian Northeast. The analyzed model corresponds to a reservoir of dimensions 400m x 400m x 26m size, permeabilities between 40mD and 400mD, porosity of 23%. The learning algorithm was applied, along with the mathematical simulator STARS (Steam Thermal and Advanced Processes Reservoir Simulator) from CMG (Computer Modeling Group), the optimal policy (decrease or not change the initial water injection rate), in a timely manner, to provide as reward the highest Net Present Value (NPV) in a production horizon of 240 months. The results show that the optimum water injection approach was obtained using the implementation of RL allowed significant increases in NPV and the Oil Recovery Factor at the end of the project, as well as improving profitability, reducing costs of injection, treatment and disposal of the produced water, thus increasing the time feasibility of the project.pt_BR
dc.description.resumoPara o desenvolvimento de um campo de petróleo a solução operacional é bastante complexa, devido às grandes quantidades de variáveis envolvidas no processo, tais como: espaçamento entre poços, números de poços, sistema de injeção de fluidos para a recuperação suplementar, entre outros. Nesse contexto, esta pesquisa apresenta a implementação e a aplicação de um sistema inteligente de apoio à decisão buscando alternativas para o desenvolvimento de um campo de petróleo, submetido ao processo de injeção de água, utilizando Aprendizagem por Reforço (AR) com base no algoritmo Q-Learning. O ambiente considerado foi um modelo de simulação de reservatório homogêneo, semissintético, com alguns dados semelhantes de um reservatório localizado no Nordeste Brasileiro. O modelo analisado corresponde ao um reservatório de dimensões 400 m x 400 m x 26 m, permeabilidades entre 40 mD e 400 mD, porosidade de 23%. O algoritmo de aprendizado consiste encontrar, em conjunto com o simulador matemático STARS (Steam Thermal and Advanced Processes Reservoir Simulator) da CMG (Computer Modelling Group), a política ótima (diminuir ou não alterar a vazão de injeção de água inicial), em tempo hábil, que forneça como recompensa o maior Valor Presente Líquido (VPL) em um horizonte de produção de 240 meses. Os resultados mostram que a política ótima de injeção de água obtida usando a implementação de AR possibilitou aumentos significativos no VPL e no Fator de Recuperação de Óleo no fim do projeto, além de melhorar a rentabilidade, reduzindo os custos com a injeção de água, tratamento e descarte da água produzida e aumentando o tempo de viabilidade do projeto.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.identifier.citationSANTOS, Kaline Souza dos. Sistema de apoio à decisão no desenvolvimento de um campo de petróleo com injeção de água usando aprendizagem por reforço. 2019. 95f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27670
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectSistema inteligentept_BR
dc.subjectAprendizagem por reforçopt_BR
dc.subjectAlgoritmo Q-Learningpt_BR
dc.subjectAnálise econômicapt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::PETROLEO E PETROQUIMICApt_BR
dc.titleSistema de apoio à decisão no desenvolvimento de um campo de petróleo com injeção de água usando aprendizagem por reforçopt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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