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Enregistrement W2904365926 · doi:10.2118/193769-ms

Optimization of Steam Injection for Heavy Oil Reservoirs Using Reinforcement Learning

2018· article· en· W2904365926 sur OpenAlexafffundabout
J. L. Guevara, Rajan G. Patel, Japan Trivedi

Notice bibliographique

RevueSPE International Heavy Oil Conference and Exhibition · 2018
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueReservoir Engineering and Simulation Methods
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesCanada First Research Excellence Fund
Mots-clésReinforcement learningComputer scienceOptimal controlBellman equationProcess (computing)Mathematical optimizationAction (physics)Convergence (economics)Function (biology)Constant (computer programming)Dynamic programmingRate of convergenceControl theory (sociology)Artificial intelligenceMathematicsControl (management)Key (lock)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Steam injection rate through life cycle optimization (e.g., the constant rate for a long period of time) could lead to the sub-optimal performance of a thermal heavy oil recovery process. On the other hand, finding the optimal steam injection strategy (policy) represents a major challenge due to the complex dynamic of the physical phenomenon, i.e., nonlinear, slow, high order, time-varying, and potentially highly heterogeneous reservoirs. To address this challenge, the problem can be formulated as an optimal control problem that has typically been solved using adjoint state optimization and a model-predictive control (MPC) strategy. In contrast, this work presents a reinforcement learning (RL) approach in which the mathematical model of the dynamic process (SAGD) is assumed unknown. An agent is trained to find the optimal policy only through continuous interactions with the environment (e.g., numerical reservoir simulation model). At each time step, the agent executes an action (e.g., increase steam injection rate), receives a reward (e.g., net present value) and observes the new state (e.g., pressure distribution) of the environment. During this interaction, an action-value function is approximated; this function will offer for a given state of the environment the action that will maximize total future reward. This process continues for multiple simulations (episodes) of the dynamic process until convergence is achieved. In this implementation, the state-action-reward-state-action (SARSA) online policy learning algorithm is employed in which the action-value function is continually estimated after every time step and further used to choose the optimal action. The environment consists of a reservoir simulation model built using data from a reservoir located in northern Alberta. The model consists of one well pair (one injector and one producer) and production horizon of 250 days (one episode) is considered. The state of the environment is defined as cumulative, oil and water production, and water injection and for each time step; three possible actions are considered, i.e., increase, decrease or no change of current steam injection rate; and the reward represents the net present value (NPV). Additionally, stochastic gradient descent is used to approximate the action-value function. Results show that the optimal steam injection policy obtained using RL implementation improves NPV by at least 30% with more than 60% lower computation cost.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,018

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,040
Tête enseignante GPT0,306
Écart entre enseignants0,265 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations31
Publié2018
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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