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Enregistrement W2937159031 · doi:10.2118/195334-ms

Estimating Downhole Vibration via Machine Learning Techniques Using Only Surface Drilling Parameters

2019· article· en· W2937159031 sur OpenAlexaff
Prince Okoli, Juan Cruz Vega, Roman Shor

Notice bibliographique

RevueSPE Western Regional Meeting · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueDrilling and Well Engineering
Établissements canadiensUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDrillingVibrationComputer scienceArtificial intelligenceLinear discriminant analysisNaive Bayes classifierMachine learningDecision treeSupport vector machineEngineeringMechanical engineeringAcoustics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Drillstring vibration can be divided into three types: axial, lateral and torsional. All three can cause significant wear and tear in drilling equipment, which leads to increased failures, non-productive time, and poor drilling performance. It also causes wasted mechanical energy and wellbore instabilities. Access to real-time, high-frequency downhole vibration data while drilling remains prohibitively expensive; however, it may be estimated via machine learning (ML) techniques using only surface drilling parameters. The task of predicting the severity of downhole vibration using surface parameters was approached as a supervised classification ML problem. Five basic, traditional techniques were investigated: the nearest neighbour, logistic regression, naïve Bayes, discriminant analysis, and decision trees. Drilling data was obtained from multiple bottom hole assemblies (BHAs) from several wells in North America. The learning tasks were separated into inter-BHA runs (where the learner is trained on data from one BHA and tested with data from a different BHA) and intra-BHA runs (where the learner is trained and tested with data from the same BHA). Severity of vibration was assessed primarily through the time-weighted average of root mean square amplitude and then classed into severity levels. Performance of the classification results was assessed using the predictive accuracy and weighted macro-average of precision obtained using cross validation and presented as confusion matrices for specific iterations of the cross validation. The classification ML for the intra-BHA runs produced overall predictive accuracies that averaged between 50% and 85%. Of particular concern is the misprediction of certain vibration levels as either lower or higher levels, even when overall predictive accuracy is high. The results show that these simple ML techniques can achieve considerable accuracy in the prediction of vibration levels for intra-BHA runs. For inter-BHA runs, predictive performance was reduced. This demonstration of the viability of ML in predicting bottom hole vibration motivates the application of more advance ML techniques, including deep learning estimators, and it signals the potential benefits that can be reaped.

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)0,004
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 enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,009

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,013
Tête enseignante GPT0,221
Écart entre enseignants0,208 · 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

Citations24
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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