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Enregistrement W3033502499 · doi:10.2118/200621-ms

Data Driven Machine Learning Models for Shale Gas Adsorption Estimation

2020· article· en· W3033502499 sur OpenAlexaboutno aff
Lei Wang, Mingliang Liu, Arlybek Altazhanov, Bekassyl Syzdykov, Jiang Yan, Xin Meng, Kai Jin

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueHydrocarbon exploration and reservoir analysis
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésLangmuirSupport vector machineAdsorptionOil shaleArtificial neural networkVolume (thermodynamics)Petroleum engineeringComputer scienceChemistryMachine learningGeologyThermodynamicsPhysicsPhysical chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Accurate calculation of adsorbed shale gas content is critical for gas reserve evaluation and development. However, gas adsorption and desorption experiments are expensive and time-consuming, while physics-based models and empirical correlations are unable to accurately capture the adsorption characteristics for different shales. Langmuir adsorption is one of the most commonly used model for calculating the adsorbed gas content in shale gas reservoirs. However, most existing correlations for the Langmuir pressure and Langmuir volume in the model are oversimplified based on limited experimental data points. Thus they are not representative of key geological parameters and are far from accurate for prediction in many cases. We developed a variety of machine learning models that are multivariable controlled to quantify shale gas adsorption. The data-driven method subdivides into two procedures: data compilation and machine learning regression. Over 700 data entries, composed of reservoir temperature (T, °C), total organic carbon (TOC, wt%), vitrinite reflectance (Ro,%), Langmuir pressure, and Langmuir volume are compiled from shale gas plays mainly in USA, Canada, and China. Data have been consistently curated, then machine learning approaches, including multiple linear regression (MLR), support vector machine (SVM), random forest (RF) and artificial neural network (ANN), have been built, trained and tested by partitioning the data into 75%:25%. For SVM, RF and NN models, 1000 simulations were run and averaged for performance comparison. MLR identifies non-negligible parameters and general trends for shale gas adsorption. Nonetheless, the correlation coefficients from MLR are far from satisfactory. For Langmuir pressure, RF models fit best to the data entries and the other models follow the order of SVM > ANN > MLR. Particularly, RF models show the highest performance stability with the averaged R-squared value of 0.84 and the maximum of 0.87, indicating a very strong relationship constructed for these 213 data entries. For 485 Langmuir volume data entries, RF models also perform best while the other three regression methods are comparable. It should be noted that altering machine learning model structure and parameters could significantly affect the regression results. Robust and universal machine learning models for estimating adsorbed shale gas content with high confidence level are established, which not only provide more accurate estimation and broader parameter adaptation than physics-based and empirical models, but also circumvent the high-cost and time-consuming deficiency of experimental measurements. These machine learning models can be used to estimate adsorbed gas content for shale plays with limited experimental measurements. Moreover, they can be incorporated into reservoir simulators to improve the simulation performance.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
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 enseignants0,015
Score d'incertitude au seuil0,030

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
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 Opus0,073
Tête enseignante GPT0,261
Écart entre enseignants0,188 · 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

Citations18
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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