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Enregistrement W4220765081 · doi:10.2118/208916-ms

Machine Learning Based Integrated Approach to Estimate Total Organic Carbon in Shale Reservoirs – A Case Study from Duvernay Formation, Alberta Canada

2022· article· en· W4220765081 sur OpenAlexaboutno aff
Gaurav Sharma, Derek Hayes

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueHydrocarbon exploration and reservoir analysis
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésOil shaleGeologySedimentary depositional environmentTotal organic carbonKerogenPetroleum engineeringMineralogySource rockStructural basinGeomorphologyPaleontologyChemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Shale gas reservoirs have become prominent contributors to the world's hydrocarbon resources and production. They exhibit multiple storage mechanisms, two of which are linked to the free and adsorbed gas phase. Since the adsorbed gas may be stored as a denser phase than the free gas, the contribution of the adsorbed phase can be significant. The adsorbed volume is related to the total organic carbon (TOC) and thus, higher TOC can indicate higher hydrocarbon inplace. Furthermore, productivity can be linked to TOC through the potential for overpressure and conversion of kerogen to pore space. However, estimation of the TOC is not a trivial problem, as it depends on geological factors such as depositional environment. In this study, we propose an integrated workflow using concepts of machine learning to estimate TOC. The workflow is divided into 3 sections which are area selection, sub-region categorization, and prediction modeling. Firstly, 3 active exploration and development areas (Kaybob, Pembina, and East shale basin) of the Duvernay Formation are highlighted and the geology of each specific area is analyzed. Thereafter, using the available core data and average properties of the attributes (Gamma Ray, resistivity, density, and distance from mean vitrinite reflectance line), each area is clustered into sub-regions using SVM, logistic regression, and k-means clustering. Finally, using Random Forest prediction, models for each sub-region are developed and ranked with average mean square errors and standard deviations. It is observed that the Kaybob area can be clustered into 2 regions. This observation is supported by the principal component plot (PC1 vs PC2), which shows a dual cloud structure. This is further supported through clustering analysis, which also revealed the same observation. Results of the prediction modeling found random forest as the best predictor, achieving a match wiht the core data with a error less than 10% and in some cases only a 1% deviation. Shale reservoir characterization requires estimation of the key parameters such as TOC. However, it is difficult to estimate TOC with purely physics-based or purely statistical models, as it requires limited specialized data and is impacted by subtle variations in the reservoir. This study suggests that TOC can be accurately estimated by combining geological interpretation and machine learning based algorithms without bearing cost of the specialized data.

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)0,001
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: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,163
Score d'incertitude au seuil0,328

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0020,002
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,009
Tête enseignante GPT0,210
Écart entre enseignants0,201 · 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

Citations1
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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