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Enregistrement W4323305880 · doi:10.2118/212515-ms

Deployment of a Hybrid Machine Learning and Physics Based Drilling Advisory System at the Rig Site for ROP Optimization

2023· article· en· W4323305880 sur OpenAlexaff
Michael Behounek, Kirt McKenna, Taylor Thetford, Trey Peroyea, Michael S. Roberts, Julie K. Pearce, Gary Hickin, Pradeepkumar Ashok, Michael Yi, Dawson Ramos

Notice bibliographique

RevueSPE/IADC International Drilling Conference and Exhibition · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueDrilling and Well Engineering
Établissements canadiensApache (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSoftware deploymentComputer scienceKey (lock)System deploymentData miningSystems engineeringEngineeringSoftware engineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract During well construction, automatic monitoring of the sensor signals for drilling dysfunction detection through pattern recognition algorithms is key to improving rate of penetration (ROP) and preventing tool failure. The addition of physics-based models can enable further improvement, but often one is limited by the contextual data needed by these models, as well as the computational power available at the edge. This paper details the successful field deployment of a system that address these challenges. The dysfunction tracking algorithms used were built using Bayesian networks as base models and validated using downhole data. Physics based models in the advisory system are used to compute the first five modes of natural frequencies for axial, torsional and lateral vibration. The contextual data required for the calculations consists of the bottom hole assembly (BHA) and survey data. Scripts were deployed to transfer this data directly from the operator's database to rig site. This system has been deployed on rigs in the US for over 4 years now, and the fact that they are being actively used to this day is a testament to its success. A key enabler here is the automatic transfer of contextual data from the office database to the rig site. The contextual data used in the model is something the crew have to input into the office database outside the needs of the advisory system. So, a process was already in place to properly record this information, and that worked to the advantage of the system. Eliminating the need to re-enter this data at the rig site was key to the success of this advisory system. Using the physics-based model, critical RPM bands are plotted on the drilling advisory screen to alert the driller whenever they are near an RPM that needs to be avoided. Visual indicators on a weight on bit (WOB)-RPM grid provide guidance to the driller on which direction to move the parameters to avoid dysfunctions and optimize drilling. Physics based models nicely complement data-based ML models in an advisory system, but real-world application of such combined systems are limited due to reasons such as timely availability of contextual data at the rig-site, or the need for contextual data that is not readily measured. In this paper, we demonstrate how the problem can be solved, and provide guidance for larger adoption of the process followed by team.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut 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 enseignants0,799
Score d'incertitude au seuil0,602

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
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 Opus0,012
Tête enseignante GPT0,214
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 tête enseignante, 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

Citations12
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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