Reinforcement Learning for Multi-Well SAGD Optimization: A Policy Gradient Approach
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Finding an optimal steam injection strategy for a SAGD process is considered a major challenge due to the complex dynamics of the physical phenomena. Recently, reinforcement learning (RL) has been presented as alternative to conventional methods (e.g., adjoint-optimization, model predictive control) as an effective way to address the cited challenge. In general, RL represents a model-free strategy where an agent is trained to find the optimal policy - the action at every time step that will maximize cumulative long-term performance of a given process- only by continuous interactions with the environment (e.g., SAGD process). This environment is modeled as a Markov-Decision-Process (MDP) and a state must be defined to characterize it. During the interaction process, at each time step, the agent executes an action, receives a scalar reward (e.g., net present value) due to the action taken and observes the new state (e.g., pressure distribution of the reservoir) of the environment. This process continuous for a number of simulations or episodes until convergence is achieved. One approach to solve the RL problem is to parametrize the policy using well-known methods, e.g., linear functions, SVR, neural networks, etc. This approach is based on maximizing the performance of the process with respect to the parameters of the policy. Using the Monte Carlo algorithm, after every episode a long-term performance of the process is obtained and the parameters of the policy are updated using gradient-ascent methods. In this work policy gradient is used to find the steam injection policy that maximizes cumulative net present value of a SAGD process. The environment is represented by a reservoir simulation model inspired by northern Alberta reservoir and the policy is parametrized using a deep neural network. Results show that optimal steam injection can be characterized in two regions: 1) an increase or slight increase of steam injection rates, and 2) a sharp decrease until reaching the minimum value. Furthermore, the first region's objective appears to be more of pressure maintenance using high steam injection rates. In the second region, the objective is to collect more reward or achieve high values of daily net present value due to the reduction of steam injection while keeping high oil production values.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».