Performance analysis of various machine learning algorithms for CO2 leak prediction and characterization in geo-sequestration injection wells
Notice bibliographique
Résumé
The effective detection and prevention of CO2 leakage in active injection wells are paramount for safe carbon capture and storage (CCS) initiatives. This study assesses five fundamental machine learning algorithms, namely, Support Vector Regression (SVR), K-Nearest Neighbor Regression (KNNR), Decision Tree Regression (DTR), Random Forest Regression (RFR), and Artificial Neural Network (ANN), for use in developing a robust data-driven model to predict potential CO2 leakage incidents in injection wells. Leveraging wellhead and bottom-hole pressure and temperature data, the models aim to simultaneously predict the location and size of leaks. A representative dataset simulating various leak scenarios in a saline aquifer reservoir was utilized. The findings reveal crucial insights into the relationships between the variables considered and leakage characteristics. With its positive linear correlation with depth of leak, wellhead pressure could be a pivotal indicator of leak location, while the negative linear relationship with well bottom-hole pressure demonstrated the strongest association with leak size. Among the predictive models examined, the highest prediction accuracy was achieved by the KNNR model for both leak localization and sizing. This model displayed exceptional sensitivity to leak size, and was able to identify leak magnitudes representing as little as 0.0158% of the total main flow with relatively high levels of accuracy. Nonetheless, the study underscored that accurate leak sizing posed a greater challenge for the models compared to leak localization. Overall, the findings obtained can provide valuable insights into the development of efficient data-driven well-bore leak detection systems.
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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 | 0,007 | 0,012 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».