Development of Fast Predictive Models for CO2 Enhanced Oil Recovery and Storage in Mature Oil Fields
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Reservoir modelling tools have played a significant role in designing the subsurface fluid injection, such as CO2 enhanced oil recovery (EOR). However, these models are computationally expensive; they require extensive geological and engineering data that often are not available in the early phase of carbon utilization and storage projects. This work presents the development of fast predictive models and optimization methodologies to quickly evaluate the CO2 EOR and storage operations in mature oil fields. Considerable experience with CO2 EOR and storage has been gained by the petroleum industry. In particular, the Weyburn-Midale project (Canada) is a comprehensive case to show how an oil reservoir could securely store CO2. Employing the Weyburn-Midale project, we developed, trained and tested several types of proxy models in multiple scenarios to assess the performance of the miscible CO2 flood in recovering residual oil, increasing the ultimate oil recovery factor while maximizing the permanent CO2 storage. The history matching of the Weyburn-Midale CO2 EOR model involved 216 well histories (producers and injectors) from 1964 to 2006 using a compositional reservoir simulator. The predominant exploitation scheme was based on an inverted nine-spot pattern waterflooding, water alternating CO2, and consequently CO2 injection. Two simulation data sets were employed at different periods of 1956 through 2006, and 2007 through 2025. Among several proxy models, an artificial neural network (ANN) model proved to accurately estimate features of interest, namely fluid production (oil, water, gas), fluid injection (water, CO2) and the amount of CO2 stored in the reservoir. Additionally, an autoregressive exogenous input (ARX) model was implemented to predict the future outputs in response to a future input. Inspection of the relative estimation error and the model fitness score showed that the proxy model was capable of rapidly reproducing the trend in the validation set satisfactorily. Lastly, we evaluated the transfer of learning from a proxy model, trained to the Weyburn-Midale field (Canada), to assess the performance of CO2 EOR in another mature oil reservoir in Europe (Romania). The application of proxy models under geological and operation uncertainties offers huge reduction in computational time and engineering data requirements. The results from the Weyburn-Midale case study deliver critical insights into the analysis of many process factors and modeling techniques intended to assess the economic limits and long-term performance of CO2 EOR and storage in mature oil fields.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».