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Enregistrement W4398185808 · doi:10.2118/219774-pa

A Combined Neural Network Forecasting Approach for CO2-Enhanced Shale Gas Recovery

2024· article· en· W4398185808 sur OpenAlexaff
Zhenqian Xue, Yuming Zhang, Haoming Ma, Yang Lu, Kai Zhang, Yizheng Wei, Sheng Yang, Muming Wang, Maojie Chai, Zhe Sun, Peng Deng, Zhangxin Chen

Notice bibliographique

RevueSPE Journal · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueAtmospheric and Environmental Gas Dynamics
Établissements canadiensUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésOil shaleArtificial neural networkComputer scienceCarbon sequestrationEconomic shortageEnhanced oil recoverySoftware deploymentMultilayer perceptronPetroleum engineeringCarbon capture and storage (timeline)Field (mathematics)Deep learningWork (physics)Artificial intelligenceGeologyEngineeringClimate changeWaste management

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Summary Intensive growth of geological carbon sequestration has motivated the energy sector to diversify its storage portfolios, given the background of climate change mitigation. As an abundant unconventional reserve, shale gas reservoirs play a critical role in providing sufficient energy supply and geological carbon storage potentials. However, the low recovery factors of the primary recovery stage are a major concern during reservoir operations. Although injecting CO2 can resolve the dual challenges of improving the recovery factors and storing CO2 permanently, forecasting the reservoir performance heavily relies on reservoir simulation, which is a time-consuming process. In recent years, pioneered studies demonstrated that using machine learning (ML) algorithms can make predictions in an accurate and timely manner but fails to capture the time-series and spatial features of operational realities. In this work, we carried out a novel combinational framework including the artificial neural network (ANN, i.e., multilayer perceptron or MLP) and long short-term memory (LSTM) or bi-directional LSTM (Bi-LSTM) algorithms, tackling the challenges mentioned before. In addition, the deployment of ML algorithms in the petroleum industry is insufficient because of the field data shortage. Here, we also demonstrated an approach for synthesizing field-specific data sets using a numerical method. The findings of this work can be articulated from three perspectives. First, the cumulative gas recovery factor can be improved by 6% according to the base reservoir model with input features of the Barnett shale, whereas the CO2 retention factor sharply declined to 40% after the CO2 breakthrough. Second, using combined ANN and LSTM (ANN-LSTM)/Bi-LSTM is a feasible alternative to reservoir simulation that can be around 120 times faster than the numerical approach. By comparing an evaluation matrix of algorithms, we observed that trade-offs exist between computational time and accuracy in selecting different algorithms. This work provides fundamental support to the shale gas industry in developing comparable ML-based tools to replace traditional numerical simulation in a timely manner.

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: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,255
Score d'incertitude au seuil0,804

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)0,0010,000

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 Opus0,015
Tête enseignante GPT0,210
Écart entre enseignants0,195 · 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

Citations16
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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