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Enregistrement W4408266482 · doi:10.2118/224013-ms

Enhancing Short-Term Oil Forecasting in SAGD Operations Using ARIMAX-GARCH and Bi-directional LSTM Models

2025· article· en· W4408266482 sur OpenAlexaff
Vahid Dehdari, Mohammad Kariznovi, M. R. Tenove

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueHydrocarbon exploration and reservoir analysis
Établissements canadiensConocoPhillips (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésTerm (time)Autoregressive conditional heteroskedasticityComputer sciencePetroleum engineeringEconometricsGeologyMathematicsVolatility (finance)Physics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract This study focuses on enhancing short-term oil forecasting in Steam-Assisted Gravity Drainage (SAGD) operations by leveraging advanced ARIMAX-GARCH and Bi-directional LSTM models. SAGD, a vital method for bitumen extraction, involves injecting steam into the reservoir to facilitate oil production through gravity drainage. Conventional analytical models often fail to account for critical operational parameters, such as subcool, and lack the sensitivity required to capture short-term variations and distinct SAGD phases (Ramp-up, Plateau, and Decline). To address these limitations, this work introduces time series models—ARIMAX-GARCH and Bi-directional LSTM—designed to manage temporal dependencies, autocorrelation, and non-stationarity inherent in SAGD production data. Initially, the limitations of traditional machine learning techniques, such as regression and tree-based models, for forecasting challenging cases are highlighted. The performance of ARIMAX-GARCH and Bi-directional LSTM models is then evaluated, showcasing their respective strengths. Bi-directional LSTM is one of the most common time series modeling approaches, but the focus of this paper is on the ARIMAX-GARCH approach. For some test cases, the two methods are compared, demonstrating that for short-term forecasting applications, ARIMAX-GARCH consistently produces better results with significantly shorter training times. The ARIMAX-GARCH model effectively forecasts both the mean and variance of the time series, addressing volatility and uncertainty, while the Bi-directional LSTM excels at capturing complex temporal relationships and uncovering hidden patterns. In this case, ARIMAX-GARCH provided sufficient accuracy for short-term forecasting. In this paper, short-term forecasting refers to a maximum period of 3 years. Finally, the study introduces a novel hybrid methodology that combines ARIMAX-GARCH and Bi-directional LSTM, where ARIMAX-GARCH predicts the linear trends and variance, while Bi-directional LSTM models the residual non-linear patterns. The forecasts are aggregated to improve accuracy and robustness, enhancing the prediction of production rates during different SAGD operational phases.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut 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 enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,021

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
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 Opus0,040
Tête enseignante GPT0,269
Écart entre enseignants0,229 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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

Citations0
Publié2025
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