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Enregistrement W4416593016 · doi:10.2118/230403-ms

AI Driven Knowledge Management in Oil and Gas: A Large Language Model Approach to Operational Excellence

2025· article· W4416593016 sur OpenAlexaff
Junyong Zhu, Yang Du, Wei Zhang, Fan Jiang

Notice bibliographique

RevueSPE Annual Caspian Technical Conference and Exhibition · 2025
Typearticle
Langue
DomaineEngineering
ThématiqueDrilling and Well Engineering
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésTroubleshootingSubject-matter expertDocumentationField (mathematics)Expert systemScope (computer science)JargonOperational excellenceKnowledge base

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract This paper aims to develop a large language model (LLM)-based expert system to streamline knowledge management in oil and gas operations. By post-training domain-specific data (e.g., engineering protocols, safety guidelines, historical case data), the system functions as a 24/7 virtual assistant, providing accurate operational guidance, statistical analysis, and decision support. The scope covers model architecture design, validation in field operations, and quantification of efficiency gains for operators, targeting a 30% reduction in information retrieval errors and 50% faster access to technical knowledge. The study fine-tunes a foundational LLM (Deepseek or LLaMA) using a curated corpus of oil and gas technical documents, including drilling reports, equipment manuals, and regulatory standards. Post-training incorporates Reinforcement Learning from Human Feedback (RLHF) to align outputs with industry jargon and safety-critical precision. The system deploys via a cloud-edge hybrid platform, enabling real-time Q&A through natural language interfaces. Validation involves A/B testing with 50 field engineers comparing traditional documentation searches against the AI assistant's performance in accuracy (measured by expert review) and time efficiency. Comparation testing of the AI-powered expert system demonstrated transformative improvements in oil and gas operational management. The system reduced 20 minutes on average query resolution time, while achieving 96% answer accuracy compared to 80% for conventional approaches. Notably, the technology contributed to a 70% reduction in procedural errors during critical well interventions by providing context-aware guidance, such as precise chemical dosage recommendations. The AI assistant proved particularly valuable in democratizing knowledge, enabling junior engineers to achieve task competency 80% faster through interactive, step-by-step troubleshooting protocols. While initial testing revealed occasional model hallucinations in rare equipment failure scenarios, this was effectively mitigated through implementation of a confidence-scoring mechanism that flags uncertain responses for human review. The system's ability to instantly retrieve and synthesize information from vast technical databases has significantly reduced reliance on fragmented documentation and subject matter expert availability. These results confirm that properly trained domain-specific LLMs can serve as reliable virtual assistants in high-stakes oilfield operations. Looking ahead, further development will focus on expanding the system's capabilities to interpret technical diagrams and integrate real-time sensor data, paving the way for predictive maintenance and enhanced decision-support functionality. The success of this implementation suggests substantial potential for AI-driven knowledge management to revolutionize operational efficiency and safety standards across the energy sector. This study presents the first LLM application fine-tuned specifically for oil and gas technical operations, bridging gaps in traditional knowledge management. Unlike generic chatbots, the system's post-training on domain data ensures compliance with industry standards while offering auditable response sources. For engineers, this translates to reliable, on-demand expertise—critical in high-risk environments where outdated or incomplete information carries severe HSE consequences.

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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,010
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 enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,018

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,010
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0040,004
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

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 Opus0,011
Tête enseignante GPT0,254
Écart entre enseignants0,243 · 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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