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Título: Predicción de problemas en el proceso de perforación de pozos petroleros aplicando aprendizaje de máquina supervisado : generación de una base de datos a través del análisis de carpetas de pozos y codificación del modelo de aprendizaje de máquina.
Autor: Romero Muñoz, Jorge Mateo
Director: Robles Reyes, Mario Lauro
Palabras clave: PETRÓLEO
APRENDIZAJE DE MÁQUINA
XG BOOST
PROBLEMAS OPERACIONALES
ANÁLISIS DE COMPONENTES PRINCIPALES
HIPERPARÁMETROS
Fecha de publicación: oct-2023
Editorial: Quito : EPN, 2023.
Citación: Romero Muñoz, J.M. (2023). Predicción de problemas en el proceso de perforación de pozos petroleros aplicando aprendizaje de máquina supervisado : generación de una base de datos a través del análisis de carpetas de pozos y codificación del modelo de aprendizaje de máquina. 50 páginas. Quito : EPN.
Resumen: The implementation of machine learning in drilling has enabled time savings and procedure optimization, as algorithms can swiftly extract information and vividly visualize vast and intricate datasets. Optimization of operational parameters, problem prediction, trajectory optimization, and automated task control are some of the fields in which machine learning has been efficiently applied. This research employed the supervised machine learning algorithm XGBoost to predict operational problems during oil well drilling in the Ecuadorian East. The gathered information comprises daily drilling reports, final drilling fluid reports, and corresponding lithological records for 104 wells in Block 60 Sacha Field. Principal Component Analysis (PCA) facilitated the visualization of problem grouping based on the drilling section, representing the dataset in a two-dimensional graph. The proper implementation of XGBoost allowed the generation of an initial model with specific hyperparameters: n_estimators=38, learning_rate=0.1, max_depth=15, and random_state=42, which demonstrated 100% prediction accuracy. In order to mitigate potential overfitting of the model, the hyperparameters were adjusted to n_estimators=20, learning_rate=0.05, max_depth=3, and random_state=42, resulting in a prediction accuracy of 93% on the training set. The objective is to assess which of these models performs better on a test dataset. This approach enables secure operations and thereby facilitates decision-making processes.
Descripción: La implementación de aprendizaje de máquina en la perforación ha permitido ahorrar tiempo y optimizar sus procedimientos, dado que los algoritmos son capaces de extraer información rápidamente correlacionando las variables para visualizar de manera clara conjuntos de datos grandes y complicados. La optimización de parámetros operacionales, predicción de problemas, optimización de trayectorias y control automatizado de tareas son algunos campos en los que el aprendizaje de máquina ha sido aplicado eficientemente. Esta investigación implementó el algoritmo de aprendizaje de máquina supervisado XGBoost para predecir problemas operacionales ocurridos durante la perforación de pozos petroleros en el oriente ecuatoriano. La información recopilada incluye: reportes diarios de perforación, reportes finales de fluidos de perforación y registros litológicos correspondientes a 104 pozos del Bloque 60 Campo Sacha. El análisis de componentes principales facilitó visualizar la agrupación de los problemas en función de la sección de perforación, representando el conjunto de datos en un gráfico bidimensional. La correcta aplicación de XGBoost permitió generar un modelo inicial con hiperparámetros específicos: n_estimators=38, learning_rate=0.1, max_depth=15 y random_state = 42, el mismo que presentó 100% de predicción. Con el fin de reducir el posible sobreajuste del modelo, los hiperparámetros fueron modificados a n_estimators=20, learning_rate=0.05, max_depth=3 y random_state = 42, obteniendo ahora 93% de predicción en la base de entrenamiento. La finalidad es evaluar cuál de estos modelos ofrece un mejor rendimiento en un conjunto de datos de prueba. Este enfoque permite operaciones seguras y facilita así los procesos de toma de decisiones.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25029
Tipo: Trabajo de Integración Curricular
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