Machine learning modelling in service of geophysics analysis: estimation of oil industry parameters
Μοντελοποίηση μηχανικής μάθησης στην υπηρεσία της γεωφυσικής ανάλυσης: εκτίμηση παραμέτρων βιομηχανίας πετρελαίου
Subject
TPSH::Τεχνολογία::Εξόρυξη και Σχετικές Εφαρμογές ; TPSH::Τεχνολογία::Θερμοδυναμική::Καύσιμα ; TPSH::Τεχνολογία::ΜηχανικήKeywords
Akaike information criterion ; AIC ; Controlled source electro-magnetic ; CSEM ; Data analysis ; Inverse problem ; Machine learning ; Neural network ; Parameter estimation ; Resistivity ; Root mean square error ; RMSE ; System identification ; Νευρωνικά δίκτυα ; Τεχνητή νοημοσύνηAbstract
CSEM (Controlled Source Electromagnetics) has been used in parallel with seismic surveys for the past decade by the oil industry and is a development of older geophysical techniques that aim at the "mapping" of electrical properties, especially electrical resistance, of the subsoil. This thesis aims to study statistical well log data analysis methods, to accelerate the solution of the inverse problem which is required during CSEM data processing. The inverse problem determines the distribution of the electrical resistance of the subsoil, which would generate signals equal to the actual received signals at the receivers. Solving the inverse problem is a computationally demanding and time-consuming process (it takes several hours to days for a complete solution by computing clusters). In particular, the possibility of providing reliable estimations of the ground electrical resistivity using sonic well-log data will be studied. These estimations will be used as initial conditions in the process of solving the inverse problem which, in turn, can significantly reduce the duration of the inversion while increasing its accuracy.
Abstract
Η τεχνολογία CSEM (Controlled Source Electromagnetics) χρησιμοποιείται παράλληλα με σεισμικές μεθόδους, την τελευταία δεκαετία, από την πετρελαϊκή βιομηχανία και αποτελεί εξέλιξη παλιότερων γεωφυσικών τεχνικών οι οποίες στοχεύουν στην «χαρτογράφηση» των ηλεκτρικών ιδιοτήτων, ειδικά της λεκτρικής αντίστασης, του υπεδάφους. Η διπλωματική αποσκοπεί στην μελέτη στατιστικών μεθόδων ανάλυσης γεωφυσικών δεδομένων γεωτρήσεων προκειμένου να επιταχυνθεί η επίλυση του αντίστροφου προβλήματος που απαιτείται κατά την ανάλυση CSEM δεδομένων. Με το αντίστροφο πρόβλημα (inverse problem) υπολογίζεται η κατανομή της ηλεκτρικής αντίστασης του υπεδάφους η οποία θα δημιουργούσε στους δέκτες σήματα ίσα με τα πραγματικά λαμβανόμενα. Η επίλυση του αντιστρόφου προβλήματος είναι υπολογιστικά απαιτητική και χρονοβόρα διαδικασία (απαιτούνται αρκετές ώρες έως και ημέρες για την πλήρη επίλυση από υπολογιστικά clusters).
Συγκεκριμένα, θα μελετηθεί η δυνατότητα προσεγγιστικού υπολογισμού της ηλεκτρικής αντίστασης του εδάφους χωρίς την επίλυση του αντίστροφου προβλήματος. Ο προσεγγιστικές τιμές θα χρησιμοποιούνται ως αρχικές συνθήκες στην διαδικασία επίλυσης του αντιστρόφου προβλήματος. Θα εξεταστεί επίσης η πιθανή βελτίωση στην διάρκεια και ακρίβεια επίλυσης του αντίστροφου προβλήματος.