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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/39340
Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.creatorMatos, Ezequias Santos-
dc.date.accessioned2024-05-02T16:17:44Z-
dc.date.available2024-05-01-
dc.date.available2024-05-02T16:17:44Z-
dc.date.issued2023-10-10-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufba.br/handle/ri/39340-
dc.description.abstractThe present study addresses a dynamic optimization problem formulation for daily oil and gas production through a data-driven approach. To this end, it is proposed to use an artificial neural network (ANN) architecture as a surrogate model for the phenomenological one, which represents a system of producing wells assisted by continuous gas injection (Gas Lift). To carry out ANN training, it is essential to have relevant data, especially concerning economic optimization. Therefore, including information about each well's oil and gas flow rates and the top of the \textit{riser} is crucial. However, flow measurements are not available in real-time, and what is available is only the total flow rate of the field, measured in the topside installations (after the three-phase separator), which does not allow understanding the behavior of each well individually. Due to the unavailability of individual well's flow rate measurement, the use of a moving horizon estimator (MHE), supported by a phenomenological model, proved to be an appropriate solution to estimate these variables, allowing data to be made available for training and obtained from a substitute model to be used in the dynamic optimization stage. In this way, it was possible to train an ANN with the \textit{ Nonlinear Autoregressive with Exogenous Input} architecture used in this work. This choice was made based on the observation that the network could predict one ahead step (one day) conveniently. The application results in a well, and a field composed of three wells and a \textit{riser} showed a good performance of the artificial neural network in terms of temporal prediction, in addition to presenting a more efficient computational time in solving the optimization problem when compared to the standard phenomenological model. The solution proposed by this approach opens up possibilities for implementation in large-scale problems, such as optimizing the daily production of an oil field composed of several wells integrated by different reservoirs and manifolds.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPESpt_BR
dc.description.sponsorshipPRH-ANPpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Bahiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectGas Liftpt_BR
dc.subjectOtimização em Tempo Realpt_BR
dc.subjectInteligência Artificialpt_BR
dc.subjectEstimação não Linear.pt_BR
dc.subject.otherGas Liftpt_BR
dc.subject.otherReal Time Optimizationpt_BR
dc.subject.otherArtificial Intelligencept_BR
dc.subject.otheronlinear Estimationpt_BR
dc.titleOtimização da produção diária orientada a dados de poços de petróleo assistidos por gas-liftpt_BR
dc.title.alternativeData-driven daily production optimization of gas-lift assisted oil wellspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Mecatrônica da UFBA (PPGM) pt_BR
dc.publisher.initialsUFBApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::OUTROS::ENGENHARIA MECATRONICApt_BR
dc.contributor.advisor1Martins, Márcio André Fernandes-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0572461479663493pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Souza, Leonardo Silva de-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9964228434531026pt_BR
dc.contributor.referee1Martins, Márcio André Fernandes-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0572461479663493pt_BR
dc.contributor.referee2Sotomayor, Oscar Alberto Zanabria-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1912760278010301pt_BR
dc.contributor.referee3Gonçalves, Guilherme Augusto de Almeida-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/0578408520612660pt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0009-0001-9178-3527pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8271321067398353pt_BR
dc.description.resumoNo presente estudo, aborda-se um problema de otimização dinâmica para produção diária de petróleo e gás por meio de uma abordagem orientada a dados. Para isso, propõe-se a utilização de uma arquitetura de rede neural artificial (RNA) como substituto do modelo fenomenológico que representa um sistema de poços produtores assistidos por injeção contínua de gás (Gas Lift). Para realizar o treinamento da RNA, é imprescindível possuir dados relevantes, principalmente no que se refere à otimização econômica. Portanto, é crucial incluir as informações sobre as vazões de óleo e gás de cada poço e também do topo do riser. No entanto, as medições das vazões não estão disponíveis em tempo real e o que se tem à disposição é apenas a vazão total do campo, medido nas instalações de topside (após a separador trifásico), o que não permite entender o comportamento de cada poço individualmente. Devido à indisponibilidade de medição individualizada da vazão de poços, a utilização de um estimador de horizonte móvel (MHE), suportado por um modelo fenomenológico, mostrou-se como uma solução apropriada para estimar essas variáveis, permitindo disponibilizar dados para treinamento e obter de um modelo substituto a ser utilizado na etapa de otimização dinâmica. Desta maneira, foi possível viabilizar o treinamento de uma RNA com arquitetura \textit{ Nonlinear Autoregressive with Exogenous Input} empregada neste trabalho. Esta escolha foi feita com base na constatação de que a rede foi capaz de fazer predição de um passo à frente (um dia) de forma conveniente. Os resultados de aplicação em um poço e em campo composto por três poços e um riser apontaram um bom desempenho da rede neural artificial em termos de previsão temporal, além de apresentar um tempo computacional mais eficiente na solução do problema de otimização, quando comparado ao modelo fenomenológico padrão. A solução proposta por esta abordagem abre possibilidades para implementação em problemas de grande escala, como por exemplo, na otimização da produção diária de um campo de petróleo composto por vários poços integrados por diferentes reservatórios e manifolds.pt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Computação - ICpt_BR
dc.type.degreeMestrado Acadêmicopt_BR
Aparece nas coleções:Dissertação (PPGM)

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