«Нефтепро-
мысловое дело»

Применение метода переноса знаний для предсказания негерметичности скважин

УДК: 622.276.5.054.3:004.896
DOI: -

Авторы:

¹ Институт "ТатНИПИнефть" ПАО "Татнефть" имени В.Д. Шашина, Альметьевск, Россия
² Альметьевский государственный технологический университет "Высшая школа нефти", Альметьевск, Россия

Ключевые слова: метод переноса знаний, машинное обучение, кластеризация, негерметичность эксплуатационной колонны, метод силуэта

Аннотация:

В настоящее время важность определения технического состояния эксплуатационной колонны скважины обусловлена эксплуатацией месторождений на поздней стадии разработки, высокой степенью обводненности продукции и возрастом скважин. Работа скважины с нарушением эксплуатационной колонны приводит к потерям нефти, увеличению обводненности, снижению эффективности оборудования и экологическим проблемам.
Для решения перечисленных проблем авторами статьи разработан новый метод определения негерметичности колонны, использующий алгоритмы машинного обучения. При его разработке использовался метод переноса знаний для обучения моделей машинного обучения на данных с недостаточным количеством информации по исследуемым эксплуатационным объектам (ЭО). В основе подхода лежит кластеризация ЭО, которая позволяет определить наиболее схожие между собой объекты, чтобы использовать ЭО с большими данными для обучения менее информативных ЭО. Для определения оптимального числа кластеров применен метод силуэта, который помог разделить ЭО на группы на основе их характеристик.
Основные этапы работ: кластеризация ЭО с использованием метода силуэта для определения числа кластеров, применение алгоритма K-средних для распределения ЭО по кластерам и объединение данных по схожим ЭО для создания более информативных наборов данных.
По результатам работ выделены четыре основных кластера для ЭО с герметичными и негерметичными эксплуатационными колоннами. Проведены анализ и сравнение результатов кластеризации, что позволило выявить схожие области. Внедрение метода переноса знаний улучшило обучение моделей за счет использования объединенных данных и повысило точность предсказания негерметичности эксплуатационных колонн.
В статье также приводится сравнение метрик качества до и после применения метода переноса знаний для обучения модели предсказания негерметичности скважин.
Использование метода переноса знаний является перспективным направлением при работе с недостаточным объемом данных по объектам в нефтегазовой отрасли для поиска схожих свойств или зависимостей между изучаемыми объектами.

Список литературы:

1. К вопросу о негерметичностях эксплуатационных колонн / Л.Б. Хузина [и др.] // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2023. – № 4(364). – С. 35–38. – DOI: 10.33285-0130-3872-2023-4(364)-35-38
2. Негерметичность скважин − глобальная проблема, а не локальная / Д.П. Аникеев [и др.] // Актуальные проблемы нефти и газа. – 2019. – № 4(27). – С. 1–14. – URL: https://oilgasjournal.ru/issue_27/anikeev-zakirov.pdf (дата обращения: 28.10.2024).
3. Мухаметшин В.Г., Дубинский Г.С., Аверьянов А.П. О причинах нарушений герметичности эксплуатационных колонн и мероприятиях по их предотвращению // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2016. – № 3. – С. 19–24.
4. Назаров В.Ф., Мухутдинов В.К. Контроль герметичности обсадной колонны и НКТ в нагнетательных скважинах по измерениям комплексной аппаратурой // Инновационная наука. – 2015. – № 12-2. – С. 107–112.
5. Методика определения технического состояния скважины методом машинного обучения / И.М. Ишкулов, Д.Д. Тахауов, Р.Р. Вафин [и др.] // Нефтепромысловое дело. – 2024. – № 7(667). – С. 43–48.
6. О методах определения негерметичности эксплуатационной колонны скважины / И.М. Ишкулов [и др.] // Нефт. хоз-во. – 2024. – № 7. – С. 56–60.
7. Определение негерметичности колонны скважин с использованием моделей машинного обучения / И.М. Ишкулов [и др.] // Нефтегазовое дело. – 2024. – Т. 22, № 4. – С. 260–267.