Investigación sobre tecnologías clave y aplicaciones del sistema digital de gemelo inteligente para yacimientos de gas impulsado por big data

SUN YALONG ,  

NIU HAO ,  

ZHANG YONGLI ,  

CHEN YUXUAN ,  

GU YI ,  

FANG JUNLING ,  

ZHANG SHIFAN ,  

摘要

Los métodos tradicionales para el estudio de yacimientos de petróleo y gas suelen depender de la colaboración segmentada entre distintas disciplinas, avanzando en la investigación y desarrollo de forma secuencial. Sin embargo, este modelo dificulta la colaboración eficiente entre todas las etapas y presenta limitaciones en la optimización del beneficio global. Para resolver este problema, el estudio propone un sistema digital de gemelo inteligente para yacimientos de gas que integra cuatro tecnologías clave: adaptación de algoritmos de inteligencia artificial, preprocesamiento de datos, aplicación de análisis de datos y actualización automática del modelo para predicción, con el objetivo de construir una plataforma integral que combine colaboración multidisciplinaria, uso eficiente de datos y optimización dinámica de predicciones. El estudio demuestra que, debido a la multidimensionalidad, heterogeneidad y alto ruido de los datos durante la exploración y desarrollo, el sistema implementa un esquema integrado de preprocesamiento de datos que incluye manejo de valores atípicos, imputación de valores faltantes, transformación de datos, análisis estadístico y evaluación de calidad para garantizar la precisión y fiabilidad de los datos; mediante algoritmos de inteligencia artificial como bosque aleatorio y boosting de gradiente encapsulados, el sistema puede construir los mejores modelos de regresión entre parámetros múltiples y la capacidad del yacimiento, enfocándose en resolver tres problemas clave: análisis de producción, análisis de fracturamiento y predicción de "sweet spots", mejorando la precisión de la predicción de producción, optimizando parámetros de fracturamiento y identificando eficazmente zonas de "sweet spots". Además, el sistema utiliza un motor de modelado automático para actualizar dinámicamente los modelos estructurales, de fase y de propiedades del yacimiento, y junto con un motor simulador realiza simulaciones en tiempo real, seguimiento y predicción, asegurando la adaptabilidad y precisión del modelo durante el desarrollo del yacimiento. Con la ayuda de la tecnología de gemelos digitales, se construye un modelo virtual idéntico a la entidad física del yacimiento en el espacio virtual, permitiendo el análisis, la predicción y la gestión óptima de todo el ciclo de vida del yacimiento. Los resultados del estudio proporcionan un sólido respaldo teórico y técnico para fomentar el avance de la gestión de yacimientos hacia la inteligencia, precisión y eficiencia.

关键词

yacimientos; exploración y desarrollo; inteligencia artificial; gemelo digital; plataforma integrada

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