ML для ранжирования скважин-кандидатов на проведение ГРП

Промышленность
Корпоративное решение
Машинное обучение
[О проекте]
Пилот был проведен для одной из крупнейших российских нефтегазовых компаний с сетью АЗС по всей России.

Компания обратилась к Napoleon IT с целью разработки системы, которая оптимизирует процесс выбора подходящих скважин‑кандидатов для проведения гидравлического разрыва пласта и прогнозирует дебит нефти и жидкости на следующие 4 месяца.

Разработанная специалистами Napoleon IT система прогнозирования создает удобные дашборды с визуализацией результатов работы ML‑моделей — выбором скважины и прогнозированием дебита нефти.

[результаты]
01
Разработали модели машинного обучения для прогнозирования дополнительной добычи нефти после ГРП
02
Реализовали дашборд аналитики данных и прогнозов
03
Создали модель отбраковки скважин для ГРП
ML для ранжирования скважин-кандидатов на проведение ГРП
ML для ранжирования скважин-кандидатов на проведение ГРП
[Отзыв клиента]
«Не стоит сразу бежать за инновациями, они должны настояться, но и не надо быть консерватором, чтобы не стать аутсайдером. Продукт от Napoleon IT позволил снизить трудозатраты на подбор скважин‑кандидатов на ГРП на 20%. В дальнейших планах — тестировать новые гипотезы и усовершенствовать продукт».
Антон Хорн
Антон Хорн
Специалист нефтяной компании

Особенности реализации

ГРП — дорогостоящее мероприятие, которое проводится ограниченное количество раз за год. При разработке команда Napoleon IT столкнулись с малым объемом данных, поэтому для проекта мы брали сведения за последние 5 лет.

Мы заменили запрос с использованием нейросетей на решение с ML‑моделями, которые оказались более удобными для точных прогнозов на малом объеме данных. На их основе нам нужно было построить прогнозную модель.

Из‑за специфики данных разных месторождений мы создали несколько моделей с отличающимися гиперпараметрами. Подход AutoML был выбран для того, чтобы не подбирать параметры вручную и не переобучать модели при дополнении исторических данных.

В результате заказчик получил две модели, которые делают отдельные прогнозы дебита нефти и жидкости. Также был реализован классификатор скважин по возможности проведения на них мероприятий ГРП.

Стек технологий
[01]
Python
AutoML
CatBoost
XGBoost
LightGBM
Dash
Docker
ClearML
Команда
[02]
Руководитель проекта (1)
Team Lead Data Science (1)
Data Science (1)
Data-аналитик (1)
ML-инженер (2)

Решение

Подбор скважин‑кандидатов для гидроразрыва пласта — сложная задача. Специалисты вручную отбирают участки с потенциальными скважинами, анализируют необработанные данные и проводят гидродинамическое моделирование. Моделирование занимает недели, а обработка данных подвержена ошибкам из‑за человеческого фактора.

Для решения задачи команда Napoleon IT разработала аналитический дашборд с использованием ML‑модели для скоринга скважин‑кандидатов на проведение ГРП. Мы обучили модель на исторических и геологических данных о проведенных мероприятиях — по площадям и скважинам. Модель оценили по следующим метрикам:

R2
MAE
Коэффициент детерминации
Средняя абсолютная ошибка
RMSE
MAPE
Среднеквадратичная ошибка
Средняя абсолютная процентная ошибка
ML для ранжирования скважин-кандидатов на проведение ГРП
ML для ранжирования скважин-кандидатов на проведение ГРП

Как работает
система

[01]
Загрузка данных заказчика
С помощью автоматизированного пайплайна обработки данных мы можем находить аномалии.
[02]
Обучение модели
Система показывает результаты обучения. Инженер проверяет корректность метрик — можно отобразить значения по каждой скважине отдельно. Помимо метрик в дашборде отображается информация по влиянию признаков на прогноз с фильтрацией по типу признака.
[03]
Загрузка данных для интерфейса
Если система обучена корректно, загружаются те данные, на основе которых необходимо сделать прогноз. По запросу заказчика он производится на 4 месяца вперед.
[04]
Получение результатов
Результаты применения ML‑модели можно сортировать по таким показателям: дебит нефти до ГРП, дебит нефти после ГРП, величина прироста. Можно рассмотреть распределение геологических признаков, чтобы определить, что гидроразрыв пласта нельзя проводить. Все результаты отображаются в табличном представлении. На основании этих данных заказчик может выбрать только те скважины, по которым спрогнозирован наилучший прирост.

Итог работы

[01]
Настроили и автоматизировали
процессы сбора и обработки больших данных
[02]
Автоматизировали процессы подбора скважин‑кандидатов на ГРП
[03]
Начали автоматически прогнозировать дебит нефти
[04]
Программы и модели машинного обучения разработали с возможностью последующей модернизации
В планы заказчика входит тест новых гипотез по подбору скважин.
ML для ранжирования скважин-кандидатов на проведение ГРП
ML для ранжирования скважин-кандидатов на проведение ГРП
ML для ранжирования скважин-кандидатов на проведение ГРП

Проект был реализован за 6 месяцев

Проектирование
[2022 / 3Q]
Определение основных параметров проекта и создание плана действий.
Составление технических спецификаций, проектирование моделей.
Разработка
[2022 / 3Q –4Q]
Программирование, тестирование и внедрение разрабатываемой системы.
Обучение моделей.
Приёмка заказчиком
[2023 / 1Q]
Заказчик проверяет выполненную работу, чтобы удостовериться, что все требования и условия контракта были выполнены в соответствии с заданными стандартами.
Завершение всех этапов разработки и проведение финальной приемки.
[Комментарий]
«Наша задача — создавать решения на основе искусственного интеллекта, которые автоматизируют рутинные процессы, устраняют ошибки, связанные с человеческим фактором, и увеличивают эффективность бизнеса. Благодарим за доверие. Вместе мы можем менять ландшафт консервативного нефтегазового сектора, развивая инновации в отрасли».
Руслан Ахтямов
Руслан Ахтямов
Директор по стратегии Napoleon [IT]
Мы используем cookies. Продолжая просматривать сайт, вы соглашаетесь с этим. Узнать больше
OK
обсудить проект
обсудить проект