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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/21083
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Utilização de Machine Learning supervisionado para a predição de litofácies no pré-sal da Bacia de Santos, formação Barra Velha, Campo de Tupi |
Título(s) alternativo(s): | Utilization of supervised Machine Learning to predict lithofacies in the Pre-salt of the Santos Basin, Barra Velha formation, Campo de Tupi |
Autor: | Cardoso, Daiane dos Santos ![]() |
Primeiro orientador: | Ade, Marcus vinicius Berao |
Primeiro coorientador: | Dino, Rodolfo |
Segundo coorientador: | Silva, Pedro Mário Cruz e |
Primeiro membro da banca: | Bergamaschi, Sérgio |
Segundo membro da banca: | Leite, Karla Tereza Figueiredo |
Terceiro membro da banca: | Oliveira, Karen Maria Leopoldino |
Quarto membro da banca: | Cunha, Rosalia Barili da |
Resumo: | A classificação de litofácies é essencial para a exploração e desenvolvimento de campos de petróleo e gás, fornecendo informações valiosas para análises petrofísicas e sísmicas. No caso das litofácies carbonáticas, a heterogeneidade em diferentes escalas apresenta um desafio, especialmente porque a interpretação manual por especialistas é demorada e sujeita a viés. No Brasil, a descoberta de grandes campos de hidrocarbonetos no intervalo de reservatórios do Pré-sal gerou um alto interesse na origem e classificação de rochas carbonáticas complexas. Recentemente, métodos de machine learning emergiram como uma solução promissora para processos de classificação automatizada de litofácies. Neste estudo, apresentamos uma abordagem que inclui o uso do algoritmo XGBoost e um conjunto de dados da Formação Barra Velha no Campo de Tupi, Bacia de Santos, Brasil, realizando a classificação automatizada de litofácies carbonáticas com alta precisão. A metodologia incluiu seleção de dados, controle de qualidade e pré-processamento, seguidos por aumento de dados, definição de hiperparâmetros para cada modelo, treinamento do algoritmo XGBoost e avaliação do modelo usando métricas importantes nas etapas de treinamento, validação cruzada e teste. Doze modelos diferentes foram avaliados, sendo quatro deles selecionados para a sua aplicação nos blind wells. Esses modelos apresentaram 0,63 a 0,72 na métrica de avaliação de modelos F1-score. Os resultados demonstram a eficácia do algoritmo XGBoost combinado com seleção avançada de variáveis, processo de aumento de dados e definição de hiperparâmetros. A abordagem e o fluxo de trabalho criados com o conjunto de dados da Formação Barra Velha do Campo de Tupi forneceram insights valiosos para a exploração do intervalo Pré-sal no Brasil, bem como para a sua promissora utilização na classificação de litofácies em diferentes bacias carbonáticas, como as bacias de Campos e Kwanza. |
Abstract: | Lithofacies classification is crucial for the exploration and development of oil and gas fields, providing valuable information for petrophysical and seismic analyses. In the case of carbonate lithofacies, the heterogeneity across different scales poses a challenge, particularly because manual interpretation by experts is time-consuming and prone to bias. In Brazil, the discovery of large hydrocarbon fields in the pre-salt reservoir interval has generated significant interest in the origin and classification of complex carbonate rocks. Recently, machine learning methods have emerged as a promising solution for automated lithofacies classification processes. In this study, we present an approach that includes the use of the XGBoost algorithm and a dataset from the Barra Velha Formation in the Tupi field, Santos Basin, Brazil, to perform high-precision automated classification of carbonate lithofacies. The methodology involved data selection, quality control, and preprocessing, followed by data augmentation, hyperparameter tuning for each model, training of the XGBoost algorithm, and model evaluation using important metrics in the stages of training, cross-validation, and testing. Twelve different models were evaluated, with four of them being selected for their application in blind wells. These models achieved F1-scores ranging from 0.63 to 0.72. The results demonstrate the effectiveness of the XGBoost algorithm combined with advanced variable selection, data augmentation process, and hyperparameter tuning. The approach and workflow created with the dataset from the Barra Velha Formation of the Tupi field provided valuable insights for exploring the pre-salt interval in Brazil, as well as for its promising application in classifying lithofacies in different carbonate basins, such as the Campos and Kwanza basins. |
Palavras-chave: | Machine learning supervisionado Classificação de litofácies Fomação Barra Velha Campo de Tupi Pré-sal da Bacia de Santos Supervised Machine Learning Lithofacies classification Barra Velha formation Tupi Field Pre-Salt Santos Basin |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA::ESTRATIGRAFIA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Geologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Geociências |
Citação: | CARDOSO, Daiane dos Santos. Utilização de Machine Learning supervisionado para a predição de litofácies no pré-sal da Bacia de Santos, formação Barra Velha, Campo de Tupi. 2023. 87 f. Tese (Doutorado em Geociências) - Faculdade de Geologia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2023. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/21083 |
Data de defesa: | 28-Dez-2023 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Geociências |
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