Modelagem matemática do comportamento de fluidos de perfuração com o uso de aprendizado de máquinas

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorFranco, Admilson Teixeira-
Autor(es): dc.contributorArdila, Luis Humberto Quitian-
Autor(es): dc.contributorFranco, Admilson Teixeira-
Autor(es): dc.contributorNegrão, Cezar Otaviano Ribeiro-
Autor(es): dc.contributorLuersen, Marco Antônio-
Autor(es): dc.creatorMiranda, Pedro Aurélio Targa-
Data de aceite: dc.date.accessioned2025-08-29T13:01:13Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2025-08-29T13:01:13Z-
Data de envio: dc.date.issued2025-01-12-
Data de envio: dc.date.issued2025-01-12-
Data de envio: dc.date.issued2023-06-12-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35764-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1106013-
Descrição: dc.descriptionPredicting the rheological behavior of drilling fluid is essential for oil well drilling, as the operation’s success depends on the functions the fluid must perform. This work aimed to develop a Machine Learning algorithm capable of representing the rheological properties of drilling fluids under various conditions. The development platform used was Google Colab Navigator, with Python being employed for data analysis, exploratory computation, and visualization. The dataset was provided by studies conducted at the LabReo rheology laboratory, derived from the rheological characterization of water-based and olefin-based drilling fluids. The data was prepared, preprocessed, and normalized. An artificial neural network model was developed and trained using hyperparameters defined through comparisons with performance metrics. The flow curves of the fluids were plotted and compared, assessing the accuracy of the predictions made by the developed model against experimental values. Linear regression and Power Law rheological models were implemented for comparison with the neural network model. The optimization of hyperparameters played a crucial role in the obtained results. The best hyperparameter configuration included five layers with a neuron sequence of 16, 32, 64, 32, 16, a learning rate of 0.001, and ReLU activation function. The number of training epochs influenced the accuracy of shear stress predictions and using 300 epochs improved accuracy without excessively prolonging processing time. Striking the right balance between epochs and accuracy is essential for more precise results. The developed neural network model demonstrated high accuracy in predicting flow curves, making it a powerful tool for forecasting the rheological behavior of drilling fluids under different conditions.-
Descrição: dc.descriptionAgência Nacional do Petróleo (ANP)-
Descrição: dc.descriptionPrever o comportamento das propriedades reológicas de fluido de perfuração é imprescindível para a perfuração de poços de petróleo pois o sucesso depende das funções que o fluido deve executar durante o processo. Neste trabalho foi desenvolvido algoritmo baseado em Aprendizado de Máquinas via rede neural artificial capaz de representar o comportamento das propriedades reológicas de fluidos de perfuração em variadas condições. A plataforma de desenvolvimento utilizada foi a Google Colab Navigator com o uso da linguagem Python na análise, computação explorativa e visualização dos dados. A base de dados foi disponibilizada por estudos realizados no laboratório de reologia LabReo, obtidos de caracterização reológica de fluidos de perfuração base água e olefina. Os dados foram preparados, pré-processados e normalizados. Foi desenvolvido modelo de rede neural artificial e treinado utilizando hiperparâmetros definidos por meio de comparações com métricas de desempenho. As curvas de escoamento dos fluidos foram plotadas e comparadas, avaliando a precisão das previsões feitas pelo modelo desenvolvido em relação aos valores experimentais. Modelos de regressão linear e o modelo de ajuste da viscosidade de Power Law foram implementados para fins de comparação com o modelo de rede neural. A otimização dos hiperparâmetros desempenhou papel fundamental nos resultados obtidos. A melhor configuração de hiperparâmetros incluiu cinco camadas com sequência de neurônios 16, 32, 64, 32, 16, taxa de aprendizado de 0,001 e a função de ativação ReLU. O número de épocas de treinamento influenciou a precisão das previsões de tensão de cisalhamento e o uso de 300 épocas melhorou a precisão sem prolongar o tempo de processamento. O equilíbrio entre épocas e precisão é essencial para resultados mais precisos. O modelo de rede neural artificial (RNA) desenvolvido mostrou alta precisão na previsão das curvas de escoamento, o que o torna a ferramenta poderosa para prever o comportamento reológico de fluidos de perfuração em diferentes condições de operação.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Publicador: dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paraná-
Publicador: dc.publisherCuritiba-
Publicador: dc.publisherBrasil-
Publicador: dc.publisherEngenharia Mecânica-
Publicador: dc.publisherUTFPR-
Direitos: dc.rightsopenAccess-
Direitos: dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/-
Palavras-chave: dc.subjectReologia-
Palavras-chave: dc.subjectPoços de petróleo - Perfuração-
Palavras-chave: dc.subjectAprendizado do computador-
Palavras-chave: dc.subjectRedes neurais (Computação)-
Palavras-chave: dc.subjectRheology-
Palavras-chave: dc.subjectOil well drilling-
Palavras-chave: dc.subjectMachine learning-
Palavras-chave: dc.subjectNeural networks (Computer science)-
Palavras-chave: dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA-
Título: dc.titleModelagem matemática do comportamento de fluidos de perfuração com o uso de aprendizado de máquinas-
Título: dc.titleMathematical modeling of drilling fluids behavior using machine learning-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT

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