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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2024.tde-12072024-075152
Documento
Autor
Nome completo
Luiz Felipe Niedermaier Custodio
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2024
Orientador
Banca examinadora
Carneiro, Cleyton de Carvalho (Presidente)
Avansi, Michelle Chaves Kuroda
Viana, Camila Duelis
Título em português
Recuperação avançada de petróleo: busca de campos análogos e análises mundiais técnicas e estratégicas via abordagem orientada por ciência de dados.
Palavras-chave em português
Análise global de bases de dados
Aprendizado computacional
Ciência de dados
Recuperação avançada de petróleo
Resumo em português
Na busca por maximizar a recuperação de reservatórios de petróleo, métodos de Enhanced Oil Recovery (EOR) tornaram-se foco estratégico no setor produtivo petrolífero. No que concerne à análise integrada de tendências globais e fatores determinantes na aplicação destes métodos, no entanto, há uma ampla discussão a ser desenvolvida na literatura científica e tecnológica. Este estudo foi conduzido com uma abordagem global, coletando um vasto conjunto de dados desestruturados de documentos públicos relacionados aos métodos EOR tradicionais e tecnologias emergentes. Assim, três etapas principais foram abordadas: (i) construção de uma ampla base de dados com posição espacial acerca da aplicação de métodos de EOR no mundo; (ii) desenvolvimento de uma análise abrangente e mundial da aplicação de métodos de EOR; (iii) identificação de padrões e principais fatores técnicos, econômicos e regulatórios que influenciam na aplicação dos métodos de EOR no mundo; (iv) desenvolvimento de metodologia para identificação de campos análogos conforme critérios de agências reguladoras. Através da aplicação de técnicas de ciência de dados e da utilização de mapas auto-organizáveis (SOM), foi possível processar, reduzir a dimensionalidade e visualizar a complexidade dos dados. Estas técnicas demonstraram ser particularmente eficazes para dados de alta dimensionalidade e incompletos. O estudo integrou diferentes modalidades de dados, produzindo uma representação profunda do conhecimento inerente aos projetos EOR e suas aplicações em escala global. Os resultados evidenciaram inter-relações sutis entre múltiplas variáveis e os métodos EOR. Revelaramse tendências, direcionamentos em pesquisa e desenvolvimento, e fatores críticos para decisões informadas. Uma análise criteriosa expôs fatores técnicos, como propriedades dos reservatórios, e não-técnicos, incluindo aspectos locais, comerciais, temporais e regulatórios, que influenciam na seleção e aplicação dos métodos EOR. Foi observada a formação de grupos de similaridade entre países e empresas no que se refere à aplicação de EOR, bem como discussões sobre aspectos regulatórios. Complementarmente, desenvolveu-se uma metodologia eficiente para obtenção de campos análogos, considerando parâmetros e requisitos de agências reguladoras, sendo posteriormente validada com um estudo de caso concreto, e que possibilita decisões mais bem informadas com base em reservatórios com características semelhantes. O estudo também abordou a dinâmica de disponibilidade e custos associados a fluidos de injeção, e seu impacto nas decisões. A exploração de uma base de dados global ofereceu uma compreensão refinada dos fatores que moldam a aplicação global dos métodos EOR, além de introduz inovações metodológicas e proposições analíticas. O desenvolvimento passa a ser um instrumento útil para profissionais, acadêmicos e tomadores de decisão no domínio da engenharia de reservatórios.
Título em inglês
Enhanced oil recovery: analogue oil fields and technical and strategical global analysis through data science approach.
Palavras-chave em inglês
Data Science
Enhanced oil recovery
Global databases analysis
Machine learning
Resumo em inglês
In the continuous endeavor to augment oil reservoir recovery, Enhanced Oil Recovery (EOR) methods have risen as a strategic linchpin in the petroleum sector. Despite their undoubted significance, current literature exposes a discernible void in integrating global trends and pivotal determinants driving these methods. Addressing this void, our research embarked on a holistic approach, collating an expansive cache of unstructured data from public documents, spanning both conventional EOR methods and nascent technologies. This endeavor was navigated through stages, commencing with the development of a georeferenced database on global EOR applications, followed by a comprehensive global analysis of EOR methods' deployment, decoding patterns, and the salient technical, economic, and regulatory factors steering their adoption, and culminating in the formulation of a methodology to identify analogous fields aligned with regulatory agency criteria. Leveraging data science methodologies, particularly self-organizing maps (SOM), facilitated the intricate tasks of data processing, dimensionality reduction, and visual interpretation, showcasing their proficiency in handling high-dimensional and sporadic data. The findings illuminated nuanced interdependencies between multifarious variables and EOR methods, unveiling emergent trends, research trajectories, and decision-centric inflection points. A rigorous examination unraveled both technical aspects, like reservoir properties, and nontechnical facets, encompassing local, commercial, temporal, and regulatory nuances influencing EOR method selection and deployment. Notably, similarity clusters among countries and enterprises regarding EOR application emerged, supplemented by an in-depth discourse on regulatory considerations. An auxiliary achievement was the robust methodology sculpted for analogous field identification, adhering to regulatory guidelines, further authenticated via a tangible case study. This aids in fostering judicious decisions rooted in reservoirs of congruent attributes. Moreover, the dynamics of availability and cost implications tied to injection fluids and their consequent influence on decisions were explored. This research not only furnishes a granulated understanding of the multifaceted ecosystem dictating global EOR methods' adoption but also pioneers methodological breakthroughs and analytical epiphanies, standing as an invaluable beacon for practitioners, scholars, and decision-makers in reservoir engineering.
 
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Data de Publicação
2024-07-15
 
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