00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - CTEC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA DE PETRÓLEO - CTEC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Aplicação de técnicas de inteligência artificial para modelagem de falhas de integridade nos sistemas de revestimento de poço
Autor(es): Oliveira, Ricardo Nícolas Santos
Primeiro Orientador: Santos, João Paulo Lima
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Lima Júnior, Eduardo Toledo de
metadata.dc.contributor.referee1: Gouveia, Lucas Pereira de
metadata.dc.contributor.referee2: Várady Filho, Christiano Augusto Ferrario
Resumo: Atualmente, o petróleo é uma das fontes de energia mais consumidas no mundo, e essa demanda está em constante crescimento. No entanto, a produção de hidrocarbonetos é repleta de desafios. Pode-se citar a natureza complexa de suas operações, bem como o ambiente severo ao qual suas instalações estão expostas. É o caso, por exemplo, de poços offshore sujeitos a condições extremas de carregamentos ambientais, sob elevados níveis de pressão e temperatura. Este trabalho aborda anomalias ocorridas ao longo da vida em produções dos poços, que podem levar a situações de perda de integridade e, consequentemente, a danos ambientais, riscos a vidas humanas e prejuízo financeiro. Dessa forma, a classificação de eventos indesejados durante a produção de hidrocarbonetos beneficia a indústria como um todo, corroborando com técnicas capazes de diminuir custos associados à intervenção em poços, reduzindo o erro humano, o retrabalho e garantindo a segurança operacional. A literatura e a prática mostram que os métodos de inteligência artificial (IA) são capazes de contribuir de diversas formas nesse âmbito. Nesse sentido, o objetivo do presente trabalho é desenvolver um modelo automatizado com técnicas de IA para classificar anomalias com base em séries de dados públicos disponibilizados por Vargas et al. (2019). Este trabalho utiliza as técnicas de K-nearest neighbors (KNN), Support Vector Machine (SVM) e NonMyopic Early Classifier, e por meio da biblioteca de aprendizado de máquina sklearn como ferramenta de análise de dados e Python para o desenvolvimento dos algoritmos. Nesse contexto, com a aplicação das técnicas, alcançou-se um desempenho notável. O método KNN, em particular, obteve uma acurácia de mais de 90%. Além disso, a análise inclui métricas essenciais como acurácia balanceada, precisão, revocação e F1 score.
Abstract: Currently, oil is one of the most consumed sources of energy in the world, and this demand is constantly growing. However, hydrocarbon production is filled with challenges. These challenges include the complex nature of its operations, as well as the harsh environment to which its facilities are exposed. This is the case, for example, with offshore wells subject to extreme environmental conditions, under high levels of pressure and temperature. This work addresses anomalies that occur throughout the lifespan of well productions, which can lead to situations involving loss of integrity, resulting in environmental damage, risks to human lives, and financial loss. Thus, the classification of unwanted events during hydrocarbon production benefits the industry as a whole, supporting techniques capable of reducing costs associated with well interventions, minimizing human error, avoiding rework, and ensuring operational safety. Literature and practice demonstrate that artificial intelligence (AI) methods can contribute in various ways in this context. In this sense, the objective of this work is to develop an automated model using AI techniques to classify anomalies based on publicly available data series provided by Vargas et al. (2019). This work utilizes the K-nearest neighbors (KNN), Support Vector Machine (SVM), and Non-Myopic Early Classifier techniques, along with the sklearn machine learning library as a data analysis tool and Python for algorithm development. In this context, the techniques applied achieved the best performance in terms of accuracy with KNN, with a value of 97.56%. Additionally, the analysis is conducted using metrics such as balanced accuracy, precision, recall, and F1 score. The results obtained demonstrated a significant improvement compared to the public data.
Palavras-chave: Hidrocarbonetos - Exploração
Poços de petróleo - Petróleo
Inteligência artificial - Petróleo
Classificação de anomalia
Monitoramento de poços de petróleo
Classificação de séries temporais
Artificial intelligence
Anomaly classification
Oil well monitoring
Series classification
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia de Petróleo - Bacharelado
Citação: OLIVEIRA, Ricardo Nícolas Santos. Aplicação de técnicas de inteligência artificial para modelagem de falhas de integridade nos sistemas de revestimento de poço. 2025. 34 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Petróleo) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/16183
Data do documento: 17-out-2023
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