改进了XGBoost模型,用于预测CO2洪水中最小混合压力
Yuxin Yang1,2, Yizhong Zhang3,4, Bowen Qin1
1Hubei Cooperative Innovation Center of Unconventional Oil & Gas, Yangtze University, Wuhan City, 430100, China.
本研究开发了一种先进的模型,用于使用改进的XGBoost算法预测二氧化碳增强石油回收 (CO2-EOR) 中的最小可变压力 (MMP). 新模型提高了准确性和可解释性,以更好地设计CO2-EOR战略.
科学领域:
- 石油工程是石油工程中的一个.
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 数据科学数据科学数据科学
背景情况:
- 用二氧化碳增强的石油回收 (CO2-EOR) 对于增加石油生产和支持碳捕获,利用和储存 (CCUS) 至关重要.
- 准确预测最小混合压力 (MMP) 对于CO2-EOR操作的效率至关重要.
- 现有的MMP预测模型往往缺乏对纯和不纯CO2场景的准确性或通用性.
研究的目的:
- 开发一种强大的MMP预测模型,用于纯和不纯的CO2-EOR,使用增强的极端梯度增强 (XGBoost) 算法.
- 调查注射气体临界温度 (Tcm) 作为MMP预测中的新变量的影响.
- 为了提高MMP预测模型的准确性,可解释性和通用性.
主要方法:
- 使用水库物理和皮尔森相关性分析进行特征选择.
- 通过主要组件分析 (PCA) 减少尺寸.
- 使用粒子集群优化 (PSO) 优化 XGBoost 的超参数优化.
- 使用沙普利增量解释 (SHAP) 的模型解释性评估.
主要成果:
- 拟议的CO2-MMP预测模型实现了高精度,R2值为0.9991 (训练) 和0.9845 (测试).
- 与传统的MMP预测方法相比,该模型显示出更高的性能.
- SHAP分析证实了模型的良好的解释能力,并确定了关键影响因素.
结论:
- 开发的基于XGBoost的模型为CO2-EOR.中MMP预测提供了一个透明,高效和可通用的方法.
- 这种方法为优化CO2-EOR战略和支持成本效益高的水库开发提供了有价值的见解.
- 将TCm作为一个变量增加了该模型对各种CO2-EOR应用的预测能力.
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