Intelligent filtering of field data

Abstract

   In the oil and gas industry, the measured parameters during oil and gas production are often affected by noise, which contributes to complex and non-monotonic dynamics. This makes manual analysis and interpretation extremely difficult.   Therefore, this article aims to develop an algorithm capable of identifying and removing noise (signal changes without a clear cause) in the production parameters of well operation.   The article examines data smoothing methods, including moving average, exponential smoothing, Kalman filter, Wiener filter, Savitzky-Golay filter, Fourier transform, and wavelet transform. The authors identified advantages and limitations. An alternative approach is proposed, combining machine learning methods with standard data filtering tools. The developed algorithm restores the true dynamics of well performance metrics and filters out and smooths noise related to technical malfunctions. The novelty of the algorithm lies in using an LSTM neural network to extract the trend component from noisy dynamics, taking into account events occurring at the well itself as well as events happening at surrounding wells.

About the authors

R. Y. Ponomarev

Tyumen Petroleum Research Center LLC

Email: ryponomarev@tnnc.rosneft.ru

A. A. Leshchenko

Tyumen Petroleum Research Center LLC

R. R. Ziazev

Tyumen Petroleum Research Center LLC

M. M. Galiullin

Tyumen Petroleum Research Center LLC

R. R. Migmanov

Tyumen Petroleum Research Center LLC

M. I. Ivlev

Tyumen Petroleum Research Center LLC

References

  1. Иванов, А. В. Математическое моделирование нестационарной работы нефтяной скважины с учетом неравновесности фазовой проницаемости / А. В. Иванов, С. В. Степанов. – Текст : непосредственный // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. – 2017. – Т. 3, № 3. – С. 70–82.
  2. Степанов, С. В. Численное исследование влияния капиллярного давления и сжимаемости на динамику обводнения скважины / С. В. Степанов. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений. – 2008. – № 8. – С. 72–74.
  3. Копыркин, К. Динамические скользящие средние / К. Копыркин. – Текст : непосредственный // Современный трейдинг. – 2001. – № 5–6. – С. 8–12.
  4. Kalman, R. E. A new approach to linear filtering and prediction problems / R. E. Kalman. – doi: 10.1115/1.3662552. – Direct text // Journal of Basic Engineering – 1960. – Vol. 82, Issue 1. – P. 35–45.
  5. Wiener, N. The extrapolation, interpolation and smoothing of stationary time series with Engineering Applications / N. Wiener. – doi: 10.2307/2981007. – Direct text // Journal of the Royal Statistical Society. Series A (General). – 1950. – Vol. 113, Issue 3. – P. 413–414.
  6. Каламбет, Ю. А. Доверительные интервалы метода взвешенных наименьших квадратов и стратегия градуировки / Ю. А. Каламбет, С. А. Мальцев, Ю. П. Козьмин. – Текст : непосредственный // Заводская Лаборатория. Диагностика Материалов. – 2015. – Т. 81, № 1–1. – С. 69–76.
  7. Enke, C. G. Signal-to-noise ratio enhancement by least-squares polynomial smoothing / C. G. Enke, T. A. Nieman. – doi: 10.1021/ac50002a007. – Direct text // Analytical Chemistry. – 1976. – Vol. 48, Issue 8. – P. 705A–712A.
  8. Savitzky, A. Smoothing and differentiation of data by simplified least squares procedures / A. Savitzky, M. J. E. Golay. – doi: 10.1021/ac60214a047. – Direct text // Analytical Chemistry. – 1964. – Vol. 36, Issue 8. – P. 1627–1639.
  9. Кондратьева, Т. Н. Прогнозирование тенденции финансовых временных рядов с помощью нейронной сети LSTM / Т. Н. Кондратьева. – Текст : электронный // Интернет-журнал «Науковедение» : электронный журнал. – 2017. – Т. 9, № 4. – URL: http://naukovedenie.ru/PDF/56TVN417.pdf.
  10. Самойлов, Д. Ю. Информационно-измерительная и управляющая система для интенсификации добычи нефти и определения обводненности продукции скважин : специальность 05.11.16 «Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)» : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Самойлов Денис Юрьевич ; Уфимский государственный авиационно-технический университет. – Уфа, 2019. – 22 с. – Место защиты : Уфимский государственный авиационно-технический университет. – Текст : непосредственный.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».