Carbonate reservoirs offer significant capacity for subsurface carbon storage, oil production, and underground hydrogen storage. X-ray computed tomography (X-ray CT) coupled with numerical simulations is commonly used to investigate the multiphase flow behaviors in carbonate rocks. Carbonates exhibit pore size distribution across scales, hindering the comprehensive investigation with conventional X-ray CT images. Imaging samples at both macro and micro-scales (multi-scale imaging) proved to be a viable option in this context. However, multi-scale imaging faces two key limitations: the trade-off between field of view and voxel size necessitates resource-intensive imaging, while multi-scale multi-physics numerical simulations on resulting digital models incur prohibitive computational costs. To address these challenges, we propose a machine learning-enhanced data assimilation framework that leverages experimental drainage relative permeability measurements to achieve efficient characterization of micro-scale structures, delivering a data-driven solution toward a high-fidelity multiscale digital rock modeling. We train a dense neural network (DNN) as a proxy to a multi-scale pore network simulator and couple it with an ensemble smoother with multiple data assimilation (ESMDA) algorithm. DNN-ESMDA framework simultaneously infers the CO2-brine drainage relative permeability of microporosity phases with associated uncertainty estimation, revealing the relative importance of each rock phase and guiding future characterization. Our DNN-ESMDA framework achieves a computational speedup, reducing inference time from thousands of hours to seconds compared with the usage of conventional multiscale numerical simulation. Given this computational efficiency and applicability, the machine learning-enhanced ESMDA framework presents a generalizable approach for characterizing multiscale carbonate rocks.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习(Machine Learning)是一个研究计算学习方法的国际论坛。该杂志发表文章,报告广泛的学习方法应用于各种学习问题的实质性结果。该杂志的特色论文描述研究的问题和方法,应用研究和研究方法的问题。有关学习问题或方法的论文通过实证研究、理论分析或与心理现象的比较提供了坚实的支持。应用论文展示了如何应用学习方法来解决重要的应用问题。研究方法论文改进了机器学习的研究方法。所有的论文都以其他研究人员可以验证或复制的方式描述了支持证据。论文还详细说明了学习的组成部分,并讨论了关于知识表示和性能任务的假设。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ml/
专知会员服务
44+阅读 · 2021年9月7日
基于深度学习的数据融合方法研究综述
专知会员服务
148+阅读 · 2020年12月10日
必读的7篇 IJCAI 2019【图神经网络(GNN)】相关论文
专知会员服务
92+阅读 · 2020年1月10日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
基于深度学习的数据融合方法研究综述
专知
37+阅读 · 2020年12月10日
AI新视野 | 数据蒸馏Dataset Distillation
人工智能前沿讲习班
31+阅读 · 2019年6月14日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
【大数据】工业大数据在石化行业的应用成功“落地”
读书报告 | Deep Learning for Extreme Multi-label Text Classification
科技创新与创业
48+阅读 · 2018年1月10日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《最强大的军事网状网络》
专知会员服务
7+阅读 · 9月7日
《预测陆军征兵任务分配》110页
专知会员服务
5+阅读 · 9月7日
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
11+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
11+阅读 · 9月1日
相关VIP内容
专知会员服务
44+阅读 · 2021年9月7日
基于深度学习的数据融合方法研究综述
专知会员服务
148+阅读 · 2020年12月10日
必读的7篇 IJCAI 2019【图神经网络(GNN)】相关论文
专知会员服务
92+阅读 · 2020年1月10日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员