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dc.creatorMiranda, Pedro Aurélio Targa-
dc.date.accessioned2025-01-13T12:38:39Z-
dc.date.available2025-01-13T12:38:39Z-
dc.date.issued2023-06-12-
dc.identifier.citationMIRANDA, Pedro Aurélio Targa. Modelagem matemática do comportamento de fluidos de perfuração com o uso de aprendizado de máquinas. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35764-
dc.description.abstractPredicting the rheological behavior of drilling fluid is essential for oil well drilling, as the operation’s success depends on the functions the fluid must perform. This work aimed to develop a Machine Learning algorithm capable of representing the rheological properties of drilling fluids under various conditions. The development platform used was Google Colab Navigator, with Python being employed for data analysis, exploratory computation, and visualization. The dataset was provided by studies conducted at the LabReo rheology laboratory, derived from the rheological characterization of water-based and olefin-based drilling fluids. The data was prepared, preprocessed, and normalized. An artificial neural network model was developed and trained using hyperparameters defined through comparisons with performance metrics. The flow curves of the fluids were plotted and compared, assessing the accuracy of the predictions made by the developed model against experimental values. Linear regression and Power Law rheological models were implemented for comparison with the neural network model. The optimization of hyperparameters played a crucial role in the obtained results. The best hyperparameter configuration included five layers with a neuron sequence of 16, 32, 64, 32, 16, a learning rate of 0.001, and ReLU activation function. The number of training epochs influenced the accuracy of shear stress predictions and using 300 epochs improved accuracy without excessively prolonging processing time. Striking the right balance between epochs and accuracy is essential for more precise results. The developed neural network model demonstrated high accuracy in predicting flow curves, making it a powerful tool for forecasting the rheological behavior of drilling fluids under different conditions.pt_BR
dc.description.sponsorshipAgência Nacional do Petróleo (ANP)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
dc.subjectReologiapt_BR
dc.subjectPoços de petróleo - Perfuraçãopt_BR
dc.subjectAprendizado do computadorpt_BR
dc.subjectRedes neurais (Computação)pt_BR
dc.subjectRheologypt_BR
dc.subjectOil well drillingpt_BR
dc.subjectMachine learningpt_BR
dc.subjectNeural networks (Computer science)pt_BR
dc.titleModelagem matemática do comportamento de fluidos de perfuração com o uso de aprendizado de máquinaspt_BR
dc.title.alternativeMathematical modeling of drilling fluids behavior using machine learningpt_BR
dc.typebachelorThesispt_BR
dc.description.resumoPrever o comportamento das propriedades reológicas de fluido de perfuração é imprescindível para a perfuração de poços de petróleo pois o sucesso depende das funções que o fluido deve executar durante o processo. Neste trabalho foi desenvolvido algoritmo baseado em Aprendizado de Máquinas via rede neural artificial capaz de representar o comportamento das propriedades reológicas de fluidos de perfuração em variadas condições. A plataforma de desenvolvimento utilizada foi a Google Colab Navigator com o uso da linguagem Python na análise, computação explorativa e visualização dos dados. A base de dados foi disponibilizada por estudos realizados no laboratório de reologia LabReo, obtidos de caracterização reológica de fluidos de perfuração base água e olefina. Os dados foram preparados, pré-processados e normalizados. Foi desenvolvido modelo de rede neural artificial e treinado utilizando hiperparâmetros definidos por meio de comparações com métricas de desempenho. As curvas de escoamento dos fluidos foram plotadas e comparadas, avaliando a precisão das previsões feitas pelo modelo desenvolvido em relação aos valores experimentais. Modelos de regressão linear e o modelo de ajuste da viscosidade de Power Law foram implementados para fins de comparação com o modelo de rede neural. A otimização dos hiperparâmetros desempenhou papel fundamental nos resultados obtidos. A melhor configuração de hiperparâmetros incluiu cinco camadas com sequência de neurônios 16, 32, 64, 32, 16, taxa de aprendizado de 0,001 e a função de ativação ReLU. O número de épocas de treinamento influenciou a precisão das previsões de tensão de cisalhamento e o uso de 300 épocas melhorou a precisão sem prolongar o tempo de processamento. O equilíbrio entre épocas e precisão é essencial para resultados mais precisos. O modelo de rede neural artificial (RNA) desenvolvido mostrou alta precisão na previsão das curvas de escoamento, o que o torna a ferramenta poderosa para prever o comportamento reológico de fluidos de perfuração em diferentes condições de operação.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.contributor.advisor1Franco, Admilson Teixeira-
dc.contributor.advisor-co1Ardila, Luis Humberto Quitian-
dc.contributor.referee1Franco, Admilson Teixeira-
dc.contributor.referee2Negrão, Cezar Otaviano Ribeiro-
dc.contributor.referee3Luersen, Marco Antônio-
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programEngenharia Mecânicapt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApt_BR
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