Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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dc.creatorPEREIRA, Laura Pellizari-
dc.date.issued2026-09-04-
dc.identifier.citationPEREIRA, Laura Pellizari. Autodrill: framework autoML para previsão da taxa de perfuração em poços de petróleo. 2026. 69 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia da Computação) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2026.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4488-
dc.description.abstractPredicting the Rate of Penetration (ROP) plays a central role in optimizing operations in the oil and gas industry, directly influencing operational efficiency and drilling-related costs. However, conventional machine learning models have limitations in this context due to the strong non-linearity of the variables involved and, above all, the high lithological heterogeneity and low reliability of downhole sensors, resulting in noisy and gapped time series. This work proposes AutoDrill, an Automated Machine Learning (AutoML) framework specifically designed for the drilling domain. In contrast to generalist approaches, AutoDrill incorporates a preprocessing pipeline specialized in drilling signals (including adaptive smoothing, transient correction, and data interpolation) coupled with an automated hyperparameter search and tuning mechanism. The experimental evaluation was conducted on various datasets and geological scenarios, using records from three offshore repositories (Equinor Volve, USROP, and NEATS NOPIMS). The performance of AutoDrill was compared to the AutoGluon and H2O AutoML frameworks, considered representative of the state of the art in AutoML. The results indicate that AutoDrill exhibits consistent and competitive performance, achieving an average coefficient of determination (R2) of 0.91 across all analyzed scenarios, particularly in environments characterized by high heterogeneity and noise, such as in the case of NEATS NOPIMS. In this specific scenario, AutoDrill significantly outperformed the reference frameworks, reducing the mean absolute error (MAE) by up to 80% and raising the R2 from levels below 0.20 to 0.94. In conclusion, the systematic incorporation of domain knowledge into the machine learning automation cycle is crucial for the robustness of real-time prediction. From this perspective, AutoDrill presents itself as a practical, scalable, and domain-oriented approach for ROP prediction, contributing to the advancement of machine learning techniques in petroleum engineering.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Itajubápt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectAutoMLpt_BR
dc.subjectPrevisãopt_BR
dc.subjectROPpt_BR
dc.subjectAprendizado de máquinapt_BR
dc.subjectPerfuração de poçospt_BR
dc.subjectPetróleopt_BR
dc.subjectOtimizaçãopt_BR
dc.titleAutodrill: framework autoML para previsão da taxa de perfuração em poços de petróleopt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.date.available2026-10-26-
dc.date.available2026-10-21T19:11:00Z-
dc.date.accessioned2026-10-21T19:11:00Z-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7958203740891021pt_BR
dc.contributor.advisor1LEITE, João Paulo Reus Rodrigues-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1450824752280712pt_BR
dc.contributor.advisor-co1NASCIMENTO, Andreas-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2072155247986639pt_BR
dc.contributor.referee1LEITE, João Paulo Reus Rodrigues-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1450824752280712pt_BR
dc.contributor.referee2KUEHNE, Bruno Tardiole-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6380098950336268pt_BR
dc.contributor.referee3NASCIMENTO, Andreas-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2072155247986639pt_BR
dc.contributor.referee4MARTINS, Fernando Gomes-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/4322076267490820pt_BR
dc.description.resumoA predição da Taxa de Perfuração (ROP, do inglês Rate of Penetration) desempenha papel central na otimização de operações na indústria de óleo e gás, influenciando diretamente a eficiência operacional e os custos associados à perfuração. Entretanto, modelos de aprendizado de máquina apresentam limitações nesse contexto em razão da forte não-linearidade das variáveis envolvidas e, sobretudo, da elevada heterogeneidade litológica e da baixa confiabilidade de sensores de fundo de poço, que resultam em séries temporais ruidosas e com lacunas. Neste trabalho, propõe-se o AutoDrill, um framework de Automated Machine Learning (AutoML) especificamente projetado para o domínio de perfuração. Em contraste com abordagens generalistas, o AutoDrill incorpora um pipeline de pré-processamento especializado em sinais de perfuração (incluindo suavização adaptativa, correção de transientes e interpolação de dados) acoplado a um mecanismo automatizado de busca e ajuste de hiperparâmetros. A avaliação experimental foi conduzida em diversos conjuntos de dados e cenários geológicos, utilizando registros provenientes de três repositórios offshore (Equinor Volve, USROP e NEATS NOPIMS). O desempenho do AutoDrill foi comparado aos frameworks AutoGluon e H2O AutoML, considerados representativos do estado da arte em AutoML. Os resultados indicam que o AutoDrill apresenta desempenho consistente e competitivo, alcançando coeficiente de determinação (R2) médio de 0,91 ao longo de todos os cenários analisados, com destaque para ambientes caracterizados por elevada heterogeneidade e ruído, como no caso do NEATS NOPIMS. Nesse cenário específico, o AutoDrill superou de forma significativa os frameworks de referência, reduzindo o erro absoluto médio (MAE) em até 80% e elevando o R2 de níveis inferiores a 0,20 para 0,94.Conclui-se que o conhecimento de domínio é determinante para a melhoria da predição em tempo real. Nessa perspectiva, o AutoDrill configura-se como uma abordagem prática, escalável e orientada ao domínio para a predição de ROP, contribuindo para o avanço da aplicação de técnicas de aprendizado de máquina na engenharia de petróleo.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentIESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informaçãopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação - Mestrado - Ciência e Tecnologia da Computaçãopt_BR
dc.publisher.initialsUNIFEIpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA::CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOpt_BR
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