On the Effectiveness of Kolmogorov—Arnold Networks for Enhanced Oil Recovery Prediction in Polymer Flooding

2024

Жабық қол жеткізу Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1109/acai63924.2024.10899678
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Enhanced oil recovery techniques like polymer flooding are vital for maximizing hydrocarbon extraction, but predicting recovery factors remains challenging due to complex reservoir dynamics. Traditional artificial neural networks offer predictive power but lack interpretability, limiting their practical utility in engineering applications. This study introduces Kolmogorov-Arnold Networks (KANs) as an interpretable alternative for modeling recovery factors in polymer flooding. Using a synthetically generated dataset of over 160,000 samples with key reservoir parameters, we trained KAN models through a series of experiments, varying network architectures, grid sizes, learning rates, and optimizers (Adam and LBFGS) to evaluate performance and interpretability. The best-performing KAN achieved a Test Mean Squared Error (MSE) of 0.000597 and a Test coefficient of determination$(\boldsymbol{R}^{2})$of 0.902 with only 1,885 parameters, closely matching the performance of a previous deep neural network model that used 43,265 parameters (Test$\mathbf{R}^{\mathbf{2}}$of 0.908). While KANs did not surpass the DNN in predictive accuracy, they offered comparable results with significantly reduced complexity and enhanced transparency. The modular structure and learnable activation functions of KANs provide insights into the decision-making process. This work contributes to the EOR field by demonstrating that KANs can effectively model complex reservoir behaviors while being transparent in their decision making.