Modèles géostatistiques hybrides et Machine-learning pour la prédiction des propriétés pétrophysiques des réservoirs sous R

dc.contributor.authorROUAI , Hichem
dc.contributor.authorGRICHE , Sonia Encadrant
dc.date.accessioned2026-09-23T10:11:38Z
dc.date.issued2026
dc.descriptionيهدف هذا البحث الى تطوير منهجية متكاملةلتحسين نموذج الخصائص البيتروفيزيائية للمكامن النفطية،وبشكل خاص النفاذيةوالمسامية،وذلك من خلال الجمع بين الاساليب الجيوستاتيسية مثل الكريجياجوتقنيات التعلم الالي مثلالغابة العشوائيةوبشكل تكميلي phyton وبشكل اساسيrباستخدام بيئة البرمجة xgboost...... تعتمد المنهجية على عدة مراحل متدرجةبدءا بالتحليل الاستكشافي للبيانات مرورا بنمذجة البنيةالمكانية عبرالتنبا بالكريجياج وتطوير نماذج التطور الالي واخيرا بناء نموذج هجين يجمع بين مزايا الطريقتين الى جانب المحاكات الجيوستاتيستيةلتحليل عدم اليقين وتقييم المخاطر variogram
dc.description.abstractThis thesis aims to develop an integrated methodology to improve the modeling of petrophysical properties of oil reservoirs, particularly permeability and porosity, by combining geostatistical approaches (such as kriging) and Machine Learning techniques (such as Random Forest and XGBoost), primarily using the R environment with Python as a complementary tool. The adopted methodology includes several progressive steps : exploratory data analysis, spatial structure modeling using variogram, kriging interpolation, development of Machine Learning models, construction of a hybrid approach combining the advantages of both methods, and geostatistical simulation for uncertainty analysis and risk assessment. Results show that the variables, especially permeability, exhibit an asymmetric distribution and high spatial variability, requiring a logarithmic transformation. Variogram analysis confirmed the existence of a significant spatial structure. Machine Learning models, particularly Random Forest, outperform linear regression in predictive accuracy. The hybrid approach provided the best results, combining the predictive power of Machine Learning with the spatial consistency of kriging, producing more accurate and realistic maps. Geostatistical simulation helped identify high-uncertainty zones and assess risks through the calculation of P10 and P90 percentiles. This methodology can be applied to other fields such as hydrogeology, natural resource management, and environmental studies. It also opens perspectives for developing more advanced models such as deep neural networks and digital twins of oil reservoirs.
dc.description.sponsorshipCe mémoire vise à développer une méthodologie intégrée pour améliorer la modélisation des propriétés pétrophysiques des réservoirs pétroliers, notamment la perméabilité et la porosité, en combinant les approches géostatistiques (telles que le krigeage) et les techniques de Machine Learning (telles que la forêt aléatoire et XGBoost), en utilisant principalement l’environnement R et Python de manière complémentaire. La méthodologie adoptée comprend plusieurs étapes progressives : analyse exploratoire des données, modélisation de la structure spatiale par variogramme, interpolation par krigeage, développement de modèles de Machine Learning, construction d’une approche hybride combinant les avantages des deux méthodes, et simulation géostatistique pour l’analyse de l’incertitude et l’évaluation des risques. Les résultats montrent que les variables, en particulier la perméabilité, présentent une distribution asymétrique et une forte variabilité spatiale, nécessitant une transformation logarithmique. L’analyse du variogramme a confirmé l’existence d’une structure spatiale significative. Les modèles de Machine Learning, notamment la forêt aléatoire, surpassent la régression linéaire en précision prédictive. L’approche hybride a fourni les meilleurs résultats, combinant la puissance prédictive du Machine Learning avec la cohérence spatiale du krigeage, produisant des cartes plus précises et réalistes. La simulation géostatistique a permis d’identifier les zones à forte incertitude et d’évaluer les risques via le calcul des percentiles P10 et P90. Cette méthodologie peut être appliquée à d’autres domaines tels que l’hydrogéologie, la gestion des ressources naturelles et l’environnement. Elle ouvre également des perspectives pour le développement de modèles plus avancés comme les réseaux de neurones profonds et les jumeaux numériques des réservoirs pétroliers.
dc.identifier.otherMAM/0876
dc.identifier.urihttps://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/2806
dc.language.isofr
dc.publisherSetif 1 Unuversity Ferhat Abbas . Faculty of Sciences
dc.subjectGéostatistique
dc.subjectMachine Learning
dc.subjectmodèle hybride
dc.subjectkrigeage
dc.subjectforêt aléatoire
dc.subjectsimulation géostatistique
dc.subjectperméabilité
dc.subjectporosité
dc.subjectR.
dc.titleModèles géostatistiques hybrides et Machine-learning pour la prédiction des propriétés pétrophysiques des réservoirs sous R
dc.typeThesis

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