基于知识图谱分析的单井产量预测方法研究及应用.pdf

技术研究 94 2023年第9期近年来，随着大数据、人工智能技术的发展，如何重构管理流程，实现人工智能对提质、增效、降本的助推作用，是未来企业面临的巨大挑战1-3。为提高油气勘探开发的决策水平及油田建设规划的可行性，在油气勘探开发方面提高效率、节约成本，油田企业要实现数字化转型，必须充分发挥油气勘探开发知识优势，培养以知识为基础的核心竞争力。在整合、提升企业内部管理信息系统的基础上建立知识图谱系统4-5。1 知识图谱构建基于基础知识库成果，运用自然语言处理技术和知识图谱构建工具，针对生产人员提供的压裂方案，实现压裂技术知识图谱的构建。在针对石油与天然气行业的页岩气水力压裂项目开展了研究，构建页岩气水力压裂工程项目的知识图谱，将其与项目管理等知识领域进行了有机结合，认为可进行前瞻性布局（见图1）6。对勘探开发知识进行对齐、合并和消岐是知识融合的任务，这个过程也被称为实体链接。知识融合对知识库的建设非常重要。只有对数据实现互联互通，才能避免信息孤岛，提升勘探开发知识的应用价值7。图1 知识图谱管理流程2 知识图谱驱动的实现机制2.1 数据管理数据管理包括数据加载、数据维护、样本库管理等功能。数据加载：对井基础数据、测井数据、排采数据、压裂参数等的加载。数据维护：对加载的数据进行编辑、增加、删除和查询。数据处理：将压裂相关的数据导入后，经格式化处理，自动生成图形，用于压裂方案的自动生成；同时提供导出功能。样本库管理：对加载的数据进行编辑、增加、删除和查询。2.2 数据标准化（1）数据标准化把代表事物各特征的统计指标的数据进行处理，使之便于分析和比较。其中一种常用的标准化方法如下：?（1）式中：xij是指标的原始数据；xmax、xmin是指标的最大和最小值；xij是指标的标准化数值。（2）建立模糊相似关系设U=（u1，u2，un）为待分类的全体，其中每一待分类对象由一组数据表征如下：ui=（xi1，xi2，xin），现在的问题是如何建立ui与uj之间的相似关系。一般可以使用相关系数法，如公式（2）：?（2）2.3 样本库建立标准样本共有52口井。其中：字段3：井名；字段7：有效厚度；字段8：地层压力；字段15：孔隙度；字段16：渗透率；字段17：含水饱和度；字段19：自然伽马；字段20：测井中子；字基于知识图谱分析的单井产量预测方法研究及应用侯明雨 李文倚 姜曼 王迪中海油研究总院有限责任公司 北京 100028摘要：知识图谱作为大数据语义链接的基石，结合油气勘探开发业务特点，通过知识图谱的构建提供压裂参数设计优化，提取知识和文档中的数据，生成压裂设计方案。知识图谱在单井产量预测中的研究及应用，提高了综合评价产量影响因素的全面性。该研究对辅助油气井勘探开发具有重要作用和现实意义。关键词：知识图谱 样本建立 数据标准化 产量预测基金项目：N O.5 1 0 3 5 6 中海油知识管理工具及知识库建设。95 技术研究2023年第9期段21：密度；字段22：主压裂液量；字段26：加砂量；字段42：无阻流量（见图2）。图2 样本库2.4 关联因素分析以无阻流量作为参考数列，计算各个因素与参考数列的关联度。为了消除单位的影响，首先对每个因素进行归一化计算，本次使用均值化变换方式。如图3所示，根据计算结果，字段16（渗透率）和字段21（密度）与无阻的关联度最高，主压裂液量与无阻的关联度最低。相对来说，工程因素的影响最低。3 产量预测测试井信息见表1。层次分析各要素的权重见表2，计算过程通过一致性检验。基于表1和表2中KS-28井知识图谱技术分析出来的结果信息，本井压裂后产量预测为1.1万m3/d。表1 测试井参数井名厚度/m地层压力/MPa孔隙度，%渗透率/mD自然伽马/API中子测井/（m）密度测井/（gcm-3）计划主压裂液量/m3计划加砂量/m3KS-283.618.16.10.33372.22.5325025表2 分析各因素权重表因素名厚度/m地层压力/MPa孔隙度，%渗透率/mD自然伽马/API中子测井/（m）密度测井/（gcm-3）计划主压裂液量/m3计划加砂量/m3权重0.08890.044450.177780.355550.031750.063490.126980.025640.085474 结束语通过基于知识图谱的单井产量预测研究及分析，得到的认识如下：（1）完成文本挖掘技术、深度学习技术等进行单井压裂产量的知识图谱构建。（2）知识图谱技术主要包含本体管理、实体编辑、关系编辑，对实体个数、关系个数进行梳理，对文档内内容信息进行提炼总结。（3）建立知识图谱数据流，对代表事物各特征的数据采用标准化的方法统一处理，然后建立一套标准的样本库。（4）面向目标压裂井，基于地质、测井、压裂工程及压后生产情况等资料，利用知识图谱提炼相关因素的影响信息，提供一种单井压裂产量预测技术。图3 关联度计算结果（下转第8 6 页）技术研究 86 2023年第9期的扩大，槽车LNG能量计量改革已势在必行。但是目前槽车LNG能量计量还未有成体系的标准方法，急需开展相关研究工作，在此基础上发布国家标准，以指导、规范槽车计量设施的建设和能量计量的实施。已投产接收站应视自身情况积极进行槽车LNG能量计算的技术改造，未投产的LNG接收站方式则需尽早谋划，选择合适计量方式，避免投产后重复投资或改造困难。参考文献1.能源生产和消费革命战略（2016-2030）J.电器工业，2017（5）：39-47.2 赵广明.中国 LNG 接收站建设与未来发展J.石油化工安全环保技术，2020，36（5）：1-6+77.3 刘红光.20202035 年中国 LNG 接收站建设需求测算 J.当代石油石化，2019，27（12）：24-26+34.4 曹闯明，李明清，许家栋，刘慧，吴捷.基于交通大数据的 LNG 供需预测 J.煤气与热力，2021，41（11）：36-39.DOI：10.13608/ki.1000-4416.2021.11.021.5 潘丕武，张明.天然气计量技术基础 M.北京：石油工业出版社，2013：61-67.6.油气管网设施公平开放监管办法 J.中国计量，2019（7）：13-17.7GB/T18603-2014天然气计量系统技术要求.8GB/T22723-2008天然气能量的测定.9GB/T38753-2020液化天然气.10GB/T110622014天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法.11GB/T20603-2006冷冻轻烃流体液化天然气的取样连续法.12GB T13610-2003天然气的组成分析气相色谱法.13GB/T29812工业过程控制分析小屋的安全.14HG/T4096化工用现成分析小屋成套系统.15GB/T25844工业用现场分析小屋成套系统.161 邢楠，刘冰，吴健宏.LNG 接收站贸易计量技术研究 J.石化技术，2018，25（12）：130-131+171.作者简介黄亿苹（1988.11），女，壮族，广西壮族自治区南宁市，硕士研究生，工程师职称，从事液化天然气接收站计量化验工作。参考文献1 匡立春，刘合，任义丽，等.人工智能在石油勘探开发领域的应用现状与发展趋势 J.石油勘探与开发，2021，48（1）：1-11.2 唐先明，郭攀红.油气勘探开发知识智能加工技术以中国石化知识管理系统为例 J.人工智能，2021（2）：21-28.3 张娇.知识图谱在页岩气水力压裂项目管理中的应用研究 D.北京：北京化工大学，2020.4 张富利，张恩莉，向永慧，等.知识图谱技术在石油天然气勘探开发知识管理中的应用探讨 J.信息系统工程，2020（1）：128-131.5 龚仁彬，杨燕子，任义丽，等.知识图谱在石油勘探开发领域的应用现状及发展趋势 J.信息系统工程，2021（9）：16-18.6 杨辉，张勇.页岩气研究的知识图谱分析J.中国煤炭地质，2018，30（10）：26-33.7 李娇.基于知识图谱的科研综述生成研究D.北京：中国农业科学院，2021.作者简介侯明雨（1987-），男，学士，工程师，从事勘探开发数据管理、勘探开发一体化研究、知识管理与油气业务融合研究。（上接第9 5 页）