基于知识图谱的油田集输与注水系统能耗异常智能辅助决策方法

来源：石油科学通报杂志2025年第3期北京时间：

作者：王文君, 陈由旺, 朱英如, 贺思宸, 刘珈铨, 张鑫儒, 王敏聪, 侯磊, 王伟

单位：1 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院，北京 1022492 国家石油天然气管网集团有限公司油气调控中心，北京 1000133 中国石油天然气股份有限公司规划总院，北京 1000834 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300450

摘要：随着油田能源系统的复杂性不断增加，传统的监控、分析和优化的方法往往难以应对来自不同来源的大量数据，导致在识别和解决能耗异常方面效率低下，难以实现能源利用的最佳效果。为克服这些局限性，实现油田集输与注水系统能源管控的智能决策，本研究针对海量多源异构数据，提出一种基于知识图谱的能耗异常智能辅助决策方法。以能耗异常台账及操作手册等文本资料为主要数据源，建立能源管控知识内容体系框架，作为组织和整合多源数据的基础，确保数据的高效利用。采用BiGRU-CRF对文本资料进行实体抽取，识别设备、参数、异常等关键概念；采用BiGRU-ATT进行实体间关系抽取，捕捉油田集输与注水系统中复杂的相互依赖性；通过Neo4j图数据库对提取到的能耗知识进行存储和可视化展示，其结构化的知识表示形式为后续数据的高效利用奠定了基础。根据所构建的知识图谱开发能源管控可视化平台，提供用户友好的界面，使操作人员能够以直观的方式探索能耗知识。该平台从数据和知识层面提供可行的措施推荐，以辅助指导能耗控制。油田现场的应用结果表明，采用所提出的基于知识图谱的油田集输与注水系统能耗异常智能辅助决策方法，能够融合多源异构数据，为工艺流程中发生的能耗异常事件提供及时性、整体性、智能性的辅助决策推荐，指导操作人员进行快速有效的能耗控制，显著减少了决策所需的时间。本研究为油田能源管控建设提供了新的思路，对其它油田的能耗控制管理具有指导意义。

关键词：集输系统,注水系统,能耗异常,知识图谱,辅助决策

基金资助：中国石油天然气股份有限公司科技项目“油气田能量系统优化与能源管控研究”(2121DJ67)