网站首页 公文大全 个人文档 实用范文 讲话致辞 实用工具 心得体会 哲学范文 总结范文 范文大全 报告 合同 文书 信函 实用
  • 工作计划
  • 学习计划
  • 自我评价
    • 百花范文网 > 实用 > 自我评价 > 基于本体的圈闭评价知识表示研究

    基于本体的圈闭评价知识表示研究

    时间：2023-01-09 14:35:13来源：百花范文网本文已影响人

    文必龙，马 凝

    (东北石油大学 计算机与信息技术学院，黑龙江 大庆 163811)

    各油田历经多年勘探，在长期对地质油藏勘探调研过程中，积累了丰硕的地质研究成果和大量圈闭评价勘探资料，然而，绝大多数圈闭评价信息都以非结构化文本的形式存储在文本中，多以自然语言呈现。自然语言虽然便于人们理解，但其中的歧义性和语义多重性使计算机不能很好地对其进行处理，这就造成了信息集成困难，知识难以统一表述和形式化等问题，圈闭评价知识难以被油田工作者和专家更好地利用。为了便于资源共享和信息化处理，领域知识能够被计算机更好地接受和处理，引入知识表示，以一种适当的数据结构在计算机中存储，用于对圈闭评价知识的描述和表达。圈闭评价知识表示，则是将圈闭评价领域这一客观领域的事实、关系、过程等编码为一种合适的数据结构，用于计算机识别和处理。本体作为一种知识共享模式,为特定领域的知识应用提供了极大的便利。有关本体论方法的研究和应用在知识工程、自然语言理解和知识表示等领域日益受到重视,使其成为知识工程中的热点研究对象之一。为了更好地对圈闭评价知识进行有效的表示和集成，解决圈闭评价中知识共享和重用的问题，该文将结合本体的思想展开圈闭评价知识表示的研究。

    1.1 圈闭评价知识定义

    圈闭评价(trap evaluation)指利用地震、钻井资料结合区域地质，对圈闭的落实程度、类型、面积、幅度、目的层深度以及生储盖、油气显示、含油可能性等条件进行系列评价，综合确定圈闭等级，以资对比择优提供预探的工作。它以油气成藏理论为依据，以计算机为手段，以勘探数据库为依托，充分利用地面物化探资料、井筒资料和综合研究资料，进行圈闭石油地质综合评价、资源量估算、圈闭优选、待钻圈闭的精细描述，并提出预探井部署设计意见以及钻探圈闭的反馈评价。圈闭评价的目的是为编制勘探计划提供依据，指导预探井部署，提高圈闭预探成功率。圈闭评价知识是指从圈闭准备到预探井部署意见以及钻探圈闭的反馈评价整个业务流程所涉及的所有知识。

    其中圈闭评价内容主要指含油气性评价、资源量评价、经济评价等3个基本板块。评价方式采取定性评价和定量评价相结合的方式，四大配套技术有地质研究为基础的取代评价技术，成藏模式与勘探评价条件为依据来构建圈闭的评价模型研究技术，油气系统理论指导下的圈闭含油气性评价技术，系统分析方法为主要的圈闭综合优选评价技术。

    通过研究圈闭评价的应用需求和梳理实际油田业务内容，本课题所涉及的圈闭评价知识主要包括以下四类，分别是基础实体知识、成果案例知识、方法规范知识、数据类知识。

    基础实体知识：是开展圈闭评价相关的基础实体知识，圈闭评价全生命周期中涉及到的基础学科理论知识，多以概念定义等对实体知识进行描述，属于静态知识。例如，在老爷庙圈闭描述报告中就对扇三角洲沉积体系进行了描述，扇三角洲沉积体系大多发育在盆地陡坡地区，呈“裙边”状分布，包括扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲三部分。

    成果案例知识：是指与圈闭评价工作相关的成果报告、经典案例等，能够对之后圈闭评价的开展有指导、借鉴意义，对于方案对比选择，案例分析推理能够提供知识支持；
    通过过往成果案例中包含的时间地点、圈闭背景、地形条件、圈闭描述、评价结果等相关要素，为圈闭评价过程提供借鉴与参考。例如，在唐海地震资料岩性圈闭识别评价报告中就提供了相应的地层案例，即寒武系地层沉积具有北薄南厚的特征，由地震剖面看出，寒武系和侏罗系地层靠近西南庄断层上升盘一侧普遍缺失，向西变厚，为正常沉积。侏罗系地层局部及白垩系与上覆馆陶组地层具有明显的角度不整合接触关系。其对剖面地层的案例为之后圈闭识别与评价的地质评价提供了支持。

    方法规范知识：是指开展圈闭评价可以参照和涉及的方法、规范，大多由石油及相关行业协会、权威机构以及国内外具有公信力组织及部门发布的标准、规章和学术方法等规范性定义知识，为圈闭评价提供技术方法和规范支持。例如，最新的圈闭评价技术规范中就对圈闭经济评价方法进行了描述，包括价值量评价和实物量评价，实物量评价采用静态评价法，计算圈闭钻探成功率、圈闭钻探率等指标。在方法规范上为圈闭经济评价提供了规范的支持。

    数据类知识：是指圈闭评价相关的数据，包括时间地点、地形结构、背景条件、圈闭描述、优选策略、圈闭优选、评价结果等多个要素，同时也包含实际探测的各种记录数据，计算动态数据以及各种油田参数数据，数据类知识为圈闭评价过程供应事实实例。例如，高北区块圈闭描述与评价报告中就涉及到了孔隙度平均值、渗透率平均值以及油层厚度等多个参数的具体数据，为描述圈闭评价提供实际数据。

    1.2 圈闭评价信息知识特点和需求分析

    (1)圈闭评价知识的模糊性。

    圈闭评价知识涉及到地理物理、分析化验、地质勘探、石油天然气、油气开发、油气存储与运输等多个业务主题知识，知识间相互交叉，错综复杂，无法对圈闭评价知识的边界进行严格划分，这就对知识的分类和定义造成了模糊性。另一方面参数范围的不确定性，评价的优劣以及效果和影响程度等都造成了知识的模糊性。例如，在圈闭含油气概率评价中概率赋值就存在模糊不确定性，对于如何评定资料充实证明成藏条件/关键因素参数多为人为主观判断，因人而异，造成了知识的模糊性。

    (2)圈闭评价知识的层级性。

    圈闭评价的层级性主要体现在以圈闭评价业务流程为主线的阶段层级性和以圈闭地质特征所体现的空间层级性。阶段层级性指圈闭评价具有一套较为规范的业务流程，从圈闭识别开始依次通过一系列的评价和优选，最终以达到圈闭预探成果目的结尾，将圈闭评价划分为各个不同的阶段，从而依据各阶段划分业务架构，依据业务架构进行层级性划分知识。空间层级性是根据圈闭特有的地质空间层级来描述，例如储集层的上一层是防止油气流失消散的盖层，而烃源层则又多居于储集层之下。这种空间层级性也对于圈闭评价知识的描述具有特殊影响。

    (3)圈闭评价知识的动态性。

    圈闭评价知识中油田实际开发探测情况引发了动态变化，在圈闭评价知识中生产数据和输出数据存在着中间量转化和公式计算等情况，这就造成了圈闭评价过程中动态知识的存在。例如，圈闭含油气随着科学技术的发展，油田领域也在不断开创新的里程，各种勘探开发技术、圈闭识别技术、评价方法等新方法、新技术的层出不穷，也为圈闭评价知识不断注入新血液。例如，在新出版的SY/T 5520-2019办圈闭评价技术规范中，就增加了不确定性情况下圈闭资源量计算公式及其合理性校验方法。圈闭评价知识的动态性就容易造成知识更新不及时和动态变化引起的知识多重表达。

    (4)圈闭评价知识的偏差性。

    由于含油气圈闭位于地下，圈闭地质影响也颇为复杂，圈闭信息则具有时差和间接性，不能及时有效地得到反馈信息，这就造成了圈闭评价知识的偏差性。

    1.3 圈闭评价知识表示的重要作用

    圈闭评价的多种不确定性知识特征，造成了油藏工程师和技术人员对于圈闭评价知识理解的片面性和主观性，引起了不必要的误解和工作失误，不利于圈闭评价知识的管理和应用。知识表示是知识管理的基础，知识表示模型直接决定了知识管理的有效性。通过圈闭评价知识表示，进行知识规范性描述，给予圈闭评价知识一个形式化表示，对于圈闭评价更好地进行油藏勘探开发中圈闭评价知识的管理和应用。

    1.4 知识表示方法比较与选择

    在知识工程的历史长河中，众多学者和专家也提出了多种知识表示方法，选择一个实用性强、性能优良的知识表示方法至关重要。在选取知识表示方法的时候，需要从可理解性、表示充分性、易维护性、可推理性、易操作性等几个方面综合考虑。知识表示方法对比如表1所示。

    表1 知识表示方法对比

    通过对比显示，本体表示法在以上多个方面中都具有良好的性能，能够清晰明了地表示出领域知识概念的定义、本质特征、层次结构的表达，以及实体概念间的复杂关系。本体表示法能够以形式化方式表示多种形式知识，适用于大多数领域知识，其反映的是领域内共同认可的概念，目的是为了实现领域内知识的共享。并且本体语言的无二义性也使知识描述和理解中的偏差得以解决，这是相较于其他知识表示中所具备的良好适用性能。所谓领域本体是对学科概念的一种描述，包括学科中的概念、概念的属性、概念间的关系以及属性和关系的约束,由于知识具有显著的领域特性，所以领域本体能够更为合理而有效地进行知识的表示。

    在圈闭评价知识中，本体概念间关系的表达能够很好地解决圈闭评价知识的模糊性带来的问题，能够通过关系的表示来描述圈闭评价涉及的多个业务主题知识，对于圈闭评价知识间错综复杂的关系能给予一个形式化的表达；
    而针对圈闭评价知识的层级性恰好适用于本体中类和类的等级关系，通过逐级划分的方式更好地将圈闭评价知识的业务流程和空间层级体现出来；
    同时本体具有良好的可扩展性，便于知识的更新和修改，能够解决圈闭评价知识的动态性和偏差性问题。由此可见，本体表示法对于圈闭评价知识的表示具有较强的适用性。

    依据圈闭评价知识的特征和本体表示法的适用性，最终采用基于本体的圈闭评价知识表示法来描述圈闭评价知识。

    2.1 圈闭评价知识本体

    利用本体的建模元语，将圈闭评价本体定义为一个五元组，其形式化定义如下：

    TEKO={C,A,R,H,I}

    其中TEKO(trap evaluation knowledge ontology)表示圈闭评价知识本体，C(Concept)表示圈闭评价知识中概念的合集，是圈闭评价中实体的概念、术语等；
    A(Attribute)表示圈闭评价概念的属性合集，描述概念所具备的特性；
    R(Relation)表示圈闭评价各概念之间的关系合集；
    H表示概念间的层级结构；
    I(Instance)表示圈闭评价概念的实例合集。

    2.2 圈闭评价本体构建与知识表示

    该文采用斯坦福七步法展开圈闭评价知识本体的构建，其主要步骤包括知识领域和范围的确定，分类和层级关系以及属性和关系约束，以Protégé5.5本体开发工具展开构建，采用OWL语言描述圈闭评价知识本体，以地质评价为例，展开基于本体的圈闭评价知识表示。

    2.2.1 确定圈闭评价知识领域及应用范围

    该文所涉及的圈闭评价的知识主要是地质油藏方面的知识，大体分为地质评价、资源量评价和经济评价三个方面。该本体的适用人群为圈闭评价人员及其相关的勘探开发、油藏预测研究人员。该本体可以直接以OWL文档的形式保存供相关人员使用。目前，尚未存在针对地质油藏领域中圈闭评价构建的知识本体，没有可复用本体。

    2.2.2 圈闭评价知识的分类和层级结构

    依据油田实际业务背景，圈闭评价知识分类采用面向业务模型和主题相结合的知识分类方法，首先根据业务模型的等级从主要概念逐级划分，该分类方式主要在油田专家划分的一级业务等级的支持下，根据实际业务活动内容、应用范围、业务对象、业务单元描述，进行业务边界限定和等级划分。并结合相同特征划分的主题，根据其具有的共同属性进行知识的详细分类。根据业务等级和主题细化相结合的逐层细致分类，形成了知识本体的层级结构。圈闭地质评价知识的分类结构如图1所示。

    图1 圈闭地质评价知识分类结构

    2.2.3 圈闭评价知识的属性与关系约束

    属性是类的特征，分为对象属性和数据属性，其中对象属性描述的是类与类之间的关系，也就是知识概念间的关系约束，数据属性描述的是类的相关数据，是其本质特性。

    圈闭评价知识本体定义了多种关系约束:

    IsPartOf:表示概念间的部分与整体关系，一个概念的实例包含另一概念实例的内容，例如圈闭就包含了构造圈闭和地层圈闭。

    DependOn:表示概念间的依赖关系，是不可逆的，例如圈闭的形成依赖储集层、盖层。

    同时还具有针对地质油藏中圈闭评价特有的空间关系，例如：覆盖、重叠、接触关系等。

    在归纳整理后，关于地质评价知识的数据属性大致包括知识编号、类型、名称、深度、面积、时间、评价参数、评价等级等。

    2.2.4 基于OWL的圈闭评价知识本体的表示与描述

    基于OWL语言的圈闭评价知识本体，依据地质评价实例，进行圈闭评价知识规范化描述，借用领域本体更加清晰、完整地表达圈闭评价知识，便于知识共享和重用。图2为Protégé圈闭评价知识本体部分展示图。

    图2 Protégé圈闭评价知识本体部分展示图

    OWL语言描述圈闭评价知识本体：

    (1)圈闭概念表示编码。

    圈闭根节点下包括圈闭划分、圈闭描述、圈闭评价三个子节点，见图3。

    图3 圈闭概念OWL文件截图

    (2)圈闭对象(关系)属性表示编码。

    圈闭具有isPartof对象(关系)属性，该对象属性的定义域是圈闭，值域包括地层圈闭、复合圈闭和构造圈闭，见图4。

    图4 圈闭对象属性OWL文件截图

    (3)圈闭数据属性表示编码。

    圈闭具有其基本自身属性也就是数据属性，包括圈闭名称、圈闭类型等，见图5，其数据类型为“String”类型。

    图5 圈闭数据属性OWL文件截图

    采用基于OWL语言的圈闭评价知识本体进行知识表示，能够形式化地表示知识，被计算机识别和应用。其对圈闭评价知识概念的定义，很好地解决了知识描述中的二义性问题，对于知识的多平台共享和有效复用都有一定的优势。同时TEKO的可扩展性有利于知识的后期修改和完善。由此可见，基于OWL语言的圈闭评价知识本体能够合理有效地对圈闭评价知识进行表示。

    该文从本体论的角度出发,探讨了圈闭评价领域中的知识表示,通过对圈闭评价知识进行定义，分析归纳圈闭评价知识特点，总结知识表示在圈闭评价中的重要作用。并通过多种知识表示方法比较，最终选择基于本体的知识表示方法对圈闭评价知识进行描述和表达。通过改进的本体构建流程，构建了一个较完善的、可共享、可扩展、可重用、形式化的圈闭评价知识本体。最后，采用Protégé本体工具对TEKO模型进行可视化展示，用基于OLW的语言对圈闭评价知识进行形式化表示和描述。基于TEKO的知识表示方法能够很好地对圈闭评价知识进行表示，可将其应用于圈闭评价相关的知识抽取、推理，后续适用于圈闭评价专家系统以及圈闭评价知识库和知识图谱构建等方面。

    猜你喜欢 本体层级概念 科室层级护理质量控制网的实施与探讨中国典型病例大全(2022年13期)2022-05-10继齐韵往昔，以今声开来——思考自五音戏主奏乐器的演变、本体及延伸齐鲁艺苑(2022年1期)2022-04-19Birdie Cup Coffee丰盛里概念店现代装饰(2022年1期)2022-04-19概念飞行汽车，它来了！车迷(2022年1期)2022-03-29眼睛是“本体”哈哈画报(2021年10期)2021-02-28层级护理模式对血液透析患者的影响中华养生保健(2021年18期)2021-02-13职务职级并行后，科员可以努力到哪个层级廉政瞭望(2019年5期)2019-06-102014—2016贵州英语学考、高考学生认知水平分析学习导刊(2017年8期)2017-11-02一种新型水平移动式折叠手术床科技创新导报(2016年32期)2017-04-22古代的时间概念数学大王·低年级(2016年11期)2016-09-10

    相关热词搜索：圈闭 本体 评价

    • 范文大全
    • 说说大全
    • 学习资料
    • 语录
    • 生肖
    • 解梦
    • 十二星座
    最新文章

    推荐访问

    圈闭 本体 评价 评价两名预备党员 评价个人优缺点怎么写 评价人生社会价值的标准是什么？ 评价他人不足 评价他人好的方面 评价他人的生活作文250字 评价他人的生活作文2百字 评价他人的生活作文600 评价他人的生活作文800字 评价他人的生活作文事例素材 评价他人的生活作文提纲 评价他人的生活作文第一段中心论点怎么写 评价他人的生活作文素材 评价他人的生活作文结构 评价他人的生活作文题目 评价体系 评价党员发展对象的评语 评价党员发展对象评语 评价党员工作上思想上作风上的评价 评价党委班子成员说什么 评价党校老师讲课的评语 评价员工培训效果的方法有哪些 评价学生评价教师的创新 评价年轻干部的句子 评价手册 评价手册家长的评价怎么写 评价手册家长的话怎么写简短 评价手册家长评语一年级 评价手册家长评语三年级 评价手册家长评语怎么写? 评价手册家长评语怎么写小学 评价手册家长说的话 评价手册的家长的话怎么写 评价手册的家长评语怎么填 评价手册自我评价怎么写 评价指标 评价教务主任评价词 评价教师课堂教学评语 评价教师课堂教学质量的基本因素 评价教育局领导优点 评价标准 评价梁启超的新史学思想 评价班主任老师工作 评价自己的执行力 评价计算机硬件的主要指标有哪些 评价钟南山的人生观 评价预备党员的优缺点 评价预备党员转正

    本文基于本体的圈闭评价知识表示研究由百花范文网整理提供，版权归原作者、原出处所有。

    Copyright © 百花范文网 All Rights Reserved.