[發明專利]基于蒙特卡羅法的地熱資源量計算方法、系統、介質及終端

在審

• 申請號: 202110014098.6
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112784454A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 程萬強;蔣恕;霍康杰;王敬勇
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司;中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06T17/05;G06F111/10;G06F119/08
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發明屬于地熱資源技術領域，公開了一種基于蒙特卡羅法的地熱資源量計算方法、系統、介質及終端，依據計算模型中各隨機變量Xi所服從的分布進行隨機抽樣，計算Y的多個估計值，最終用頻率統計法求出Y的概率解；使用頻率統計法構造用于地熱資源評價中各個獨立變量的經驗分布函數，并以此構造出該參數的經驗分布函數曲線，根據該曲線可給出一定頻率下的熱儲厚度樣本值。本發明可以很好解決參數的不確定性問題，為熱儲法中的不確定性參數估計出最小值、最可能值和最大值，可得到計算結果的最可能值以及以概率形式標出的計算結果范圍，將評價結果的可信度提高。

技術領域

本發明屬于地熱資源技術領域，尤其涉及一種基于蒙特卡羅法的地熱資源量計算方法、系統、介質及終端。

背景技術

目前，地熱資源是指地殼表層以下5000m深度內、15℃以上的能夠為人類經濟開發和利用的地熱能。據統計，我國地熱資源總熱量為11×10⁸EJ/a，相當于4478億噸的標準煤。這些熱量起源于地球中熔融巖漿和放射性物質的衰變，與煤炭、石油、天然氣、鈾等均屬于地殼能源。但是，地熱資源分布更為廣泛，能量也更豐富，而且在人類發展的歷史過程中可以源源不斷地得到補充。

地熱資源量地熱資源評價、開發主要的技術參數之一。資源量是確定地熱開發模式、地熱開發利用方式、主要應用領域、擬采用開發技術方法的基礎。通過對所研究區的地熱地質背景進行詳細的調查分析，對典型區地熱資源量的估算，將為典型區的地熱資源開發提供有力的依據。

現有技術方案中的解析法，采用非穩態流泰斯公式計算單井開采量、水位隨開采時間的變化量，計算出在給定壓力允許降深下熱流體的可開采量，其計算精度不高。該法適合勘探程度較低、有少量地熱井、有產能試驗數據的熱田。計算結果受面積、熱儲類型、埋深、壓力、巖性等條件控制，該法更適用于周邊無開采井的集中開采區的地熱資源評價。統計分析法采用統計模型，包括多元統計方法，根據壓力(或壓力降低)和開采量之間的相關分析，評價地熱資源可開采利用量，統計分析法對資料準確性和有效性要求較高，計算初期要求資料的合理性、水位監測數值的多年有效性、準確性、開采量是否符合實際等問題。此外，選擇不同的回歸方程會得到不同的結果。該法適用于開采時間較長，監測資料齊全的成熟開采區，且預測時間不應超過監測時間。數值模擬法首先建立熱儲三維模型，該模型應反應熱儲空間位置、幾何尺寸、地熱流體補逕排通道和條件、水動力特征等主要參數，經過校正的模型可預測地熱田對未來一定開采量條件下的壓力變化趨勢，從而可以計算出熱流體流量變化，達到預測未來開采量的目的。由于熱儲層、地溫場分布、邊界條件和水文地質參數具有各向異性和非均質性特點，擬合后的數值模型很難對熱儲層作出準確的模擬，只能是對地熱條件的概化模擬，經校正后的模型可認為是在當前勘探程度下的可靠模型。

現有技術一的技術方案

解析法基本原理是將熱儲層化為均質、各項同性、等厚、各初始壓力相等的無限承壓含水層，采用非穩態流泰斯公式計算單井開采量、水位隨開采時間的變化量，計算出在給定壓力允許降深下熱流體的可開采量，其計算精度不高。該法適用于資料較少，但有抽水試驗數據的地熱田，其計算公式如下：

Q_單＝2πTS₂/ln(0.473R²/r)

式中：Q_可—可開采的地熱流體量，單位為m³/d；Q_單—單井地熱流體可開采量，單位為m³/d；S₁—計算區水位降深，單位為m；S₂—附加單井水位降深，單位為m；R₁—開采區半徑，單位為，m；R₂—單井控制半徑，單位為m；m—熱儲含水層彈性釋水系數，無量綱；T—開采時間，單位為d；t—導水系數，單位為m²/d；r—抽水半徑，單位為m。