[发明专利]一种盐穴地下储气库溶腔体积收缩率的预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下空间技术领域，特别涉及一种盐穴地下储气库溶腔体积收缩率的预测方法。

背景技术

能源地下储备是能源战略储备的重要手段之一。由于盐穴的体积大且密封性好的特性，利用地层深部的盐穴进行能源储备形式已经被各国政府广泛认可。近年来，为了满足国家在能源储备布局及战略储备的需求，我国也已开始了盐穴地下能源储备的选址及建设工作，例如，江苏金坛盐穴储气库已进入试运行阶段。尽管相对其它储备方式，盐穴地下储备库具有安全及经济的特点，但是，在盐穴地下储气库的使用过程中，由于地层压力和盐岩自身较强的流变性，会导致储气库的体积不断地收缩，当储气库的体积减少过多时，甚至会导致储气库的溶腔报废。因此，对盐穴地下储气库在使用过程中的体积收缩进行有效预测就显得十分重要。

目前，盐穴地下储气库的体积收缩可以通过声纳检测设备进行实际测量。实现时，为了防止储气库中的气体在井口发生喷射，通常是将声纳检测设备密封在盐穴的井口，然后通过与储气库相通的管道检测其体积收缩变化。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在盐穴地下储气库使用过程中，采用声纳设备检测储气库的体积收缩的方法，需要在密封带压的作业环境下进行，使得储气库中的气体在检测过程中存在泄漏的风险。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明实施例提供了一种盐穴地下储气库溶腔体积收缩率的预测方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种盐穴地下储气库溶腔体积收缩率的预测方法，所述方法包括：

获取所述盐穴地下储气库溶腔连续n年的实际体积收缩率，其中，n为大于4的正整数；

根据所述连续n年的实际体积收缩率，结合灰色理论，建立GM(1,1)预测模型群，所述GM(1,1)预测模型群包括m个GM(1，1)预测模型，其中，第m个GM(1，1)预测模型根据所述连续n年中第m年～第n年的实际体积收缩率建立，m≥2且m为正整数，n-m≥4；

采用第1个GM(1,1)预测模型分别确定所述盐穴地下储气库溶腔连续n年的预测体积收缩率，得到n个预测结果；

根据所述n个预测结果，建立所述盐穴地下储气库溶腔体积收缩率的状态的马尔科夫预测模型；

采用所述马尔科夫预测模型预测下一个年度所述盐穴地下储气库溶腔体积收缩率的状态；

确定所述GM(1，1)预测模型群中的所有GM(1,1)预测模型的下一个年度所述盐穴地下储气库溶腔体积收缩率的预测值的平均值

根据所述平均值和所述体积收缩率的状态，确定下一个年度所述盐穴地下储气库溶腔体积收缩率X。

进一步地，所述GM(1,1)预测模型为：

其中，a为灰色发展系数，u为灰色输入系数，X0为盐穴地下储气库溶腔连续n年的实际体积收缩率组成的序列。

更进一步地，所述灰色发展系数a和所述灰色输入系数u采用最小二乘法确定。

可选地，所述方法还包括：

对所述n年的实际体积收缩率进行指数规律性检验。

进一步地，所述对所述n年的实际体积收缩率进行指数规律性检验，包括：

根据所述n年的实际体积收缩率的级比，判断所述n年的实际体积收缩率是否具有准指数规律；

当所述n年的实际体积收缩率具有准指数规律时，判定所述n年的实际体积收缩率满足建立GM(1,1)预测模型的指数规律。

进一步地，所述采用所述马尔科夫预测模型预测下一个年度所述盐穴地下储气库溶腔体积收缩率的状态，包括：

确定所述n个预测结果的绝对误差，所述绝对误差为所述预测体积收缩率与所述实际体积收缩率的差值；

根据所述n个预测结果的绝对误差中的最大值和最小值，平均分r个区间，所述r个区间为所述预测结果的绝对误差的r个状态，分别记为E₁，E₂，…，E_r，且满足状态E_i为区间(E_1i，E_2i]，其中r∈[2,5]且r为整数，i为1，2，…，r；

确定所述状态的转移概率其中，式中为由状态E_i经过k步转移到状态E_j的个数，N_i为处于E_i状态的所述盐穴地下储气库溶腔体积收缩率的个数，其中，k为整数，且k≥1；

确定所述状态的转移概率矩阵P(k)，其中，