[发明专利]基于数值模拟的可燃冰开采实验模型测点分布设计方法

权利要求书

1.一种基于数值模拟的可燃冰开采实验模型测点分布设计方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)选取合适尺寸的实验模型，设计相同分布的温度、电阻率、声波和压力测点，依次改变测点大小，测点位置取无效网格进行研究，模拟不同测点大小的平面渗流场，确定最佳测点尺寸范围；

(2)依据最佳测点尺寸，引入同一测点数目，依次模拟不同尺寸模型中的平面渗流场，从而确定合适的测点数目和对应模型平面尺寸；

(3)根据最佳测点尺寸和模型平面尺寸，依次针对不同的测点数目，改变测点距离，模拟相同时刻平面上的流线分布，确定最佳测点间距；

(4)计算分析不同平面-纵向尺度比例下的渗流场特征，确定模型纵向尺寸和上下围岩厚度；

所述步骤(1)中，具体方法为：取设定的实验模型尺寸，测点大小分别取1-4cm²，依次增大，模型中设计3层分布的温度、电阻率、声波和压力测点，每层测点数均匀分布，测点大小一定，测点位置取无效网格进行研究，模拟不同测点大小的平面渗流场；

最佳测点尺寸大小范围取[0.8～1.0]cm²；

所述步骤(2)中，设计每层模型的测点数目15×15，即225个，分别建立500×500×500mm³、600×600×600mm³、700×700×700mm³、800×800×800mm³、1000×1000×1000mm³大小不同的模型，研究不同尺寸模型中的平面渗流场；

当测点数目为15×15时，为了使测点的引入对流线造成的影响并且考虑到模型制作工艺水平，平面模型尺寸范围取[800×800～850×850]mm²；

所述步骤(3)中，取800×800mm²模型进行测点密度优化，确定测点最小距离，建立测点个数分别为0、9×9＝81、15×15＝225、19×19＝361个的模型，其中9×9、15×15、19×19所对应的测点距离分别为7cm、4cm、3cm，模拟不同模型中相同时刻平面上的流线分布；

最佳测点间距范围取[4-4.5]cm；

所述步骤(4)中，固定模型平面尺度为800mm×800mm²，模型厚度分别取160mm、240mm、320mm、400mm和480mm，计算分析不同平面-纵向尺度比例下的渗流场特征，网格平面划分为40×40mm²，垂向40mm为一层；进行中间一口井降压分解，井底压力为4MPa，进行纵向气水流动动态分析；

所述步骤(4)中，模型最佳纵尺寸范围取[480～500]mm，考虑到围岩导热作用对水合物分解的作用，上下围岩厚度比例范围为[0.39～0.41]；

当模型的边长为[800～850]mm；模型内测点分为上中下三层，每层均匀分布15×15个测点；测点大小为[0.8～1.0]cm²；测点间距为[4～4.5]cm的分布时，模拟效果最佳。