[发明专利]城市尺度地热田群井系统高效数值模拟方法及装置

权利要求书

1.一种城市尺度地热田群井系统高效数值模拟方法，其特征在于，包括：

获取地热田的地质资料，根据所述地质资料确定三维地质数值模型的计算区范围，再根据地质剖面图建立研究区的三维地质数值模型；

根据水位、温度等值线图，确定所述三维地质数值模型的水—热初始条件；

根据研究区断层带位置和热储层的富水性差异，对热储参数进行分区，并区分热储层和热盖层；

根据研究区热储层地热地质构造特征、地热形成机理、水文地质条件，分析确定整个模拟热储系统的水—热边界条件；

根据地热井的成井和测井资料，将地热井简化为一维线性几何，按照地热井分布图和坐标，将地热井线性几何添加到所述三维地质数值模型中；

为每一眼地热井设置温度和流体的流入流出边界条件，地热井中的流体与周围岩体的换热过程采用等效换热系数考虑，套管和砂浆层的影响也包含在等效换热系数中；

为所述三维地质数值模型设置时间周期函数，将每年离散成供暖季和非供暖季两个时间段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等效换热系数是通过第一公式计算得到的，所述第一公式为：

其中，r₀为套管内径，r₁为套管外径，r₂为砂浆层外径，k₁为套管的导热系数，k₂为砂浆层的导热系数，h_int表示流体在井筒内流动产生的热膜阻，h_int是通过第二公式计算得到的，所述第二公式为：

其中，Nu表示努塞尔数，d_i表示井筒内直径。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

采用试估—校正法，对三维地质数值模型进行识别验证。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用试估—校正法，对三维地质数值模型进行识别验证，包括：

基于监测井的水位和温度的监测数据，通过调整三维地质数值模型的参数值，对比研究区监测数据和模拟数据，根据拟合情况重复修正参数值，直至模拟数据与监测数据之间的差距小于预设值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在采用试估—校正法，对三维地质数值模型进行识别验证之后，所述方法还包括：

计算热储在不同采灌模式下的响应机制，进行开采井热突破预测，采灌量调整，布井方案优化和热储可采资源量评价。

6.一种城市尺度地热田群井系统高效数值模拟装置，其特征在于，包括：

建立模块，用于获取地热田的地质资料，根据所述地质资料确定三维地质数值模型的计算区范围，再根据地质剖面图建立研究区的三维地质数值模型；

第一确定模块，用于根据水位、温度等值线图，确定所述三维地质数值模型的水—热初始条件；

分区模块，用于根据研究区断层带位置和热储层的富水性差异，对热储参数进行分区，并区分热储层和热盖层；

第二确定模块，用于根据研究区热储层地热地质构造特征、地热形成机理、水文地质条件，分析确定整个模拟热储系统的水—热边界条件；

简化模块，用于根据地热井的成井和测井资料，将地热井简化为一维线性几何，按照地热井分布图和坐标，将地热井线性几何添加到所述三维地质数值模型中；

第一设置模块，用于为每一眼地热井设置温度和流体的流入流出边界条件，地热井中的流体与周围岩体的换热过程采用等效换热系数考虑，套管和砂浆层的影响也包含在等效换热系数中；

第二设置模块，用于为所述三维地质数值模型设置时间周期函数，将每年离散成供暖季和非供暖季两个时间段。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

验证模块，用于采用试估—校正法，对三维地质数值模型进行识别验证。