[发明专利]深层热储破岩增渗改造方法、装置及系统

说明书

本发明提供了一种深层热储破岩增渗改造方法、装置及系统，该方法包括：根据目标层位的物性参数确定增渗改造参数的参数取值范围；建立有限元数值模型，将根据参数取值范围确定的设计参数输入有限元数值模型，构建设计参数‑单位涌水量数据集；根据设计参数‑单位涌水量数据集进行参数优化，获得目标改造参数；根据目标改造参数，对目标层位进行改造。基于本发明的技术方案，创造性地提出将机器学习、智能优化方法和微波破岩技术应用于深层热储增渗改造中，很好地解决了深层热储裂缝扩展方向不确定性高、诱发地震风险高等关键难题。结合酸化压裂等技术进行强化增渗，显著增加裂缝内部空腔体积，使得改造效果可以长期维持。

技术领域

本发明涉及热储增渗改造技术领域，特别地涉及一种深层热储破岩增渗改造方法、装置及系统。

背景技术

在“双碳”战略背景下，随着国家地热资源开发利用的持续推进，各类资源储量巨大但渗透率低的热储层日益受到青睐。热储增渗改造技术已成为地热资源高效开发利用的重要保证，受到国内外工程技术人员的广泛关注。目前可应用于热储增产改造的压裂技术有水力压裂和酸化压裂两种，由于这两种压裂技术都需要将压裂液高压注入目标热储层，容易对热储层造成损害，而且面临较高的诱发地震风险。因此，研发环境友好且风险可控的热储柔性增渗改造对于地热资源开发利用具有重要的意义。

相比于油气领域已经广泛应用的水力压裂和酸化压裂技术，地热领域对于增渗改造技术的要求更为严苛，不仅需要改造体积足够大能够沟通地热对井、改造效果保持时间足够长能够满足地热可持续开采50至100年，而且在人口密集区进行热储改造时还需要规避诱发微震等环境风险。

目前，现有技术中也存在针对热储层进行改造、开发的研究，例如：有采用热刺激和化学刺激相结合的热储层改造手段，采用二氧化碳作为压裂液的热储建造手段，采用高压脉冲复合水压致裂的人工热储建造手段。可见，地热领域的热储改造技术仍处在发展阶段，不甚完善，其设计方法与现场实施工艺主要还是借鉴油气领域的压裂技术，不能很好地满足地热领域对于增渗改造技术需要满足的上述要求，并且针对改造参数的确定也没有成熟的方案。

发明内容

为了解决现有技术中存在的没有专门针对热储的增渗改造手段的问题，本申请提出了一种深层热储破岩增渗改造方法、装置及系统。

第一方面，本发明提出的一种深层热储破岩增渗改造方法，包括：

根据目标层位的物性参数确定增渗改造参数的参数取值范围；

建立有限元数值模型，将根据所述参数取值范围确定的设计参数输入所述有限元数值模型，构建设计参数-单位涌水量数据集；

根据所述设计参数-单位涌水量数据集进行参数优化，获得目标改造参数；

根据所述目标改造参数，对所述目标层位进行改造。

在一个实施方式中，将根据所述参数取值范围确定的设计参数输入所述有限元数值模型，构建设计参数-单位涌水量数据集，包括：

根据所述参数取值范围，按一定步长划分网格；

依次将网格内的参数作为所述设计参数输入所述有限元数值模型，进行改造模拟，根据模拟结果构建所述设计参数-单位涌水量数据集。

在一个实施方式中，根据所述设计参数-单位涌水量数据集进行参数优化，获得目标改造参数，包括：

根据所述设计参数-单位涌水量数据集，建立符合精度要求的机器学习模型；

确定作为优化目标的代价函数，基于所述机器学习模型采用优化算法确定所述代价函数值最小时对应的参数，并作为所述目标改造参数。

在一个实施方式中，所述代价函数表征所述增渗改造参数中的对象参数与单位涌水量之间的比值大小，所述对象参数为改造成本的决定因素。