越流单井循环系统热储参数反演方法、装置及存储介质与流程

1.本发明实施例涉及地热开发技术领域，尤其涉及一种越流单井循环系统热储参数反演方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.越流单井循环系统的回灌层与抽水层位于同一储层，抽灌压差同时作用流动剧烈时，以钻孔为中心抽灌半径内的渗透系数会发生改变，越流单井储层由于同时受到抽灌压力和温度影响，热储参数变化明显，这将影响越流单井的抽灌参数设计和储层设计改造。常用的地热参数反演方法，如地球物理勘探和地热测井勘探法无法获得全面的越流循环系统热储参数，且获得的热储参数适用于勘察阶段这种静态状态，并不适用于开发阶段这种动态变化状态。因此如何高效全面准确获取越流单井循环的热储参数成为当前亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种越流单井循环系统热储参数反演方法、装置及存储介质，来解决现有技术中如何高效全面准确获取越流单井循环的热储参数的技术问题。
4.本发明第一方面提供了一种越流单井循环系统热储参数反演方法，包括：对预设的越流单井流动模型与所述越流单井传热模型进行解耦操作，得到越流单井温度分布完全解析模型以及越流单井水头分布完全解析模型，其中，所述越流单井流动模型与所述越流单井传热模型中参数的边界条件根据待进行储层设计的越流单井中结构层的物理参数确定，所述越流单井流动模型和越流单井传热模型包含导热系数、渗透系数以及比热容参数，所述越流单井温度分布完全解析模型中包含导热系数，所述越流单井水头分布完全解析模型中包含渗透系数以及比热容参数；获取所述待进行储层设计的越流单井预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值；基于越流单井温度分布完全解析模型，越流单井水头分布完全解析模型以及所述预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值，根据预设优化算法反演所述导热系数，所述渗透系数以及所述比热容参数，直到得到满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数，由满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数构成的越流单井循环系统热储参数用于对所待进行储层设计的越流单井的储层进行设计。
5.本发明实施例提供的越流单井循环系统热储参数反演方法，通过对越流单井流动模型与所述越流单井传热模型进行解耦操作，一方面得到越流单井温度分布完全解析模型以及越流单井水头分布完全解析模型，与数值模拟方法或者半解析模型相比，本方案提供了定量的数学关系，引进了越流量的计算方法，得到了中深层越流单井同时抽灌的水头分布解析函数，可以清晰客观反映物理规律，提高了越流单井循环系统热储参数反演的计算速度和精度；另一方面根据预设优化算法反演得到越流单井循环系统热储参数，并利用越流单井循环系统热储参数对越流单井储层和抽灌参数进行设计，提高了越流单井循环系统
中越流单井储层的可靠性和取热系统的合理性。
6.可选地，所述根据预设优化算法反演所述导热系数，所述渗透系数以及所述比热容参数，直到得到满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数步骤之后，还包括：将所述越流单井循环系统热储参数输入至对应的所述越流单井温度分布完全解析模型以及所述越流单井水头分布完全解析模型，计算得到越流单井循环系统预设位置处的出水温度计算值与水位差计算值；将所述预设位置处的出水温度计算值与所述预设位置处的出水温度实测值以及所述预设位置处的水位差计算值与所述预设位置处的水位差实测值进行比较，验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求。
7.可选地，所述验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求步骤之后，还包括：若不满足预设要求，调整所述预设条件，直到所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度满足预设要求。
8.可选地，所述根据预设优化算法反演所述导热系数，所述渗透系数以及所述比热容参数，直到得到满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数步骤之后，还包括：对所述越流单井循环系统热储参数进行随机化处理，得到第一热储参数；将所述第一热储参数输入至对应的所述越流单井温度分布完全解析模型以及所述越流单井水头分布完全解析模型，计算得到越流单井循环系统在预设位置处的出水温度计算值与水位差计算值；将所述预设位置处的出水温度计算值与所述预设位置处的出水温度实测值以及所述预设位置处的水位差计算值与所述预设位置处的水位差实测值分别进行比较，验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求。
9.可选地，所述验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求步骤之后，还包括：若不满足预设要求，重新对所述越流单井循环系统热储参数进行随机化处理，直到所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度满足预设要求。
10.可选地，所述越流单井温度分布完全解析模型为：
[0011][0012][0013][0014][0015][0016]
其中，τ表示时间，t
f,p
(τ)表示随时间变化的井口抽水温度，t
sur
表示地表温度，a表示地温梯度，λ表示导热系数，cf表示流体体积比热容参数，qm表示抽灌流量，r1表示内外管之间的总热阻，r2表示外管与井壁总热阻，h表示越流单井深度，r
1o
、r
1i
分别表示内管外半径
和内管内半径，λ1表示内管导热系数，h1和h2分别表示内管和外管流体的对流传热系数，λs表示岩层导热系数，as(τ)表示随时间变化的岩层热扩散速率，rw表示井壁外半径,
2i
表示内井管热导率；
[0017]
所述越流单井水头分布完全解析模型为：
[0018][0019]
其中，si表示越流单井抽灌同时作用的水头差，τ表示时间，q
p
(τ)表示随时间变化的抽水量，k
p
表示抽水层的渗透系数，d
p
表示抽水层的厚度，
p
表示抽水层压力传导系数，r表示水头半径，a，b为系数，da表示弱透水层厚度，dr表示回灌层厚度，ka表示弱透水层的渗透系数，r(τ)表示随时间变化的回灌量，r表示回灌层的压力传导系数，y表示沿水头半径方向，为抽水层和回灌层泰斯井函数自变量。
[0020]
本发明第二方面提供了一种越流单井循环系统热储参数反演装置，包括：第一解耦模块，用于对预设的越流单井流动模型与所述越流单井传热模型进行解耦操作，得到越流单井温度分布完全解析模型以及越流单井水头分布完全解析模型，其中，所述越流单井流动模型与所述越流单井传热模型中参数的边界条件根据待进行储层设计的越流单井中结构层的物理参数确定，所述越流单井流动模型和越流单井传热模型包含导热系数、渗透系数以及比热容参数，所述越流单井温度分布完全解析模型中包含导热系数，所述越流单井水头分布完全解析模型中包含渗透系数以及比热容参数；第一获取模块，用于获取所述待进行储层设计的越流单井预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值；第一反演模块，用于基于越流单井温度分布完全解析模型，越流单井水头分布完全解析模型以及所述预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值，根据预设优化算法反演所述导热系数，所述渗透系数以及所述比热容参数，直到得到满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数，由满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数构成的越流单井循环系统热储参数用于对所待进行储层设计的越流单井的储层和抽灌参数进行设计。
[0021]
本发明提供的越流单井循环系统热储参数反演装置中各部件所执行的功能均已在上述第一方面任一方法实施例中得以应用，因此这里不再赘述。
[0022]
本发明第三方面提供了一种计算机设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第一方面的越流单井循环系统热储参数反演方法的步骤。
[0023]
本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行如本发明第一方面提供的越流单井循环系统热储参数反演方法。
附图说明
[0024]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]
图1为本发明一实施例提供的越流单井循环系统热储参数反演方法流程示意图；
[0026]
图2为本发明一实施例提供的越流单井循环系统结构示意图；
[0027]
图3为本发明一实施例提供的越流单井循环系统结构示意图；
[0028]
图4为本发明一实施例提供的越流单井循环系统热储参数反演方法实验结果示意图；
[0029]
图5为本发明一实施例提供的越流单井循环系统热储参数反演方法实验结果示意图；
[0030]
图6为本发明实施例提供的一种越流单井循环系统热储参数反演装置结构示意图；
[0031]
图7为本发明实施例提供的一种计算机设备结构示意图。
具体实施方式
[0032]
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0033]
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0034]
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0035]
针对背景技术中所提及的技术问题，本发明实施例提供了一种越流单井循环系统热储参数反演方法，如图1所示，该方法的步骤包括：
[0036]
步骤s110，对预设的越流单井流动模型与所述越流单井传热模型进行解耦操作，得到越流单井温度分布完全解析模型以及越流单井水头分布完全解析模型，其中，所述越流单井流动模型与所述越流单井传热模型根据待进行储层设计的越流单井中每一个结构层的物理参数构建得到，所述越流单井流动模型和越流单井传热模型包含导热系数、渗透系数以及比热容参数，所述越流单井温度分布完全解析模型中包含导热系数，所述越流单井水头分布完全解析模型中包含渗透系数以及比热容参数。
[0037]
示例性地，越流单井循环系统结构示意图如图2、图3所示。越流单井循环系统包括岩土层1、回灌层2、含水层3、抽水层4、井管外壁5、内井管6、封隔器7；上岩土层与井口交界面s1、回灌层与岩土层交界面s2、回灌层与弱透水层交界面s3、弱透水层与抽水层交界面s4、弱透水层与下岩土层交界面s5、下岩土层地面s6、上岩土层侧边界s7、回灌层侧边界s8、弱透水层侧边界s9、回灌层侧边界s10、下岩土层侧边界s11、外井管与上岩土层交界面s12、
井管外壁与回灌层交界面s13、位于上岩土层s14和回灌层的内井管s15。
[0038]
本技术实施例中越流单井流动模型可以为越流承压含水层地下水渗流模型，如公式(1)所示：
[0039][0040]
其中da、d
p
分别为弱透水层、抽水层的厚度，m；kr、ka分别回灌层、弱透水层的渗透系数，m/s；q
p
为抽水量，m3/h；μ为动力粘度，pa
·
s；r为水头半径，m；s为水头，m；τ为时间，s。
[0041]
越流单井流动模型中参数的边界条件可以根据待进行储层设计的越流单井的结构层的物理参数确定，其中结构层的物理参数可以包括弱透水层厚度，抽水层厚度，回灌层的渗透系数，弱透水层的渗透系数等，具体的确定方式可以是根据水头变化规律符合漏斗或倒立漏斗规律，如公式(2)-(4)所示：
[0042][0043]r→
∞,s＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0044]
τ＝0,s＝0
[0045]
(4)
[0046]
经过推导得到含有越流补给的抽水层和回灌层非稳定流水头分布函数sr(r,τ)和s
p
(r,τ)：
[0047][0048][0049]
其中，b为越阻系数，a
p
表示抽水层压力传导系数,r表示回灌层的压力传导系数，γ
p
、γr为抽水层和回灌层的导水系数；rb为钻孔半径，m；q表示流量，d表示厚度，下角标r表示回灌层，p表示抽水层。
[0050]
随着回灌进行，当从回灌层渗流折射到弱透水层的流量突破弱透水层厚度进入抽水层时即发生越流现象，此过程所用的时间称为流量突破时间τb。在未发生流量突破之前，抽水流量由抽水层远端补给，发生流量突破后抽水层的流量由越流量和抽水层远端补给共同组成：
[0051]qp
＝qs+q
l
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0052]
其中qs、q
l
分别为远端补给流量和越流量为远端补给的流量，m3/h。
[0053]
越流量的大小对抽水温度起关键作用，越流量越大，进入到抽水层的冷流体越多，越流量是越流含水层流动传热的重要参数。
[0054]
渗透率为kr的回灌层与渗透率为ka的弱透水层在界面任一点满足折射定律：
[0055][0056]
其中，α为回灌层到弱透水层的入射角，β为折射角。
[0057]
同理可得弱透水层与抽水层的渗流折射关系：
[0058][0059]
其中，β为弱透水层到抽水层的入射角，λ为折射角。
[0060]
定义弱透水层和抽水层界面为基准面，当发生越流后渗流进抽水层的冷流体锋面距离基准面的距离为z
p
，当τ》τb，z
p
》0，由几何关系得：
[0061][0062]
tanβ＝(r
thr-r
tha
)daꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
[0063]
其中v
ph
和v
pv
是抽水层和垂直速度分量m/s，r
thr
和r
tha
分别是回灌层和弱透水层热影响半径，m。
[0064]
由(8)-(11)式可得越流热影响半径：
[0065][0066]
回灌层热影响半径为：
[0067][0068]
式中q
inj
为回灌流量，m3/h；τ为回灌时间，h；ρ
sr
示密度，c
pr
表示比热容参数，下角标w表示水。
[0069]
同时可得到越流量：
[0070][0071]
将q
l
(τ)带入sr(r,τ)和s
p
(r,τ)中，可得到越流单井同时抽灌水头分布函数的完全解析解，为孔隙度，ρ
sa
、ρw分别为弱透水层砂岩密度、水的密度，kg/m3；c
pa
、c
pw
分别为弱透水层砂岩、水的比热容参数，j/kg
·
k。
[0072]
本技术实施例中越流单井传热模型可以包括含水层传热模型、土壤传热模型、井筒传热模型。具体地：
[0073]
含水层传热模型如公式(15)所示：
[0074]
[0075]
本实施例的技术方案将可以将时间划分为若干个步长，每个时间步长内近似为准稳态的传热过程，含水层内的传热模型的边界条件具体地如公式(16)-(17)所示，具体的确定方式可以是在井孔处温度值随时间变化，在影响半径处温度为岩层未扰动温度。
[0076]
r＝rb,t＝tr(τ)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(16)
[0077]
r＝r
r,th
(τ),t＝t
r,ini
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(17)
[0078]
其中，tr(τ)为每个时刻的回灌层筛管处的回灌水的平均温度，℃；r
r,th
(τ)为回灌层的热影响半径，m；t
r,ini
为回灌层热影响半径之外未扰动状态的初始温度；vr为回灌层渗流速度，m/s。
[0079]
通过求解可以得到含水层在[rb,r
r,th
(τ)]范围内的温度分布函数为：
[0080][0081]
其中，λm为导热系数，热影响半径r
r,th
和回灌水温度tr是时间的函数，因此回灌层的温度t
rth
是半径和时间的函数。
[0082]
由(18)式进一步在[rb,r
r,th
(τ)]范围内t
rth
的温度均值可得越流温度t
tha
，再由qs(τ)、q
l
(τ)及抽水层砂岩热容加权计算可得到抽水层的温度分布为：
[0083][0084]
其中，c
pp
、c
pa
分别为抽水层流体的体积比热容参数、[rb,r
r,th
(τ)]范围内的越流补给的体积比热容参数。
[0085]
土壤传热模型如公式(20)所示：
[0086]
井筒相对土壤尺寸很小，可以将井筒与土壤传热按照线热源处理，水平方向同性，土壤传热模型具体如公式(20)所示：
[0087][0088]
λ
x
、λz分别为x、y和z方向的热导率，w/(m
·
k)；ρs为土壤密度，kg/m3；cs为土壤比热容参数，j/(kg
·
℃)。
[0089]
在热影响半径处水平四周无热交换，上表面为地表对流边界，下表面为大地热流边界q
l
，w/m2，边界条件如公式(21)-(25)所示，具体的确定方式可以是初始时刻温度场温度与初始温度相同，在水平方向上影响半径处温度变化率为0，在垂直方向上井口处温度变化率符合第二类换热边界，在井底处符合第三类换热边界。
[0090]
θ(x,y,z,τ)|
τ＝0
＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(21)
[0091][0092]
[0093][0094][0095]
θ为过余温度，θ(x,y,z,τ)＝t(x,y,z,τ)-t0，为土壤温度场相对初始时刻温度t0的变化量，h1和h2分别是土壤上下表面的对流换热系数。
[0096]
因此井壁温度为沿着井壁方向的温度，即当x＝0,y＝0时的温度，tw(0,0,z,τ)＝t0(0,0,z,0)+θ(0,0,z,τ)。
[0097]
其中t0(0,0,z,0)为初始时刻沿着井壁的温度，由已知条件可知，得知θ(0,0,z,τ)即可求得井壁温度。θ(0,0,z,τ)由公式(20)-(25)的控制方程、初始条件及边界条件可求得。
[0098]
井筒传热模型构建如公式(26)、公式(27)所示：
[0099]
对内管建立能量平衡方程：
[0100][0101]
对环形空间建立能量平衡方程:
[0102][0103]cf
为流体体积比热容参数，kj/(m3·
k)；qm为抽灌流量，kg/s；t
f,up
为内管流体温度，℃；t
f,down
为环形空间流体温度，℃；z为距离井口的深度，m；tw为井壁温度，℃；r1为内外管之间的总热阻，(m
·
k)/w；r2为外管与井壁总热阻，(m
·
k)/w。
[0104][0105][0106]r1o
、r
1i
分别为内管外半径和内管内半径，m；λ1内管导热系数，w/(m
·
k)；h1和h2分别为内管和外管流体的对流传热系数，w/(m2·
k)；ra、rc和rs分别是管道流动对流热阻、通过井管与井壁的导热热阻、岩层导热热阻，(m
·
k)/w。
[0107]
井壁初始温度分布与地温梯度线性相关：
[0108]
tw(z)＝t
sur
+a
·zꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(30)
[0109]
t
sur
是地表温度，℃；a是地温梯度，℃/km。
[0110]
边界条件包括入口边界条件以及井底边界条件，分别如公式(31)所示、公式(32)所示：
[0111]
入口边界条件具体的确定方式可以是井壁温度为环形空间温度，入口温度为回灌温度。
[0112]
tw(z)＝t
f,down
(z)＝t
inj
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(31)
[0113]
井底边界条件具体的确定方式可以是井底环形空间温度与内管流体温度相同。
[0114]
t
f,down
(z)＝t
f,up
(z)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(32)
[0115]
将方程(28)-(32)带入方程(26)、(27)，得到井筒内外管的流体温度分布函数，
[0116][0117][0118][0119][0120]
γ＝t
inj-t
sur
+acfqmr2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(37)
[0121]
本实施例以井口位置为参考，构建越流单井温度分布完全解析模型，故井口处抽水温度是最终需要计算的越流单井温度分布完全解析解，即z＝0(井口位置)时的上升管温度：
[0122][0123]
由(35)-(37)可知α、β、γ，由(29)可知r2是时间的函数，因此越流单井温度分布完全解析模型t
f,p
(τ)也是时间函数，即越流单井温度分布完全解析模型为：
[0124][0125]
其中，τ表示时间，t
f,p
(τ)表示随时间变化的井口抽水温度，t
sur
表示地表温度，a表示地温梯度，λ表示导热系数，cf表示流体体积比热容参数，qm表示抽灌流量，r1表示内外管之间的总热阻，r2表示外管与井壁总热阻，h表示越流单井深度，r
1o
、r
1i
分别表示内管外半径和内管内半径，λ1表示内管导热系数，h1和h2分别表示内管和外管流体的对流传热系数，λs表示岩层导热系数，as(τ)表示随时间变化的岩层热扩散速率，rw表示井壁外半径,
2i
表示内井管热导率
[0126]
需要说明的是，本领域技术人员也可以其他位置为参考,构建越流单井温度分布完全解析模型，此处不做限制。
[0127]
抽灌层及若透水层砂岩的渗透系数符合指数衰减规律，为：
[0128]
k＝ae-bτ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(40)
[0129]
其中a、b为衰减函数的系数，τ为流动时间。
[0130]
基于(5)、(6)、(39)以上模型解耦得到越流单井水头分布完全解析模型为：
[0131]
[0132]
其中，si表示越流单井抽灌同时作用的水头差，τ表示时间，q
p
(τ)表示随时间变化的抽水量，k
p
表示抽水层的渗透系数，d
p
表示抽水层的厚度，
p
表示抽水层压力传导系数，r表示水头半径，a，b为系数，da表示弱透水层厚度，dr表示回灌层厚度，ka表示弱透水层的渗透系数，r(τ)表示随时间变化的回灌量，r表示回灌层的压力传导系数，y表示沿水头半径方向。为抽水层和回灌层泰斯井函数自变量。
[0133]
步骤s120，获取越流单井循环系统预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值。
[0134]
示例性地，预设位置可以为越流单井循环系统的井口位置，本领域技术人员可以根据实际情况进行确定，此处不做限制。
[0135]
步骤s130，基于越流单井温度分布完全解析模型，越流单井水头分布完全解析模型以及所述预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值，根据预设优化算法反演所述导热系数，所述渗透系数以及所述比热容参数，直到得到满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数，由满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数构成的越流单井循环系统热储参数用于对所待进行储层设计的越流单井的储层进行设计。
[0136]
示例性地，预设优化算法可以为寻优算法，如遗传算法，或者本领域技术人员公知的其他优化算法，此处不做限制。根据预设优化算法反演导热系数，渗透系数以及比热容参数，具体反演实施过程包括，对得到的越流单井温度分布完全解析模型以及越流单井水头分布完全解析模型中涉及的实际问题的边界条件、初始条件及待估参数进行初始化，通过优化算法对模型中的待估参数不断的进行调整，模型输出不同的计算结果。将模型的计算结果与实测值进行比较，直到满足优化算法中设定的目标函数和限定条件，即可得到模型中待估参数的反演值。以预设优化算法为遗传算法为例，基于越流单井温度分布完全解析模型以及越流单井水头分布完全解析模型构建非线性优化模型，采用遗传算法计算非线性优化模型的系数及其中参数，即得到了反演的参数。
[0137]
具体地，越流单井温度分布完全解析模型中包含含水层、弱透水层导热系数λ，所述越流单井水头分布完全解析模型中包含抽水层渗透系数k、含水层及弱透水层比热容参数c
p
。根据解析函数构造非线性优化模型，如公式(42)-(43)所示：
[0138][0139][0140][0141]
θ
min
≤{λr,λa}≤θ
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(42)
[0142][0143][0144]
[0145]
θ
min
≤{a,b,ka,k
p
,c
pa
,c
pp
}≤θ
max
ꢀꢀꢀꢀ
(43)
[0146]
其中，λr表示回灌层导热系数，λa表示回灌层导热系数，t
f,p
表示出水温度计算值，c
pp
、c
pa
分别为抽水层流体的体积比热容参数、[rb,r
r,th
(τ)]范围内的越流补给的体积比热容参数，t
*f,p
表示出水温度实测值，si表示水位差计算值，值,s
*i
表示水位差实测值,ε1、ε2为误差约束条件，如可选取0.001～0.005，具体根据实际情况设定，此处不做限制。
[0147]
预设条件可以但不限于包括误差约束条件，方差最小约束条件，本领域技术人员可根据实际需要进行设置，此处不做限制。
[0148]
目标函数分别是实测及解析计算的出水温度的方差最小化、实测及解析计算的水位差的方差最小化，约束条件为实测值与计算值满足规定的绝对误差及百分比误差。利用改进的遗传算法进行全局寻优，当不满足收敛条件时重新调整遗传算法的初值直至满足收敛条件。
[0149]
对含水层、弱透水层导热系数λ，由非线性优化模型进行反演。首先将实际问题的边界条件、初始条件及待估参数输入到越流单井温度分布完全解析模型及越流单井水头分布完全解析模型中，计算的抽水温度函数包含待估参数λ，与实测抽水温度构成非线性优化模型，设定相应的约束条件，通过改进的遗传算法寻取最优解，则得到含水层、弱透水层导热系数λ。同理抽水层渗透系数k、含水层及弱透水层比热容参数c
p
，也通过以上步骤获得。在获得抽水层渗透系数k后，由渗透规律k＝ae-bτ
可获得系数a、b，返带入完全解析模型然后与实测结果比较，满足预设条件即得到最终反演结果。由满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数构成的越流单井循环系统热储参数用于对所待进行储层设计的越流单井的储层进行设计，可以直接或间接指导抽灌流量的设计、热储层的选址及改造。
[0150]
本实施例提供一种边界条件设定方式，具体地：
[0151]
(1)外管环形空间入口为定流量、定温度边界；
[0152]
q(r,z)＝q
inj
，t(r,z)＝t
inj
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(44)
[0153]
其中，q(r,z)表示流量函数，q
inj
为抽灌流量，m3/h；t(r,z)表示温度函数，t
inj
为回灌温度，℃。
[0154]
(2)内管出口为定流量、温度流出边界；
[0155][0156]
其中，n表示法向量，λ
eq
表示内管当量导热系数，表示内管温度梯度。
[0157]
(3)隔水层上下边界及远端侧边界为无流动、定温边界；
[0158]-n
·
(ρwu)|s
1，2，5，6，7，11
＝0,t(r,z)|s
1,6,7,11
＝t0+a
·zꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(46)
[0159]
其中，n表示法向量，ρw表示水的密度，u表示流体速度，t0为地表温度，如15℃；a为地温梯度，℃/m；z为井深，m。
[0160]
(4)抽灌含水层及弱透水层远端侧边界为定温、定水头边界；
[0161]
h(r,z)|s
8，9，10
＝h0,t(r,z)|s
10
＝t0+a
·zꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(47)
[0162]
其中，h(r,z)表示在界面8、9、10处的水头，h0表示水头定值。
[0163]
(5)含水层与隔水层、抽灌层与弱透水层交界面，外管与回灌层交界面，内管与抽水层交界面为连续性边界；
[0164]-n1·
(ρwu)1＝n2·
(ρwu)2，在界面s2、s3、s4、s5、s13、s16处
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(48)
[0165][0166]
其中，n1、n2表示两个方程的法向量。
[0167]
(6)外管与隔水层交界面采用无流动、温度出流边界；
[0168][0169]
本领域技术人员可根据实际需要对边界条件进行设定，此处不做限制。
[0170]
本实施例提供一组初始条件，具体地，如表1所示：
[0171]
表1初始条件
[0172][0173]
本领域技术人员可根据实际需要对初始条件进行设定，此处不做限制。
[0174]
本发明实施例提供的越流单井循环系统热储参数反演方法，通过对越流单井流动模型与所述越流单井传热模型进行解耦操作，一方面得到越流单井温度分布完全解析模型以及越流单井水头分布完全解析模型，与数值模拟方法或者半解析模型相比，本方案提供了定量的数学关系，引进了越流量的计算方法，得到了中深层越流单井同时抽灌的水头分布解析函数，可以清晰客观反映物理规律，提高了越流单井循环系统热储参数反演的计算速度和精度；另一方面根据预设优化算法反演得到越流单井循环系统热储参数，并利用越流单井循环系统热储参数对越流单井储层和抽灌参数进行设计，提高了越流单井循环系统中越流单井储层的可靠性和取热系统的合理性。
[0175]
作为本发明一可选实施方式，还包括：
[0176]
步骤s210，将所述越流单井循环系统热储参数输入至对应的所述越流单井温度分布完全解析模型以及所述越流单井水头分布完全解析模型，计算得到越流单井循环系统预设位置处的出水温度计算值与水位差计算值。
[0177]
示例性地，将反演得到的热储参数带入完全解析模型中，通过正演法计算得到越流单井循环系统预设位置处的出水温度计算值与水位差计算值。其中计算得到越流单井循环系统预设位置处的出水温度计算值与水位差计算值中的预设位置与获取越流单井循环系统预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值中的预设位置相对应或者相同。
[0178]
步骤s220，将所述预设位置处的出水温度计算值与所述预设位置处的出水温度实测值以及所述预设位置处的水位差计算值与所述预设位置处的水位差实测值进行比较，验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求。
[0179]
示例性地，预设要求本领域技术人员可以根据实际情况进行设定，此处不做先顶。具体地，如将所述预设位置处的出水温度计算值与所述预设位置处的出水温度实测值以及所述预设位置处的水位差计算值与所述预设位置处的水位差实测值进行比较，验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求，如若误差小于预设阈值，如5％，可判定反演得到的热储参数满足预设要求。
[0180]
本发明实施例提供的越流单井循环系统热储参数反演方法，通过正演法将反演得到的热储参数带入完全解析模型中，计算得到越流单井循环系统预设位置处的出水温度计算值与水位差计算值，并将所述预设位置处的出水温度计算值与所述预设位置处的出水温度实测值以及所述预设位置处的水位差计算值与所述预设位置处的水位差实测值进行比较，确定反演得到的热储参数精度是否满足预设要求，从而得到精确可靠的热储参数用于对所待进行储层设计的越流单井的储层进行设计，提高越流单井循环系统的质量可靠性。
[0181]
作为本发明一可选实施方式，还包括：
[0182]
步骤s310，若不满足预设要求，调整所述预设条件，直到所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度满足预设要求。
[0183]
示例性地，若反演得到的热储参数不满足预设要求，如精度不够，则调整预设条件，如调整误差约束条件的约束范围，利用优化算法对热储参数进行重新反演，直到所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度满足预设要求。
[0184]
本发明实施例提供的越流单井循环系统热储参数反演方法，通过调整预设条件，一方面得到的精确度满足预设要求的越流单井循环系统热储参数；另一方面可以确定合适的预设条件。
[0185]
作为本发明一可选实施方式，还包括：
[0186]
步骤s410，对所述越流单井循环系统热储参数进行随机化处理，得到第一热储参数。
[0187]
示例性地，随机化处理可以包括但不限于高斯随机化处理，本领域技术人员可以根据实际需要进行确定，此处不做限制。本实施例以高斯随机化处理随机化为例，对越流单井循环系统热储参数进行高斯随机化处理，可以得到更均质接近实际储层特点的热储参数。
[0188]
步骤s420，将所述第一热储参数输入至对应的所述越流单井温度分布完全解析模型以及所述越流单井水头分布完全解析模型，计算得到越流单井循环系统在预设位置处的出水温度计算值与水位差计算值。
[0189]
步骤s430，将所述预设位置处的出水温度计算值与所述预设位置处的出水温度实测值以及所述预设位置处的水位差计算值与所述预设位置处的水位差实测值分别进行比较，验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求。
[0190]
本实施例中，步骤s420至步骤s430与上述对应部分的描述类似，此处不再赘述。
[0191]
本发明实施例提供的越流单井循环系统热储参数反演方法，对所述越流单井循环系统热储参数进行随机化处理，可以得到更均质接近实际储层特点的热储参数。
[0192]
作为本发明一可选实施方式，还包括：
[0193]
步骤s510，若不满足预设要求，重新对所述越流单井循环系统热储参数进行随机化处理，直到所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度满足预设要求。
[0194]
示例性地，若随机化处理得到的热储参数不满足预设要求，如精度不够，则重新对越流单井循环系统热储参数进行随机化处理或者采用其他可选随机化处理方式，得到更加均质且接近实际储层特点的热储参数，直到反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度满足预设要求。
[0195]
本发明实施例提供的越流单井循环系统热储参数反演方法，通过重新对所述越流单井循环系统热储参数进行随机化处理，得到更加均质且接近实际储层特点的热储参数，保证待进行储层设计的越流单井的储层设计参考数据的可靠性。
[0196]
作为本发明一可选实施方式，所述越流单井温度分布完全解析模型为：
[0197][0198][0199][0200][0201][0202]
其中，τ表示时间，t
f,p
(τ)表示随时间变化的井口抽水温度，t
sur
表示地表温度，a表示地温梯度，λ表示导热系数，cf表示流体体积比热容参数，qm表示抽灌流量，r1表示内外管之间的总热阻，r2表示外管与井壁总热阻，h表示越流单井深度，r
1o
、r
1i
分别表示内管外半径和内管内半径，λ1表示内管导热系数，h1和h2分别表示内管和外管流体的对流传热系数，λs表示岩层导热系数，as(τ)表示随时间变化的岩层热扩散速率，rw表示井壁外半径,
2i
表示内井管热导率；
[0203]
所述越流单井水头分布完全解析模型为：
[0204][0205]
其中，s
ii
表示越流单井抽灌同时作用的水头差，τ表示时间，q
p
(τ)表示随时间变化的抽水量，k
p
表示抽水层的渗透系数，d
p
表示抽水层的厚度，
p
表示抽水层压力传导系数，r表示水头半径，a，b为系数，da表示弱透水层厚度，dr表示回灌层厚度，ka表示弱透水层的渗透系数，r(τ)表示随时间变化的回灌量，r表示回灌层的压力传导系数，y表示沿水头半径方向，
为抽水层和回灌层泰斯井函数自变量。
[0206]
为了验证上述实施例中提供的越流单井循环系统热储参数反演方法的性能，本发明实施例中提供如下实验以及实验结果：
[0207]
选取5中不同的工况，如表2所示：
[0208]
表2实验工况
[0209][0210]
反演结果，如表3所示：
[0211]
表3反演结果
[0212][0213][0214]
水位变化计算值和实测值，如图4所示。
[0215]
抽水温度计算值与实测值，如图5所示。
[0216]
图6为本发明一实施例提供的一种越流单井循环系统热储参数反演的装置，包括：
[0217]
第一解耦模块710，用于对预设的越流单井流动模型与所述越流单井传热模型进行解耦操作，得到越流单井温度分布完全解析模型以及越流单井水头分布完全解析模型，其中，所述越流单井流动模型与所述越流单井传热模型中参数的边界条件根据待进行储层设计的越流单井中结构层的物理参数确定，所述越流单井流动模型和越流单井传热模型包含导热系数、渗透系数以及比热容参数，所述越流单井温度分布完全解析模型中包含导热系数，所述越流单井水头分布完全解析模型中包含渗透系数以及比热容参数。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。
[0218]
第一获取模块720，用于获取所述待进行储层设计的越流单井预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。
[0219]
第一反演模块730，用于基于越流单井温度分布完全解析模型，越流单井水头分布
完全解析模型以及所述预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值，根据预设优化算法反演所述导热系数，所述渗透系数以及所述比热容参数，直到得到满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数，由满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数构成的越流单井循环系统热储参数用于对所待进行储层设计的越流单井的储层进行设计。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。
[0220]
作为本发明一可选实施装置，还包括：
[0221]
第一输入模块，用于将所述越流单井循环系统热储参数输入至对应的所述越流单井温度分布完全解析模型以及所述越流单井水头分布完全解析模型，计算得到越流单井循环系统预设位置处的出水温度计算值与水位差计算值。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。
[0222]
第一比较模块，用于将所述预设位置处的出水温度计算值与所述预设位置处的出水温度实测值以及所述预设位置处的水位差计算值与所述预设位置处的水位差实测值进行比较，验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。
[0223]
作为本发明一可选实施装置，还包括：
[0224]
第一调整模块，用于若不满足预设要求，调整所述预设条件，直到所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度满足预设要求。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。
[0225]
作为本发明一可选实施装置，还包括：
[0226]
第一处理模块，用于对所述越流单井循环系统热储参数进行随机化处理，得到第一热储参数。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。
[0227]
第二输入模块，用于将所述第一热储参数输入至对应的所述越流单井温度分布完全解析模型以及所述越流单井水头分布完全解析模型，计算得到越流单井循环系统在预设位置处的出水温度计算值与水位差计算值。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。
[0228]
第二比较模块，用于将所述预设位置处的出水温度计算值与所述预设位置处的出水温度实测值以及所述预设位置处的水位差计算值与所述预设位置处的水位差实测值分别进行比较，验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。
[0229]
作为本发明一可选实施装置，还包括：
[0230]
第二处理模块，用于若不满足预设要求，重新对所述越流单井循环系统热储参数进行随机化处理，直到所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度满足预设要求。详细内容参见上述实施例中对应部分的描述，在此不再赘述。
[0231]
作为本发明一可选实施装置，包括：所述越流单井温度分布完全解析模型为：
[0232][0233]
[0234][0235][0236][0237]
其中，τ表示时间，t
f,p
(τ)表示随时间变化的井口抽水温度，t
sur
表示地表温度，a表示地温梯度，λ表示导热系数，cf表示流体体积比热容参数，qm表示抽灌流量，r1表示内外管之间的总热阻，r2表示外管与井壁总热阻，h表示越流单井深度，r
1o
、r
1i
分别表示内管外半径和内管内半径，λ1表示内管导热系数，h1和h2分别表示内管和外管流体的对流传热系数，λs表示岩层导热系数，as(τ)表示随时间变化的岩层热扩散速率，rw表示井壁外半径,
2i
表示内井管热导率；
[0238]
所述越流单井水头分布完全解析模型为：
[0239][0240]
其中，si表示越流单井抽灌同时作用的水头差，τ表示时间，q
p
(τ)表示随时间变化的抽水量，k
p
表示抽水层的渗透系数，d
p
表示抽水层的厚度，
p
表示抽水层压力传导系数，r表示水头半径，a，b为系数，da表示弱透水层厚度，dr表示回灌层厚度，ka表示弱透水层的渗透系数，r(τ)表示随时间变化的回灌量，r表示回灌层的压力传导系数，y表示沿水头半径方向，为抽水层和回灌层泰斯井函数自变量。
[0241]
本发明实施例提供了一种计算机设备，如图7所示，该设备包括一个或多个处理器3010以及存储器3020，存储器3020包括持久内存、易失内存和硬盘，图7中以一个处理器3010为例。该设备还可以包括：输入装置3030和输出装置3040。
[0242]
处理器3010、存储器3020、输入装置3030和输出装置3040可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
[0243]
处理器3010可以包括但不限于中央处理器(central processing unit，cpu)、图形处理器(graphic processing unit，gpu)。处理器3010还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。存储器3020可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据越流单井循环系统热储参数反演装置的使用所创建的数据等。此外，存储器3020可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态
存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器3020可选包括相对于处理器3010远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至越流单井循环系统热储参数反演装置。输入装置3030可接收用户输入的计算请求(或其他数字或字符信息)，以及产生与越流单井循环系统热储参数反演装置有关的键信号输入。输出装置3040可包括显示屏等显示设备，用以输出计算结果。
[0244]
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的越流单井循环系统热储参数反演方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0245]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读存储介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(random access memory，ram)，只读存储器(read-only memory，rom)，可擦除可编辑只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(compact disc read-only memory，cdrom)。另外，计算机可读存储介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0246]
应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(programmable gate array，pga)，现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)等。
[0247]
在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。在本公开描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非
另有明确具体的限定。
[0248]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种越流单井循环系统热储参数反演方法，其特征在于，包括：对预设的越流单井流动模型与所述越流单井传热模型进行解耦操作，得到越流单井温度分布完全解析模型以及越流单井水头分布完全解析模型，其中，所述越流单井流动模型与所述越流单井传热模型中参数的边界条件根据待进行储层设计的越流单井中结构层的物理参数确定，所述越流单井流动模型和越流单井传热模型包含导热系数、渗透系数以及比热容参数，所述越流单井温度分布完全解析模型中包含导热系数，所述越流单井水头分布完全解析模型中包含渗透系数以及比热容参数；获取所述待进行储层设计的越流单井预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值；基于越流单井温度分布完全解析模型，越流单井水头分布完全解析模型以及所述预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值，根据预设优化算法反演所述导热系数，所述渗透系数以及所述比热容参数，直到得到满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数，由满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数构成的越流单井循环系统热储参数用于对所待进行储层设计的越流单井的储层进行设计。2.根据权利要求1所述的越流单井循环系统热储参数反演方法，其特征在于，所述根据预设优化算法反演所述导热系数，所述渗透系数以及所述比热容参数，直到得到满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数步骤之后，还包括：将所述越流单井循环系统热储参数输入至对应的所述越流单井温度分布完全解析模型以及所述越流单井水头分布完全解析模型，计算得到越流单井循环系统预设位置处的出水温度计算值与水位差计算值；将所述预设位置处的出水温度计算值与所述预设位置处的出水温度实测值以及所述预设位置处的水位差计算值与所述预设位置处的水位差实测值进行比较，验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求。3.根据权利要求2所述的越流单井循环系统热储参数反演方法，其特征在于，所述验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求步骤之后，还包括：若不满足预设要求，调整所述预设条件，直到所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度满足预设要求。4.根据权利要求1所述的越流单井循环系统热储参数反演方法，其特征在于，所述根据预设优化算法反演所述导热系数，所述渗透系数以及所述比热容参数，直到得到满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数步骤之后，还包括：对所述越流单井循环系统热储参数进行随机化处理，得到第一热储参数；将所述第一热储参数输入至对应的所述越流单井温度分布完全解析模型以及所述越流单井水头分布完全解析模型，计算得到越流单井循环系统在预设位置处的出水温度计算值与水位差计算值；将所述预设位置处的出水温度计算值与所述预设位置处的出水温度实测值以及所述预设位置处的水位差计算值与所述预设位置处的水位差实测值分别进行比较，验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求。5.根据权利要求4所述的越流单井循环系统热储参数反演方法，其特征在于，所述验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求步骤之后，还包
括：若不满足预设要求，重新对所述越流单井循环系统热储参数进行随机化处理，直到所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度满足预设要求。6.根据权利要求1-5任一项所述的越流单井循环系统热储参数反演方法，其特征在于，所述越流单井温度分布完全解析模型为：所述越流单井温度分布完全解析模型为：所述越流单井温度分布完全解析模型为：所述越流单井温度分布完全解析模型为：所述越流单井温度分布完全解析模型为：其中，τ表示时间，t
f,p
(τ)表示随时间变化的井口抽水温度，t
sur
表示地表温度，a表示地温梯度，λ表示导热系数，c
f
表示流体体积比热容参数，q
m
表示抽灌流量，r1表示内外管之间的总热阻，r2表示外管与井壁总热阻，h表示越流单井深度，r
1o
、r
1i
分别表示内管外半径和内管内半径，λ1表示内管导热系数，h1和h2分别表示内管和外管流体的对流传热系数，λ
s
表示岩层导热系数，a
s
(τ)表示随时间变化的岩层热扩散速率，r
w
表示井壁外半径,
2i
表示内井管热导率；所述越流单井水头分布完全解析模型为：其中，s
i
表示越流单井抽灌同时作用的水头差，τ表示时间，q
p
(τ)表示随时间变化的抽水量，k
p
表示抽水层的渗透系数，d
p
表示抽水层的厚度，a
p
表示抽水层压力传导系数，r表示水头半径，a，b为系数，d
a
表示弱透水层厚度，d
r
表示回灌层厚度，k
a
表示弱透水层的渗透系数，q
r
(τ)表示随时间变化的回灌量，a
r
表示回灌层的压力传导系数，y表示沿水头半径方向，为抽水层和回灌层泰斯井函数自变量。7.一种越流单井循环系统热储参数反演装置，其特征在于，包括：第一解耦模块，用于对预设的越流单井流动模型与所述越流单井传热模型进行解耦操作，得到越流单井温度分布完全解析模型以及越流单井水头分布完全解析模型，其中，所述越流单井流动模型与所述越流单井传热模型中参数的边界条件根据待进行储层设计的越流单井中结构层的物理参数确定，所述越流单井流动模型和越流单井传热模型包含导热系数、渗透系数以及比热容参数，所述越流单井温度分布完全解析模型中包含导热系数，所述
越流单井水头分布完全解析模型中包含渗透系数以及比热容参数；第一获取模块，用于获取所述待进行储层设计的越流单井预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值；第一反演模块，用于基于越流单井温度分布完全解析模型，越流单井水头分布完全解析模型以及所述预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值，根据预设优化算法反演所述导热系数，所述渗透系数以及所述比热容参数，直到得到满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数，由满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数构成的越流单井循环系统热储参数用于对所待进行储层设计的越流单井的储层进行设计。8.根据权利要求7所述的越流单井循环系统热储参数反演装置，其特征在于，包括：所述根据预设优化算法反演所述导热系数，所述渗透系数以及所述比热容参数，直到得到满足预设条件的目标导热系数、目标渗透系数以及目标比热容参数步骤之后，还包括：第一输入模块，用于将所述越流单井循环系统热储参数输入至对应的所述越流单井温度分布完全解析模型以及所述越流单井水头分布完全解析模型，计算得到越流单井循环系统预设位置处的出水温度计算值与水位差计算值；第一比较模块，用于将所述预设位置处的出水温度计算值与所述预设位置处的出水温度实测值以及所述预设位置处的水位差计算值与所述预设位置处的水位差实测值进行比较，验证所述反演得到的越流单井循环系统热储参数的精确度是否满足预设要求。9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-6任一项所述的越流单井循环系统热储参数反演方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的越流单井循环系统热储参数反演方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种越流单井循环系统热储参数反演方法、装置及存储介质，其中，越流单井循环系统热储参数反演方法包括：对预设的越流单井流动模型与所述越流单井传热模型进行解耦操作，得到越流单井温度分布完全解析模型以及越流单井水头分布完全解析模型；获取所述待进行储层设计的越流单井预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值；基于越流单井温度分布完全解析模型，越流单井水头分布完全解析模型以及所述预设位置处的出水温度实测值与水位差实测值，根据预设优化算法反演得到热储参数用于对所待进行储层设计的越流单井的储层进行设计。本发明可解决现有技术中如何高效全面准确获取越流单井循环的热储参数的技术问题。题。题。


技术研发人员：尹洪梅 尹立坤 杨立明 王子威 范翼帆
受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/7/22