具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本发明实施例提供的砂岩铀矿地浸开采的井网设置方法的实现流程,参见图1,本实施例提供的砂岩铀矿地浸开采的井网设置方法包括:
S101:建立目标矿区对应的三维地质模型。
在本实施例中,S101之前,所述方法还包括:获取目标矿区的地质勘察数据,确定含矿层的空间分布和渗透性情况。其中地质勘察数据包括矿层的走向、厚度、宽度、矿层渗透性等基本信息。
具体的,S101包括根据目标矿区的地质勘察数据建立目标矿区的三维地质模型。
S102:在所述三维地质模型中选取预设水平面积对应的三维区域作为井网单元。
具体的,选取预设长度和预设宽度的水平面积对应的三维区域作为井网单元
在本实施例中,选取的井网单元为典型代表单元,即选取的井网单元中的含矿层分布情况在目标矿区对应的三维地质模型中较为典型。
S103:在所述井网单元内进行铀矿的溶浸模拟试验,生成所述井网单元对应的最优单元井网设置方案。
在本发明的一个实施例中,所述三维地质模型包括含矿层和底板隔水层;所述井网单元包括含矿层和底板隔水层;所述井网单元包括一段水平井和至少两个直井组;每个直井组分别包括在所述水平井两侧对称分布的两个直井;
S103包括:
以所述直井单元内的水平井与直井的间距、相邻直井组之间的间距以及水平井与第一分界面的间距作为实验因素建立正交试验模型;所述第一分界面为所述井网单元内含矿层与底板隔水层之间的分界面;
以溶浸指标最大为优化目标,计算所述正交试验模型的最优解,并将所述最优解作为所述井网单元对应的最优单元井网设置方案;所述溶浸指标为溶浸进行预设时间后所述井网单元中溶浸液浓度大于预设浓度阈值的含矿层体积与所述井网单元中含矿层总体积的比值;所述最优解包括所述井网单元内水平井与直井的最优间距、相邻直井组之间的最优间距以及水平井与第一分界面的最优间距。
在本实施例中,水平井为注液井,直井为抽液井。
图2示出了本发明的一个实施例中井网单元的水平剖面图,具体的,图2是井网单元中水平井所在平面的水平剖面图。图3为本发明的一个实施例中井网单元的立体图。具体的,图3中省略了底板隔水层和顶板隔水层的具体分布,仅示出了第一分界面和第二分界面。
参见图2和图3,井网单元W中包括一段水平井H和A、B两个相邻的直井组。其中直井组A中包括直井a1和直井a2,直井a1和直井a2在水平井H的两侧对称分布。同样的,直井组B中包括直井b1和直井b2,直井b1和直井b2在水平井H的两侧对称分布。
参见图2及图3,在本实施例中水平井与直井的间距L1为水平井所在的水平面内水平井与直井的水平间距;相邻直井组之间的间距L2为相邻直井组在水平方向的间距;水平井与第一分界面的间距L3为水平井在所在的铅垂面内与第一分界面的垂直间距。
在本实施例中,根据目标矿区含矿层的实际情况分别为各个试验因素设置三个水平进行正交试验,最终得到最优的水平组合作为正交试验模型的最优解。
在一个具体的实施例中,选取井网单元的长度为100m,宽度为100m,含矿层厚度为20m。
表1示出了本实施例中为各个试验因素设置的水平。
表1
可选的,以溶浸死角指标最小为优化目标,计算所述正交试验模型的最优解。具体的,溶浸死角指标为溶浸进行预设时间后,所述井网单元中溶浸液浓度小于预设浓度阈值的含矿层体积与所述井网单元中含矿层总体积的比值。
表2为根据各个试验因素对应的水平设置的正交试验表。
表2
可选的,溶浸进行的预设时间设定为5小时,预设浓度阈值为10%。
可选的,对正交试验进行极差分析,确定各个试验因素的主次低位。
S104:根据所述最优单元井网设置方案在所述三维地质模型中生成所述目标矿区对应的井网设置方案。
具体的,在三维地质模型中依据矿层的实际走向确定水平井的走向,按照水平井与直井的最优间距、相邻直井组之间的最优间距以及水平井与第一分界面的最优间距生成所述目标矿区对应的井网设置方案。
具体的,在三维地质模型中设置水平井时,需避免水平井穿透隔水层。
本实施例提供的井网设置方法采用由最优单元井网设置方案推广至完整的井网设置方案的思路,其中选取井网单元并在井网单元中计算最优解可以减少溶浸模拟实验的计算量,根据最优单元井网设置方案生成目标矿区对应的完整的井网设置方案可以提高井网设置方案的可靠性,最终达到提高铀矿的开采效率和采收率的效果。
在本发明的一个实施例中,S104之后,所述方法还包括:
S105:设置所述井网设置方案中水平井和各个直井对应的过滤器割缝密度。
参见图4,在一个具体的实施例中,过滤器割缝使用矩形截面、平行布缝的形式,在满足防砂要求和强度要求的前提下调整过滤器的割缝密度,即改变水平井和各个直井的环向割缝数量。
在本实施例中,水平井和直井的过滤器割缝密度会影响溶浸液的渗流速度,通过调整井网设置方案中的过滤器割缝密度可以实现溶浸液在含矿层内的均匀渗流,进一步的提高砂岩铀矿的开采效率。
在本发明的一个实施例中,S105包括:
在所述井网设置方案中计算水平井的渗流场,得到所述水平井的沿程压降分布;
根据所述水平井的沿程压降分布设置水平井的过滤器割缝密度。
具体的,在井网设置方案中计算水平井的渗流场时,设置注液压力恒定。
图5中,1为底板隔水层,2为顶板隔水层,3为含矿层,H为水平井。参见图5,随着与注液端的距离不断增大,水平井的压降也不断增大,相应的设置过滤器割缝密度也不断增大。
可选的,按照预设的分段长度将水平井进行分段,根据每一段水平井的压降情况设置各段水平井的过滤器割缝密度。
在本实施例中,通过设置水平井的过滤器割缝密度可以降低由于水平井管壁沿程损失造成的压降,保证溶浸液的均匀渗流和稳定运移,从而进一步提高地浸开采的效率和采收率。
可选的,所述方法还包括:根据水平井的沿程压降规律调节抽液井的抽液压力,进一步的保证溶浸液在整个矿层内均匀稳定的渗流。
在本发明的一个实施例中,所述三维地质模型包括含矿层、底板隔水层以及顶板隔水层,S105包括:
获取第一直井中基准点与第一分界面的间距和所述基准点与第二分界面的间距;所述第一直井为任一直井,所述第一基准点为所述第一直井与所述水平井所在的水平面的交点;所述第一分界面为含矿层与底板隔水层之间的分界面,所述第二分界面为含矿层与顶板隔水层之间的分界面;
将所述基准点与第一分界面的间距和所述基准点与第二分界面的间距的比值作为第一比值;
根据所述第一比值和预设的比值-割缝密度对应关系设置所述第一直井的过滤器割缝密度。
通过S101-S104确定的井网设置方案可以使水平井的轨迹尽可能的位于含矿层的垂向最有利的位置,即尽可能的接近含矿层垂向上的中间位置。然而实际的含矿层分布必然不是均匀的,因此第一距离和第二距离会存在差异。为了保证溶浸液的定向均匀渗流,根据第一距离与第二距离的比值调整各个直井的过滤器割缝密度。
可选的,比值-割缝密度对应关系中包括多个比值区间以及各个比值区间对应的加大割缝密度方式。
在图6中,1为底板隔水层,2为顶板隔水层,3为含矿层,H为水平井.参见图6,在一个具体的实施例中,直井x对应的基准点与第一分界面的间距为Dx1,基准点与第二分界面的间距为Dx2;同样的,直井y对应的基准点与第一分界面的间距为Dy1,基准点与第二分界面的间距为Dy2;直井z对应的基准点与第一分界面的间距为Dz1,基准点与第二分界面的间距为Dz2。
对于直井x,基准点与第一分界面的间距Dx1大于基准点与第二分界面的间距Dx2,根据直井x对应的第一比值增大直井x的第一基准点以下的过滤器割缝密度。对于直井y,第一距离Dy1与第二距离Dy2近似相等,直井y对应的第一比值接近1,不再对直井y的过滤器割缝密度进行调整。对于直井z,第一距离Dz1小于第二距离Dz2,根据直井z对应的第一比值增大直井z的第一基准点以上的过滤器割缝密度。
本实施例提供的砂岩铀矿地浸开采的井网设置方法可以根据目标矿区的时间情况设置井网,通过水平井与直井的合理布置以及过滤器割缝密度的合理设置提高低渗砂岩铀矿的地浸开采效率和采收率。具体的,本发明实施例提供的井网设置方法相对于现有的五点式步井方法,具有注液量大,波及系数高,单井浸出面积大的优势,可以有效减小浸出死角;相对于现有的阶梯式水平井设置方法可以降低施工难度。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
参见图7,本发明实施例提供了一种砂岩铀矿地浸开采的井网设置装置,10其特征在于,包括:
地质模型建立模块110,用于建立目标矿区对应的三维地质模型;
井网单元获取模块120,用于在所述三维地质模型中选取预设水平面积对应的三维区域作为井网单元;
溶浸模拟实验模块130,用于在所述井网单元内进行铀矿的溶浸模拟实验,生成所述井网单元对应的最优单元井网设置方案;
设置方案生成模块140,用于根据所述最优单元井网设置方案在所述三维地质模型中生成所述目标矿区对应的井网设置方案。
本发明实施例提供的砂岩铀矿地浸开采的井网设置装置中,选取井网单元并在井网单元中计算最优解可以减少溶浸模拟实验的计算量,根据最优单元井网设置方案生成目标矿区对应的完整的井网设置方案可以提高井网设置方案的可靠性,最终达到提高铀矿的开采效率和采收率的效果。
在本发明的一个实施例中,所述三维地质模型包括含矿层和底板隔水层;所述井网单元包括含矿层和底板隔水层;所述井网单元包括一段水平井和至少两个直井组;每个直井组包括在所述水平井两侧对称分布的两个直井;
所述溶浸模拟实验模块130包括:
正交试验模型建立单元,用于以所述直井单元内的水平井与直井的间距、相邻直井组之间的间距以及水平井与第一分界面的间距作为实验因素建立正交试验模型;所述第一分界面为所述井网单元内含矿层与底板隔水层之间的分界面;
最优单元井网设置方案生成单元,用于以溶浸指标最大为优化目标,计算所述正交试验模型的最优解,并将所述最优解作为所述井网单元对应的最优井网单元设置方案;所述溶浸指标为溶浸进行预设时间后所述井网单元中溶浸液浓度大于预设浓度阈值的含矿层体积与所述井网单元中含矿层总体积的比值;所述最优解包括所述井网单元内水平井与直井的最优间距、相邻直井组之间的最优间距以及水平井与第一分界面的最优间距。
在本发明的一个实施例中,所述装置还包括:
过滤器割缝密度设置模块,用于设置所述井网设置方案中水平井和各个直井对应的过滤器割缝密度。
在本发明的一个实施例中,过滤器割缝密度设置模块包括:
水平井过滤器割缝密度设置单元,用于在所述井网设置方案中计算水平井的渗流场,得到所述水平井的沿程压降分布;
根据所述水平井的沿程压降分布设置水平井的过滤器割缝密度。
在本发明的一个实施例中,所述三维地质模型包括含矿层、底板隔水层以及顶板隔水层;过滤器割缝密度设置模块包括:
直井过滤器割缝密度设置单元,用于获取第一直井中基准点与第一分界面的间距和所述基准点与第二分界面的间距;所述第一直井为任一直井,所述第一基准点为所述第一直井与所述水平井所在的水平面的交点;所述第一分界面为含矿层与底板隔水层之间的分界面,所述第二分界面为含矿层与顶板隔水层之间的分界面;
将所述基准点与第一分界面的间距和所述基准点与第二分界面的间距的比值作为第一比值;
根据所述第一比值和预设的比值-割缝密度对应关系设置所述第一直井的过滤器割缝密度。
图8是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图8所示,该实施例的终端设备8包括:处理器80、存储器81以及存储在所述存储器81中并可在所述处理器80上运行的计算机程序82。所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述各个砂岩铀矿地浸开采的井网设置方法实施例中的步骤,例如图1所示的S101至S104。或者,所述处理器80执行所述计算机程序82时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能,例如图7所示模块110至140的功能。
示例性的,所述计算机程序82可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器81中,并由所述处理器80执行,以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述计算机程序82在所述终端设备8中的执行过程。例如,所述计算机程序82可以被分割成地质模型建立模块、井网单元获取模块、溶浸模拟实验模块以及设置方案生成模块(虚拟装置中的模块)。
所述终端设备8可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括,但不仅限于,处理器80、存储器81。本领域技术人员可以理解,图8仅仅是终端设备8的示例,并不构成对终端设备8的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器80可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(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。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。
所述存储器81可以是所述终端设备8的内部存储单元,例如终端设备8的硬盘或内存。所述存储器81也可以是所述终端设备8的外部存储设备,例如所述终端设备8上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器81还可以既包括所述终端设备8的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器81用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器81还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/终端设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。