一种高渗透砂岩铀/铜矿地浸开采的井距确定方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高渗透砂岩铀/铜矿地浸开采的井距确定方法及系统，方法包括：构建开采区域的砂岩储层三维地质模型，构建砂岩储层空间离散的体元模型、岩性模型和品位模型，并根据三种模型得到融合空间模型；按照初始井距在融合空间模型添加钻井工程，根据开采区域矿体位置和厚度，布设抽出井和注入井过滤器参数；对注入井和抽出井进行溶质颗粒运移模拟计算，并计算井距相关参数；基于融合空间模型，得到当前井距，继续进行溶质颗粒运移模拟计算，直至当前井距超过设定阈值，根据多组井距相关参数绘制关系曲线以确定最优井距。本发明专利技术高渗透砂岩铀/铜矿地浸开采过程井距优化设计，能够提高浸出剂利用效率、减少浸出剂稀释和节约钻孔投资。孔投资。孔投资。

【技术实现步骤摘要】
一种高渗透砂岩铀/铜矿地浸开采的井距确定方法及系统


[0001]本专利技术涉及矿石开采
，特别是涉及一种高渗透砂岩铀/铜矿地浸开采的井距确定方法及系统。

技术介绍

[0002]砂岩型铀矿地浸采铀工艺已成为当前国内天然铀采冶的主流生产工艺，截至2021年底，地浸产能已占国内天然铀总产能的90％以上。我国地浸采铀工艺经过30多年的发展，地浸采铀技术不断完善，但对于地浸采铀井网优化布置的研究甚少。
[0003]在地浸采铀中，井网布置是指砂岩铀矿开拓采区内钻井的排列方式(主要有行列式和网格式)和井间距大小。井网在地浸采铀生产中占有相当重要的地位，它的选择和布置在很大程度上决定着地浸铀矿山的生产规模、开采年限以及地浸矿山企业的经济效益。我国地浸采铀多年以来，不论砂岩型铀矿的渗透性大小，井距一般以25～35m为主，如松辽盆地某铀矿，含矿含水层渗透系数K＝0.025～0.233m/d，平均0.10m/d，含矿层平均厚度为35m,矿体厚度与含矿层厚度之比为1：4.5，井距有30m、35m两种；二连盆地某铀矿，含矿层K＝2.9～9.5m/d，部分区域达13m/d，平均7m/d，含矿层平均厚度60m，矿体厚度与含矿层厚度之比为1：10，井距有27m、30m、35m三种；伊犁盆地某铀矿，含矿层K＝0.32～0.37m/d，平均0.35m/d，含矿层平均厚度12.6m，矿体厚度与含矿层厚度之比为1：3，井距有25m、27m、30m三种。井距的确定一般依靠室内长距离浸出试验、现场条件试验和以往采区开采经验，并无严谨的数学论证。<br/>[0004]石油开采方面，关于井网密度和极限井距的研究众多，但油田开发期一般都比较长(15～40年)，开采初期井距较大(500～1500m)，开采后期可能会采取加密井网的措施；对于低渗透油田，建立了基于低渗透特征的极限井距确定方法，以注采井之间的临界驱动压力、渗透率、地层压力、油层有效厚度、粘度等参数描述的极限井距计算模型，可计算出不同注采压差条件下，不同渗透率储层的极限井距。地浸采铀过程不仅涉及流体在多孔介质中的渗流，还涉及浸出剂流动过程中的化学溶解
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迁移
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再沉积等过程，从砂岩储层的渗透性、采铀过程、开采年限、经济性等方面，均有别于石油开采，石油方面的极限井距确定方法不适应于地浸砂岩铀矿开发。
[0005]地浸采铀过程中，不同的井距，矿体浸出效果差异很大：井距过大，注入的浸出剂影响范围大，作用于非矿层矿物的无用消耗大，铀资源难以充分利用，最终回采率低；井距缩小，注入的浸出剂大部分能被抽出井回收，浸出速度快，浸采周期缩短，但钻孔投资大，经济性又难以保证。岩性岩相的发育规律、矿体形态和走向、规模和埋藏深度、矿体厚度和含矿层厚度、含矿层的渗透性强弱和富水性等，矿石的可浸性、生产过程的抽注液能力、矿山企业生产规模及经济投资等都影响井距选择。一般而言，在井距设计方面，矿体厚度大，矿砂比大，井距可以加大，反之则宜较小井距；从钻孔控矿面积和矿体开采投资角度出发，应取较大值，从浸出剂覆盖率和有效溶浸面积出发，应取较小值。因此，不同类型的砂岩铀矿床的合理井距设计，是一个相对复杂的优化求解问题。
[0006]针对上述问题，以当前地浸采铀技术开发高渗透砂岩铀矿，存在“两高两低”问题，即钻孔投资成本高、生产期间动力消耗高，浸出剂有效利用率低、采区浸出液铀浓度低等问题，而解决“两高两低”问题，最直接的技术措施就是优化开采井距。因此，亟需一种高渗透砂岩铀矿地浸开采的井距确定方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种高渗透砂岩铀/铜矿地浸开采的井距确定方法及系统，能够减少浸出剂稀释、提高浸出剂利用率和节约矿体开发的钻孔投资。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]本专利技术提供了一种高渗透砂岩铀/铜矿地浸开采的井距确定方法，所述方法包括：
[0010]获取砂岩型矿床的钻孔数据，并基于所述钻孔数据，构建目标开采区域的砂岩储层精细化三维地质模型；所述钻孔数据包括钻井坐标、钻井深度、矿体岩性划分信息和矿体品位信息；
[0011]将目标开采区域在三维空间上离散为规则长方体集合，建立砂岩储层空间离散的体元模型；在所述砂岩储层精细化三维地质模型的约束下设置各规则长方体的岩性，确定砂岩储层的岩性模型；根据各所述规则长方体的岩性，确定各规则长方体的铀/铜品位，构建砂岩储层空间上铀/铜的品位模型；
[0012]对所述体元模型、所述岩性模型和所述品位模型进行融合，得到包含砂岩储层多源信息的融合空间模型；
[0013]根据矿体厚度与含矿层厚度的比值、砂岩储层的渗透系数确定初始井距，按照所述初始井距在所述融合空间模型上添加钻井工程；所述钻井工程包括抽出井和注入井；
[0014]根据目标开采区域中体的位置和厚度，在所述融合空间模型上布设抽出井和注入井的过滤器参数；所述过滤器参数包括过滤器的开启位置和长度；
[0015]对所述注入井和所述抽出井，进行溶质颗粒运移模拟计算，并对溶质颗粒运移模拟计算结果进行统计，根据统计结果计算井距相关参数；所述溶质颗粒运移模拟计算结果包括流经矿层的粒子数、流经非矿层的粒子数和抽出井回收的粒子数；所述井距相关参数包括粒子回收率、粒子有效利用率和稀释比；
[0016]基于所述融合空间模型，对所述初始井距按设定步长递增，得到当前井距，继续进行溶质颗粒运移模拟计算，直至当前井距超过设定阈值停止计算，获得多组井距相关参数，并根据所述多组井距相关参数绘制关系曲线，根据所述关系曲线确定最优井距。
[0017]可选地，所述获取砂岩型矿床的钻孔数据，并基于所述钻孔数据，构建目标开采区域的砂岩储层精细化三维地质模型，具体包括：
[0018]对所述钻孔数数据进行预处理，并采用基于数学插值的隐式建模方法构建目标开采区域的砂岩储层精细化三维地质模型。
[0019]可选地，所述根据矿体厚度与含矿层厚度的比值、砂岩储层的渗透系数确定初始井距，具体包括：
[0020]当K＝1～5m/d且P＜1:3时，设定L0＝15m；
[0021]当K≥5m/d或P＞1:3时，L0＝20m；
[0022]其中，K为砂岩储层的渗透系数，P为矿体厚度与含矿层厚度的比值，L0为初始井
距。
[0023]可选地，所述根据目标开采区域中矿体的位置和厚度，在所述融合空间模型上布设抽出井和注入井的过滤器参数，具体包括：
[0024]当所述矿体厚度大于10m时，抽出井和注入井过滤器位置均以矿体中心位置为基准，抽出井的过滤器长度为矿体厚度的0.8倍；注入井的过滤器长度为矿体厚度的0.6倍；
[0025]当矿体厚度小于10m时，抽出井和注入井过滤器位置均以矿体中心位置为基准，抽出井的过滤器长度为矿体厚度的0.9倍，且不短于4m；注入井的过滤器长度为矿体厚度的0.6倍，且不短于3m。
[0026]可选地，所述对所述注入井和所述抽出井，进行溶质颗粒运移模拟计算，具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高渗透砂岩铀/铜矿地浸开采的井距确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取砂岩型矿床的钻孔数据，并基于所述钻孔数据，构建目标开采区域的砂岩储层精细化三维地质模型；所述钻孔数据包括钻井坐标、钻井深度、矿体岩性划分信息和矿体品位信息；将目标开采区域在三维空间上离散为规则长方体集合，建立砂岩储层空间离散的体元模型；在所述砂岩储层精细化三维地质模型的约束下设置各规则长方体的岩性，确定砂岩储层的岩性模型；根据各所述规则长方体的岩性，确定各规则长方体的铀/铜品位，构建砂岩储层空间上铀/铜的品位模型；对所述体元模型、所述岩性模型和所述品位模型进行融合，得到包含砂岩储层多源信息的融合空间模型；根据矿体厚度与含矿层厚度的比值、砂岩储层的渗透系数确定初始井距，按照所述初始井距在所述融合空间模型上添加钻井工程；所述钻井工程包括抽出井和注入井；根据目标开采区域中矿体的位置和厚度，在所述融合空间模型上布设抽出井和注入井的过滤器参数；所述过滤器参数包括过滤器的开启位置和长度；对所述注入井和所述抽出井，进行溶质颗粒运移模拟计算，并对溶质颗粒运移模拟计算结果进行统计，根据统计结果计算井距相关参数；所述溶质颗粒运移模拟计算结果包括流经矿层的粒子数、流经非矿层的粒子数和抽出井回收的粒子数；所述井距相关参数包括粒子回收率、粒子有效利用率和稀释比；基于所述融合空间模型，对所述初始井距按设定步长递增，得到当前井距，继续进行溶质颗粒运移模拟计算，直至当前井距超过设定阈值停止计算，获得多组井距相关参数，并根据所述多组井距相关参数绘制关系曲线，根据所述关系曲线确定最优井距。2.根据权利要求1所述的高渗透砂岩铀/铜矿地浸开采的井距确定方法，其特征在于，所述获取砂岩型矿床的钻孔数据，并基于所述钻孔数据，构建目标开采区域的砂岩储层精细化三维地质模型，具体包括：对所述钻孔数数据进行预处理，并采用基于数学插值的隐式建模方法构建目标开采区域的砂岩储层精细化三维地质模型。3.根据权利要求1所述的高渗透砂岩铀/铜矿地浸开采的井距确定方法，其特征在于，所述根据矿体厚度与含矿层厚度的比值、砂岩储层的渗透系数确定初始井距，具体包括：当K＝1～5m/d且P＜1:3时，设定L0＝15m；当K≥5m/d或P＞1:3时，L0＝20m；其中，K为砂岩储层的渗透系数，P为矿体厚度与含矿层厚度的比值，L0为初始井距。4.根据权利要求1所述的高渗透砂岩铀/铜矿地浸开采的井距确定方法，其特征在于，所述根据目标开采区域中矿体的位置和厚度，在所述融合空间模型上布设抽出井和注入井的过滤器参数，具体包括：当所述矿体厚度大于10m时，抽出井和注入井过滤器位置均以矿体中心位置为基准，抽出井的过滤器长度为矿体厚度的0.8倍；注入井的过滤器长度为矿体厚度的0.6倍；当矿体厚度小于10m时，抽出井和注入井过滤器位置均...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏学斌，陈梅芳，阳奕汉，崔玉峰，贾明涛，邢拥国，阙为民，杜志明，赵利信，谭亚辉，李召坤，闻振乾，刘正邦，许影，张传飞，封宇，谢廷婷，王如意，梁大业，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：