一种用于原地浸出开采的井网优化方法技术

本发明专利技术公开原地浸出开采的井网优化方法，涉及砂岩型矿床原地浸出开采技术领域。获取原地浸出开采矿区的物探和解译信息；获取原地浸出开采井网的初始井距和合理井距；根据采区边界模型、地层模型和品位模型构建采区多源信息数字模型；对采区多源信息数字模型进行隐式重建得到空间分布几何模型；对空间分布几何模型进行直接赋值得到赋值后的空间分布几何模型；将初始井距离和合理井距输入到赋值后的空间分布几何模型得到初始井网布置数据；根据第一预设条件对初始井网布置数据进行井位的迭代优化形成优化后的井网布置数据。本发明专利技术提高了原地浸出开采矿区的溶浸流场覆盖率，从而提高了矿产资源利用率和回收率。了矿产资源利用率和回收率。了矿产资源利用率和回收率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于原地浸出开采的井网优化方法


[0001]本专利技术涉及砂岩型矿床原地浸出开采
，特别是涉及一种用于原地浸出开采的井网优化方法。

技术介绍

[0002]我国铀资源类型以砂岩型、火山岩型、花岗岩型、碳硅泥岩型为主，其中砂岩型占比达到50％以上；目前国内天然铀产能的90％来源于砂岩型铀矿。砂岩型铀矿原地浸出开发过程中，由于砂岩储层渗透性差、非均质性强的特征，溶浸液在地层的运移过程往往难以预测，井网布置与采区浸出率、矿山开采效益之间存在复杂的非线性关系，因此合理优化井网布置存在极大挑战。在地浸开采的研究、设计与生产实践中，地下水数值模拟软件可以作为一款有效的工具，反映不同井网布置方案下所产生的溶浸流场动态响应过程，以此判断井网布置的合理性。
[0003]然而受限于传统数值模拟软件操作的复杂性及单次模拟所需大量的计算资源和时耗，极大限制了地浸开采井网自适应优化的开展。目前原地浸出开采仍采用规则井型等间距形式进行井网布置，但实践证明，以此类布置方式开采往往存在浸出率不及预期、浸出死角较大、不同开采单元采出完成时间差异较大的问题，给资源高效利用及企业生产管理带来了困扰。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种用于原地浸出开采的井网优化方法，提高了原地浸出开采矿区的溶浸流场覆盖率，从而提高了矿产资源利用率和回收率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下方案：
[0006]一种用于原地浸出开采的井网优化方法，所述方法包括：
[0007]获取原地浸出开采矿区的物探和解译信息；所述物探和解译信息至少包括：采区边界数据、地质属性数据和矿体品位分布数据；获取原地浸出开采井网的初始井距L1和合理井距L2；
[0008]根据所述采区边界数据构建采区边界模型；根据所述地质属性数据构建地层模型；根据所述矿体品位分布数据构建品位模型；根据所述采区边界模型、所述地层模型和所述品位模型构建采区多源信息数字模型；
[0009]根据采区钻孔信息通过径向基插值和等值面近似方法对所述采区多源信息数字模型进行隐式重建，得到空间分布几何模型；
[0010]采用空间约束方法和空间过滤方法对所述空间分布几何模型进行直接赋值，得到赋值后的空间分布几何模型；
[0011]将所述初始井距离L1和所述合理井距L2输入到赋值后的空间分布几何模型，得到初始井网布置数据；
[0012]采用改进的FMM算法根据第一预设条件对所述初始井网布置数据进行井位的迭代
优化，形成优化后的井网布置数据；所述第一预设条件包括：采区溶浸流场覆盖率。
[0013]可选地，所述径向基插值的计算公式为：
[0014][0015]其中，x为已知数据点，γ为求权系数，p(x)为一种多项式，是一种径向基核函数，N为常数。
[0016]可选地，所述采用空间约束方法和空间过滤方法对所述空间分布几何模型进行直接赋值，得到赋值后的空间分布几何模型具体包括：
[0017]确定所述空间分布几何模型的基点坐标，并以所述基点坐标为原点建立三维坐标系；
[0018]将所述空间分布几何模型分割为a*b*c个单元块，并确定任意一个单元块的尺寸；
[0019]采用估值方法对任意一个单元块所表征的矿体品位分布数据进行估值，得到单元块估值；所述估值方法至少包括：克里金方法或地质统计学方法；
[0020]根据所述单元块估值，采用空间约束方法和空间过滤方法对所述空间分布几何模型进行直接赋值，得到赋值后的空间分布几何模型。
[0021]可选地，所述获取原地浸出开采井网的初始井距L1和合理井距L2包括：
[0022]根据单位面积金属使用量、浸出率和金属销售价格得到产出值O；根据单位质量金属生产成本和单个钻井成本计算得到投入值I；
[0023]投入值I与产出值O相等时对应的井距L0为采场允许布置的最小井间距；投入值I与产出值O差值绝对值的最大值所对应的井距为初始井距L1；
[0024]根据第二预设条件通过经验公式计算得到合理井距L2；所述第二预设条件至少包括：经济效益和井距对开采效果的影响；所述经验公式为：
[0025][0026]可选地，所述获取原地浸出开采井网的初始井距L1和合理井距L2之后包括：
[0027]预设抽注单元；所述抽注单元包括：一个抽井和N个注井，N为正整数；
[0028]注井横向个数为：注井纵向个数为：其中，Q为原地浸出开采矿区横向边界长度；W为原地浸出开采矿区纵向边界长度；注井总数为X
I
*Y
I
，抽井总数为(X
I
‑
1)*(Y
I
‑
1)；
[0029]根据注井横向个数X
I
和注井纵向个数Y
I
分别计算注井横向井距L
x
和注井纵向井距L
y
；根据所述井横向井距L
x
和注井纵向井距L
y
生成注井井网；所述注井井网中第i行第j列的注井I
i,j
的坐标为(iL
x
,jL
y
)，其中i∈0,X
I
，j∈[0,Y
I
)；
[0030]根据所述注井井网，得到抽井井网；所述抽井井网中第i行第j列的抽井P
i,j
坐标为((i+0.5)L
x
,(j+0.5)L
y
)，i∈0,X
I
‑
1，j∈[0,Y
I
‑
1)；
[0031]根据所述注井井网和所述抽井井网得到(N+1)点型规则等间距布置形式的抽注井网。
[0032]可选地，所述采用改进的FMM算法根据第一预设条件对所述初始井网布置数据进行井位的迭代优化，形成优化后的井网布置数据包括：
[0033]预设抽注井网优化指标并随机初始化；所述优化指标包括：直接优化指标和约束指标；
[0034]根据约束指标构建井位约束空间模型；将所述注井井网和所述抽井井网的坐标约束在所述井位约束空间模型中，得到当前井网布置；
[0035]采用改进的FMM算法获取所述当前井网布置下的流场覆盖过程，并根据所述流场覆盖过程构建目标函数，根据所述目标函数定量评估原地浸出开采矿区的采区溶浸流场覆盖率；
[0036]采用智能优化算法对所述优化指标进行迭代优化，得到所述优化后的井网布置数据；所述智能优化算法至少包括：粒子群优化算法。
[0037]可选地，
[0038]所述优化指标包括：抽井井位坐标P
i，j
，注井井位坐标I
i，j
，抽注井网起始点坐标(x
a
,y
b
)和抽注井网整体相对于X轴的旋转角度θ，顺时针方向为正；
[0039]其中，抽井井位坐标P
i，j
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于原地浸出开采的井网优化方法，其特征在于，所述方法包括：获取原地浸出开采矿区的物探和解译信息；所述物探和解译信息至少包括：采区边界数据、地质属性数据和矿体品位分布数据；获取原地浸出开采井网的初始井距L1和合理井距L2；根据所述采区边界数据构建采区边界模型；根据所述地质属性数据构建地层模型；根据所述矿体品位分布数据构建品位模型；根据所述采区边界模型、所述地层模型和所述品位模型构建采区多源信息数字模型；根据采区钻孔信息通过径向基插值和等值面近似方法对所述采区多源信息数字模型进行隐式重建，得到空间分布几何模型；采用空间约束方法和空间过滤方法对所述空间分布几何模型进行直接赋值，得到赋值后的空间分布几何模型；将所述初始井距离L1和所述合理井距L2输入到赋值后的空间分布几何模型，得到初始井网布置数据；采用改进的FMM算法根据第一预设条件对所述初始井网布置数据进行井位的迭代优化，形成优化后的井网布置数据；所述第一预设条件包括：采区溶浸流场覆盖率。2.根据权利要求1所述的用于原地浸出开采的井网优化方法，其特征在于，所述径向基插值的计算公式为：其中，x为已知数据点，γ为求权系数，p(x)为一种多项式，是一种径向基核函数，N为常数。3.根据权利要求1所述的用于原地浸出开采的井网优化方法，其特征在于，所述采用空间约束方法和空间过滤方法对所述空间分布几何模型进行直接赋值，得到赋值后的空间分布几何模型具体包括：确定所述空间分布几何模型的基点坐标，并以所述基点坐标为原点建立三维坐标系；将所述空间分布几何模型分割为a*b*c个单元块，并确定任意一个单元块的尺寸；采用估值方法对任意一个单元块所表征的矿体品位分布数据进行估值，得到单元块估值；所述估值方法至少包括：克里金方法或地质统计学方法；根据所述单元块估值，采用空间约束方法和空间过滤方法对所述空间分布几何模型进行直接赋值，得到赋值后的空间分布几何模型。4.根据权利要求1所述的用于原地浸出开采的井网优化方法，其特征在于，所述获取原地浸出开采井网的初始井距L1和合理井距L2包括：根据单位面积金属使用量、浸出率和金属销售价格得到产出值O；根据单位质量金属生产成本和单个钻井成本计算得到投入值I；投入值I与产出值O相等时对应的井距L0为采场允许布置的最小井间距；投入值I与产出值O差值绝对值的最大值所对应的井距为初始井距L1；根据第二预设条件通过经验公式计算得到合理井距L2；所述第二预设条件至少包括：经济效益和井距对开采效果的影响；所述经验公式为：
5.根据权利要求4所述的用于原地浸出开采的井网优化方法，其特征在于，所述获取原地浸出开采井网的初始井距L1和合理井距L2之后包括：预设抽注单元；所述抽注单元包括：一个抽井和N个注井，N为正整数；注井横向个数为：注井纵向个数为：其中，Q为原地浸出开采矿区横向边界长度；W为原地浸出开采矿区纵向边界长度；注井总数为X
I
*Y
I
，抽井总数为(X
I
‑
1)*(Y
I
‑
1)；根据注井横向个数X
I
和注井纵向个数Y
I
分别计算注井横向井距L
x
和注井纵向井距L
y
；根据所述井横向井距L
x
和注井纵向井距L
y
生成注井井网；所述注井井网中第i行第j列的注井I
i,j
的坐标为(iL
x
,jL
y
)，其中i∈[0,X
I
)，j∈[0,Y
I
)；根据所述注井井网，得到抽井井网；所述抽井井网中第i行第j列的抽井P
i,j
坐标为((i+0.5)L
x
,(j+0.5)L
y
)，i∈[0,X
I
‑
1)，j∈[0,Y
I
‑
1)；根据所述注井井网和所述抽井井网得到(N+1)点型规则等间距布置形式的抽注井网。6.根据权利要求5所述的用于原地浸出开采的井网优化方法，其特征在于，所述采用改进的FMM算法根据第一预设条件对所述初始井网布置数据进行井位的迭代优化，形成优化后的井网布置数据包括：预设抽注井网优化指标并随机初始化；所述优化指标包括：直接优化指标和约束指标；根据约束指标构建井位约束空间模型；将所述注井井网和所述抽井井网的坐标约束在所述井位约束空间模型中，得到当前井网布置；采用改进的FMM算法获取所述当前井网布置下的流场覆盖过程，并根据所述流场覆盖过程构建目标函数，根据所述目标函数定量评估原地浸出开采矿区的采区溶浸流场覆盖率；采用智能优化算法对所述优化指标进行迭代优化，得到所述优化后的井网布置数据；所述智能优化算法至少包括：粒子群优化算法。7.根据权利要求6所述的用于原地浸出开采的井网优化方法，其特征在于，所述优化指标包括：抽井井位坐标P
i，j
，注井井位坐标I
i，j
，抽注井网起始点坐标(x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈梅芳，贾明滔，罗博声，苏学斌，阳奕汉，王亚安，张传飞，
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：