【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及动态评估，尤其涉及基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法。
技术介绍
1、浅层地热能作为一种清洁、可再生的能源，近年来受到了广泛。的关注和开发。随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的增强，浅层地热能在供暖、制冷和发电等领域的应用越来越广泛。然而，如何准确、高效地评估和开发浅层地热能资源，一直是一个具有挑战性的课题。
2、如中国专利公告号cn118261454b公开了深层地热能动态评估方法，包括以下步骤：基于地热井的温度与压力数据，计算数据间的温度差与压力差，调整数据的时间序列格式，并对数据进行去噪处理，得到标准数据配置，基于所述标准数据配置，应用最小二乘法，对偏微分方程的参数进行优化修正，并匹配地质和地热条件，生成参数精调集合。本专利技术，通过对数据优化处理，确保了从地热井采集的各类数据的准确性和实用性，通过调整偏微分方程参数，并结合最小二乘法，提升了与地质条件的适应性，从而能够更准确地模拟和预测地热井的性能，采用有限元方法对地热井变化进行深入分析，为地热能的未来状态提供科学的预测，优化了资源的长期管理和开采过程。
3、现有专利文件中深层地热能资源评估方法往往依赖于单一的数据源，如地质勘探数据、气象数据或水文数据等。这些方法虽然能够提供一定的信息，但由于数据来源的单一性，往往存在评估偏差和局限性。
技术实现思路
1、本申请提供基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，通过多源数据融合和数据流的引入，避免了单一数据源导致的评估偏差，提高了评
2、本申请提供了基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，包括：
3、s101，对多源数据进行采集，将采集到的多源数据进行融合；
4、s102，将融合后的数据进行排列，将排列后的数据进行调整和控制；
5、s103，根据步骤s102得到的排列后的数据集，提取数据特征，基于提取的数据特征构建预测模型，根据预测模型划分开发区域；
6、s104，将划分出的开发区域进行调整，将调整后的开发区域进行输出。
7、优选地，所述预测模型预测的结果为一个矩形区域，实际地理地质为一个圆形区域，识别矩形四个顶点在二维坐标系中的坐标，识别圆心的坐标和半径的值，比较矩形和圆形的边界，判断矩形和圆形是否有重叠部分，若矩形的任何一个顶点在圆内，或者圆的圆心在矩形内，那么有重叠部分，反之，则没有重叠部分。
8、优选地，通过方程计算矩形和圆形之间是否存在交点，圆的方程为，其中，（h，k）为圆心，r为半径，矩形的一个顶点为，矩形的方程为x=x1，y= y1，将x=x1代入圆的方程：，若，则方程有解，矩形的边与圆有交点，反之，则没有交点。
9、优选地，根据预测模型划分开发区域为：将开发区域划分成若干个子区域，包括以下步骤：
10、s201，采集开发区域不同深度的地层温度，根据采集的地层温度计算地热梯度；
11、s202，根据计算得到的地热梯度，识别地热梯度的特征；
12、s203，根据地热梯度的值，将开发区域划分为多个子区域；
13、s204，根据划分后的子区域，在子区域内设置采样点的密度；
14、s205，根据采样点的密度，设置采样阈值；
15、s206，在设定的采样点处进行数据采集。
16、优选地根据地热梯度的值，将开发区域划分为多个子区域，包括：地热梯度值≥3.5 °c/100m为高热梯度区，地热梯度值范围在2.0 °c/100m 至3.5 °c/100m为中热梯度区，地热梯度值<2.0 °c/100m为低热梯度区，根据高热梯度区、中热梯度区和低热梯度区将开发区域在空间上划分成高热子区域、中热子区域和低热子区域。
17、优选地，采样点的类型为温度、压力和流量，预设温度阈值为200°c-50°c，当地热资源的温度达到或超过200°c时，表明该区域的地热活动剧烈，温度低于50°c时，表示地热资源匮乏；预设压力阈值为10mpa-0.5mpa，当地热流体的压力达到或超过10mpa时，表示地热储层具有较高的压力能，当地热流体的压力低于0.5mpa，表示地热储层的压力能较低；预设流量阈值为100m³/h-5m³/h，当地热流体的流量达到或超过100m³/h时，表明该区域的地热流体运移活跃，当地热流体的流量低于5m³/h时，表示地热储层的流体补给不足或存在堵塞现象。
18、优选地，对于偏微分方程引入边界值的具体步骤：
19、s301，基于步骤s201到步骤s206中地层温度对浅层地热能的影响，构建偏微分方程模型；
20、s302，基于步骤s301建立的偏微分方程模型，使用开发区域的边界条件对偏微分方程模型进行调整；
21、s303，根据实地测量数据对调整后的偏微分方程模型进行验证。
22、优选的，将温度t作为未知函数，温度t是空间位置x、y和时间t的函数，即t(x, y,t)，其中，空间位置x表示地层的横向宽度，空间位置y表示地层的纵向深度，t(x, y, t)表示在时刻t位置(x, y)处的温度，构建偏微分方程：，其中，是热扩散系数，它描述了热量在介质中的传播速度,ρ是介质的密度，c是介质的比热容，k是热导率，方程的左边是温度t对时间t的偏导数，表示温度随时间的变化率，方程的右边是温度t对空间位置x和y的二阶偏导数的和，乘以热扩散系数α，方程的右边表示由于热传导引起的温度空间分布的变化。
23、优选地，根据建立的偏微分方程模型，在x方向上从a到b，即x∈[a, b]，其中，a和b表示地层横向宽度的边界值，在y方向上从地表，即y=0，到地下预设的深度，即y=h，y∈[0,h]；对于x方向上的边界条件，当在x=a边界上时，温度随时间变化，边界条件表达式为：t(a,y, t) = t_a(t)，在区域的左边界上，每一时刻y方向上的所有点的温度都是相同的，并且这个温度是随时间变化的，由t_a(t)函数描述；当在x=b边界上时，温度也随时间变化，边界条件表达式为：t(b, y, t) = t_b(t)，在区域的右边界上，每一时刻y方向上的所有点的温度都是相同的，并且这个温度是随时间变化的，由t_b(t)函数描述；对于y方向上的边界条件，当在y=0边界上时，温度随时间变化，由函数t_surface(t)给出，边界条件表达式为：t(x, 0, t) = t_surface(t)，这表示在地表上，每一时刻x方向上的所有点的温度都是相同的，并且这个温度是随时间变化的，由t_surface(t)函数描述；当在y=h边界上时，温度是随时间变化的函数t_bottom(t)，边界条件表达式为：t(x, h, t) = t_bottom(t)，这表示在地下预设的深度，即y=h上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，所述预测模型的预测结果为一个矩形区域，实际地理地质为一个圆形区域，识别矩形四个顶点在二维坐标系中的坐标，识别圆心的坐标和半径的值，比较矩形和圆形的边界，判断矩形和圆形是否有重叠部分，若矩形的任何一个顶点在圆内，或者圆的圆心在矩形内，那么有重叠部分，反之，则没有重叠部分。
3.如权利要求2所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，通过方程计算矩形和圆形之间是否存在交点，圆的方程为，其中，（h，k）为圆心，r为半径，矩形的一个顶点为，矩形的方程为x=x1，y= y1，将x=x1代入圆的方程：，若，则方程有解，矩形的边与圆有交点，反之，则没有交点。
4.如权利要求1所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，根据预测模型划分开发区域为：将开发区域划分成若干个子区域，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，根据地热梯
6.如权利要求4所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，采样点的类型为温度、压力和流量，预设温度阈值为200°C-50°C，当地热资源的温度达到或超过200°C时，表明该区域的地热活动剧烈，温度低于50°C时，表示地热资源匮乏；预设压力阈值为10MPa-0.5MPa，当地热流体的压力达到或超过10MPa时，表示地热储层具有较高的压力能，当地热流体的压力低于0.5MPa，表示地热储层的压力能较低；预设流量阈值为100m³/h-5m³/h，当地热流体的流量达到或超过100m³/h时，表明该区域的地热流体运移活跃，当地热流体的流量低于5m³/h时，表示地热储层的流体补给不足或存在堵塞现象。
7.如权利要求4所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，对于偏微分方程引入边界值的具体步骤：
8.如权利要求7所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，将温度T作为未知函数，温度T是空间位置x、y和时间t的函数，即T(x, y, t)，其中，空间位置x表示地层的横向宽度，空间位置y表示地层的纵向深度，T(x, y, t)表示在时刻t位置(x,y)处的温度，构建偏微分方程：，其中，是热扩散系数，它描述了热量在介质中的传播速度,ρ是介质的密度，c是介质的比热容，k是热导率，方程的左边是温度T对时间t的偏导数，表示温度随时间的变化率，方程的右边是温度T对空间位置x和y的二阶偏导数的和，乘以热扩散系数α，方程的右边表示由于热传导引起的温度空间分布的变化。
9.如权利要求7所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，根据建立的偏微分方程模型，在x方向上从a到b，即x∈[a, b]，其中，a和b表示地层横向宽度的边界值，在y方向上从地表，即y=0，到地下预设的深度，即y=H，y∈[0, H]；对于x方向上的边界条件，当在x=a边界上时，温度随时间变化，边界条件表达式为：T(a, y, t) = T_a(t)，在区域的左边界上，每一时刻y方向上的所有点的温度都是相同的，并且这个温度是随时间变化的，由T_a(t)函数描述；当在x=b边界上时，温度也随时间变化，边界条件表达式为：T(b, y, t) = T_b(t)，在区域的右边界上，每一时刻y方向上的所有点的温度都是相同的，并且这个温度是随时间变化的，由T_b(t)函数描述；对于y方向上的边界条件，当在y=0边界上时，温度随时间变化，由函数T_surface(t)给出，边界条件表达式为：T(x, 0, t) = T_surface(t)，这表示在地表上，每一时刻x方向上的所有点的温度都是相同的，并且这个温度是随时间变化的，由T_surface(t)函数描述；当在y=H边界上时，温度是随时间变化的函数T_bottom(t)，边界条件表达式为：T(x, H, t) = T_bottom(t)，这表示在地下预设的深度，即y=H上，每一时刻x方向上的所有点的温度都是相同的，该温度为恒定的或随时间变化的。
10.如权利要求9所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，将边界条...
【技术特征摘要】
1.基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，所述预测模型的预测结果为一个矩形区域，实际地理地质为一个圆形区域，识别矩形四个顶点在二维坐标系中的坐标，识别圆心的坐标和半径的值，比较矩形和圆形的边界，判断矩形和圆形是否有重叠部分，若矩形的任何一个顶点在圆内，或者圆的圆心在矩形内，那么有重叠部分，反之，则没有重叠部分。
3.如权利要求2所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，通过方程计算矩形和圆形之间是否存在交点，圆的方程为，其中，（h，k）为圆心，r为半径，矩形的一个顶点为，矩形的方程为x=x1，y= y1，将x=x1代入圆的方程：，若，则方程有解，矩形的边与圆有交点，反之，则没有交点。
4.如权利要求1所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，根据预测模型划分开发区域为：将开发区域划分成若干个子区域，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，根据地热梯度的值，将开发区域划分为多个子区域，包括：地热梯度值≥ 3.5 °c/100m为高热梯度区，地热梯度值范围在2.0 °c/100m 至3.5 °c/100m为中热梯度区，地热梯度值< 2.0°c/100m为低热梯度区，根据高热梯度区、中热梯度区和低热梯度区将开发区域在空间上划分成高热子区域、中热子区域和低热子区域。
6.如权利要求4所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，采样点的类型为温度、压力和流量，预设温度阈值为200°c-50°c，当地热资源的温度达到或超过200°c时，表明该区域的地热活动剧烈，温度低于50°c时，表示地热资源匮乏；预设压力阈值为10mpa-0.5mpa，当地热流体的压力达到或超过10mpa时，表示地热储层具有较高的压力能，当地热流体的压力低于0.5mpa，表示地热储层的压力能较低；预设流量阈值为100m³/h-5m³/h，当地热流体的流量达到或超过100m³/h时，表明该区域的地热流体运移活跃，当地热流体的流量低于5m³/h时，表示地热储层的流体补给不足或存在堵塞现象。
7.如权利要求4所述的基于地理信息数据的浅层地热能资源评估方法，其特征在于，对于偏微分方程引入边界值的...
【专利技术属性】
技术研发人员：师永霞，许一川，宋佳，朱玉娟，李华翔，刘朋，袁野，
申请(专利权)人：河南省地质局生态环境地质服务中心，
类型：发明
国别省市：
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