基于复杂立方t-球面模糊集(CCuT-SF)的干热岩地热系统可持续压裂技术多准则决策模型

【编辑推荐】本研究针对干热岩(HDR)地热开发中水力压裂技术的局限性，首创性提出融合复杂立方t-球面模糊集(CCuT-SF)、同步准则替代评估(SECA)和综合距离排序(COBRA)的混合决策模型。该框架突破传统MCDM方法，以渗透率增益(权重0.2031)为核心指标，证实超临界CO2压裂技术在降低地震风险、提升热效率方面的优越性，为可持续地热开发提供创新决策工具。

　　

Highlight亮点

本研究首次将复杂立方t-球面模糊集(CCuT-SF)应用于地热系统决策领域，开发出融合SECA-COBRA的混合模糊MCDM框架。该模型突破性地解决了干热岩(HDR)压裂技术选择中专家犹豫度、模糊评估等难题，为水稀缺地区的超临界CO₂压裂技术应用提供量化支持。

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文献综述

干热岩(HDR)作为储量相当于化石能源总和30倍的清洁能源，其开发瓶颈在于天然渗透率缺失。尽管增强型地热系统(EGS)通过人工造缝改善热交换，但传统水力压裂存在裂缝扩展受限、高耗水、诱发地震等缺陷，促使学界探索无水压裂技术。

方法论创新

提出的CCuT-SF集合将立方、复数和球面模糊理论三维融合，通过振幅-相位分量同步处理决策不确定性。图1所示框架整合SECA的客观权重分配与COBRA的距离排序，实现8项冲突准则(如渗透率增益??₅、地震风险??₄)的精准权衡。

案例验证

针对HDR压裂技术选择，模型显示超临界CO₂压裂在裂缝连通性(渗透率增益权重0.2031)和地震抑制方面显著优于水力压裂。敏感性分析证实该水less技术可降低60%操作风险，同时提升17%热提取效率。

Conclusion结论

本研究建立的决策框架为HDR压裂技术选择提供了兼顾安全性与能效的解决方案，推动地热能源向低碳未来转型。未来研究可拓展至岩浆地热系统等极端环境应用。