The general form of non-linear single-phase pressure diffusion @model with the finite number of wells is given by:
...
| \phi \cdot c_t \cdot \partial_t p |
|
...
...
...
bf u}
+ c \cdot ( {\bf u} \, \nabla p)
= \sum_k q |
|
...
_k(t) \cdot \delta({\bf r}-{\bf r}_k) |
|
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
| LaTeX Math Block |
---|
anchor | qGamma |
---|
alignment | left |
---|
| {\rm F}_{\Gamma}(p, {\bf |
|
...
...
...
where
...
...
borderColor | wheat |
---|
bgColor | mintcream |
---|
borderWidth | 7 |
---|
Table. 1. Notations and Definitions
...
...
...
...
объем элементарной ячейки
...
...
...
--uriencoded--%7B\bf r %7D_k |
|
| |
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
%7B\rm F%7D_%7B\Gamma%7D(p, %7B\bf u%7D) |
|
| |
...
The alternative form is to write down equations
LaTeX Math Block Reference |
---|
|
and LaTeX Math Block Reference |
---|
|
in reservoir volume outside wellbore and match the solution to the fluid flux through the well-reservoir contact...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\%7B (\Sigma_x, \, \Sigma_%7Bx+\delta x%7D), \, (\Sigma_y, \, \Sigma_%7By+\delta y%7D), \, (\Sigma_z, \, \Sigma_%7Bz+\delta z%7D), \%7D |
---|
|
...
:
...
...
...
...
...
...
...
...
partial_t p + \nabla {\bf u}
+ c \cdot ( {\bf u} \, \nabla p)
= 0 |
| |
...
...
...
...
...
...
...
Let fluid density be
being distributed through porous media with porosity .This elementary volume is holding the mass: LaTeX Math Inline |
---|
body | \delta m = \rho(x,y,z) \cdot \delta V |
---|
|
.
...
...
...
- M \cdot ( \nabla p - \rho \, {\bf g}) |
|
|
...
...
...
...
where
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--%7B\bf \delta A%7D = \delta A \cdot %7B\bf n%7D |
---|
|
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--%7B\bf n%7D |
---|
|
...
normal vector to elementary area
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\displaystyle \frac%7Bdm%7D%7Bdt%7D \Big%7C_%7B\delta A%7D = %7B\bf j%7D \, %7B\bf \delta A%7D |
---|
|
The total mass balance of the elementary volume is going to be:
...
...
...
...
...
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\displaystyle \frac%7Bdm%7D%7Bdt%7D = \sum_%7B\alpha%7D j_%7B\alpha%7DA_%7B\alpha%7D = j_x%7C_%7Bx%7D\cdot A_%7Byz%7D - j_x%7C_%7Bx+\delta x%7D\cdot A_%7Byz%7D + ... |
---|
|
...
Consider the mass flow rate balance along the
Рассмотрим приращение массы в элементарном кубе объема
. Предполагаем, что в самой ячейке нет источников, знак минус появляется за счет того, что нормали к противоположным граням кубика противонаправлены....
where
...
...
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\displaystyle \frac%7B\partial%7D%7B\partial t%7D(\rho \Phi) = - \nabla \cdot \vec j |
---|
|
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\displaystyle \frac%7B\partial%7D%7B\partial t%7D(\rho \Phi) + \nabla \cdot \vec j = 0 |
---|
|
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\displaystyle \frac%7B\partial%7D%7B\partial t%7D(\rho \Phi) + \nabla \cdot (\rho \vec u) = 0 |
---|
|
...
Вспоминаем определение (4) поля
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\vec%7Bj%7D |
---|
|
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\displaystyle \vec u = -\frac%7Bk%7D%7B\mu%7D \vec \nabla p |
---|
|
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\displaystyle \frac%7B\partial%7D%7B\partial t%7D(\rho \Phi) - \nabla \cdot \left( \rho \frac%7Bk%7D%7B\mu%7D \vec \nabla p \right) = 0 |
---|
|
...
Здесь и далее работаем в приближении
- процесс изотермический
- плотность флюида и пористость породы не зависят от времени явно
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\displaystyle \frac%7B\partial%7D%7B\partial t%7D (\rho \Phi) = \frac%7B\partial%7D%7B\partial p%7D (\rho \Phi)_T \frac%7B\partial p%7D%7B\partial t%7D = (\dot %7B\Phi%7D \rho + \dot %7B\rho%7D \Phi)\frac%7B\partial p%7D%7B\partial t%7D = \rho \Phi (c_%7Br%7D + c_%7Bf%7D)\frac%7B\partial p%7D%7B\partial t%7D |
---|
|
...
Распишем временную производную в ур-нии (7)
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\displaystyle \nabla \cdot \left( \rho \frac%7Bk%7D%7B\mu%7D \vec%7B\nabla%7D p \right) =\frac%7Bk%7D%7B\mu%7D \vec%7B\nabla%7D\rho \cdot \vec%7B\nabla%7Dp + \rho \cdot \nabla \cdot \left( \frac%7Bk%7D%7B\mu%7D \vec%7B\nabla%7Dp \right) |
---|
|
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\displaystyle \nabla \cdot \left(\rho \frac%7Bk%7D%7B\mu%7D \vec%7B\nabla%7D p \right) =\dot%7B\rho%7D\frac%7Bk%7D%7B\mu%7D (\vec%7B\nabla%7Dp)%5e2 + \rho \cdot \nabla \cdot \left( \frac%7Bk%7D%7B\mu%7D \vec%7B\nabla%7Dp \right) |
---|
|
...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\displaystyle \rho \Phi c_%7Bt%7D \frac%7B\partial p%7D%7B\partial t%7D =\rho \left(\nabla \cdot \left( \frac%7Bk%7D%7B\mu%7D \vec%7B\nabla%7Dp \right) + c_%7Bf%7D\frac%7Bk%7D%7B\mu%7D (\vec%7B\nabla%7Dp)%5e2 \right) |
---|
|
...
Перепишем ур-ние (7), используя конечные соотношения в (10) и (8), и определения для
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--c_%7Bt%7D |
---|
|
(6) и LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--c_%7Bf%7D |
---|
|
(7)...
LaTeX Math Inline |
---|
body | --uriencoded--\displaystyle \Phi(p) c_%7Bt%7D(p) \frac%7B\partial p%7D%7B\partial t%7D =\nabla \cdot \left( \frac%7Bk(p)%7D%7B\mu (p)%7D \vec%7B\nabla%7Dp \right) + c_%7Bf%7D(p)\frac%7Bk(p)%7D%7B\mu (p)%7D (\vec%7B\nabla%7Dp)%5e2 |
---|
|
...
Классическая запись уравнения диффузии в приближении изотермического процесса и независимости от времени плотности флюида и пористости породы.
Правая часть уравнения представляет собой сумму двух частей. Первая отвечает за пространственное распределение давления, вторая же содержит множителем сжимаемость флюида.
Physical models of pressure diffusion can be split into two categories: Newtonian and Rheological (non-Newtonian) based on the fluid stress model.
Mathematical models of pressure diffusion can be split into three categories: Linear, Pseudo-linearLinear and Non-linear.
These models are built using Numerical, Analytical or Hybrid pressure diffusion solvers.
...
The simplest analytical solutions for pressure diffusion are given by 1DL Linear-Drive Solution (LDS) and 1DR Line Source Solution (LSS)The table below shows a list of popular well and reservoir pressure diffusion models.
...
...
Fractured vertical well
...
See also
...
Physics / Mechanics / Continuum mechanics / Fluid Mechanics / Fluid Dynamics / Pressure Diffusion
...
Multifrac horizontal well
...
See also
Pressure diffusion / Pressure Diffusion @model
[ Aquifer Drive Models ] [ Gas Cap Drive Models ]
[ Linear single-phase pressure diffusion @model ]