Если в исследуемой системе давление и распределение насыщенности в пласте (как вблизи, так и вдали от скважин) не успели сильно измениться за время исследования, то можно принять, что коэффициенты уравнения  не зависят от давления (рассчитываются при одном значении опорного давления в пласте) и нелинейная мультифазная фильтрация может быть представлена как линейная фильтрация некого эффективного однофазного флюида, называемая моделью Перрина (Perrine):


Linear pseudo single-phase form of multi-phase pressure diffusion:

\phi c_t \partial_t P - \nabla \big( \alpha ( \nabla P - \rho_{\alpha} \mathbf{g} ) \big)  = q(\mathbf{r})

where



q_t = q_w + q_o + q_g = B_w \, q_W + (B_o - R_v \, B_g) \, q_O + (B_g - R_s \, B_o) \, q_G




B_w = B_w(P_{\rm ref}), \ B_o = B_o(P_{\rm ref}), \ B_g = B_g(P_{\rm ref})


объемный фактор воды, нефти и газа при опорном давлении


R_{vn} = \frac{R_v B_o}{B_g} \bigg| _{P_{\bf ref}} \ , \quad 
R_{sn} = \frac{R_s B_g}{B_o} \bigg| _{P_{\bf ref}} \ , \quad
R_{vp} = \frac{\dot R_v B_o}{B_g} \bigg| _{P_{\bf ref}} \ , \quad 
R_{sp} = \frac{\dot R_s B_g}{B_o} \bigg| _{P_{\bf ref}}



нормированные обменные коэффициенты межфазного обмена при опорном давлении


s(\mathbf{r}) = \{ s_w(\mathbf{r}), \ s_o(\mathbf{r}), \ s_g(\mathbf{r})  \}


распределение насыщенности водяной, нефтяной и газовой фаз в объеме пород


c_t(s) = c_r (1 + R_{sn} s_o + R_{vn} s_g) + c_w s_w + c_o s_o (1+R_{sn}) + c_g s_g (1 + R_{vn}) + R_{sp} s_o + R_{vp} s_g


эффективная сжимаемость пласта с мультифазным насыщением как функция насыщенности при опорном давлении


с_r = - \frac{1}{\phi} \frac{d \phi}{dP} \bigg| _{P_{\bf ref}},  \quad 
с_w = \frac{1}{\rho_w} \frac{d \rho_w}{dP} \bigg| _{P_{\bf ref}}, \quad 
с_o = \frac{1}{\rho_o} \frac{d \rho_o}{dP} \bigg| _{P_{\bf ref}}, \quad 
с_g = \frac{1}{\rho_g} \frac{d \rho_g}{dP} \bigg| _{P_{\bf ref}} 



сжимаемости породы, воды, нефти и газа при опорном давлении




\beta = \phi \, c_t \bigg| _{P_{\bf ref}}



упругоемкость мультифазного пласта


\alpha(s) = \Big \langle \frac{k} {\mu} \Big \rangle = \alpha_w(s) + \alpha_o(s) \big( 1 + R_{sn} \big) + \alpha_g(s) \big( 1 + R_{vn} \big)


эффективная проводимость пород  как функция насыщенности при опорном давлении


\alpha_w = k_a \alpha_{rw}(s), \quad \alpha_o = k_a \alpha_{ro}(s), \quad \alpha_g = k_a \alpha_{rg}(s)


фазовые проводимости пласта по каждой фазе как функции насыщенности при опорном давлении


k_a(\mathbf{r}) \bigg| _{P_{\bf ref}}


распределение воздушной проницаемости пласта в объеме пород


\alpha_{rw}(s) = \frac{k_{rw}(s)}{\mu_w}, \quad \alpha_{ro}(s) = \frac{k_{ro}(s)}{\mu_o}, \quad \alpha_{rg}(s) = \frac{k_{rg}(s)}{\mu_g}


относительные фазовые проводимости пласта по каждой фазе как функции насыщенности при опорном давлении


\mu_w = \mu_w(P_{\bf ref}), \quad  \mu_o = \mu_o(P_{\bf ref}), \quad \mu_g = \mu_g(P_{\bf ref})


вязкость воды, нефти и газа при опорном давлении


\rho_{\alpha} = \frac{ \alpha_{rw} \rho_w + \alpha_{ro} \rho_o (1 + R_{sn})  + \alpha_{rg} \rho_g (1+R_{vn}) }{ \alpha_{rw}  + \alpha_{ro}  (1 + R_{sn})  + \alpha_{rg}  (1+R_{vn}) }




гравитационная компонента потока при опорном давлении


\rho_w = \rho_w(P_{\rm ref}), \ \rho_o = \rho_o(P_{\rm ref}), \ \rho_g = \rho_g(P_{\rm ref})


плотность воды, нефти а газа при опорном давлении


 g = 9.81 \ \textrm{m} / \textrm{s}^2


ускорение свободного падения (константа)


 \chi = \frac{\alpha}{\beta} = \Big \langle \frac{k} {\mu} \Big \rangle \frac{1}{\phi c_t} \bigg| _{P_{\bf ref}}



пьезопроводность пласта при опорном давлении


\sigma = \alpha \ h = \Big \langle \frac{k} {\mu} \Big \rangle \ h \bigg| _{P_{\bf ref}}



гидропроводность пласта при опорном давлении


h



толщина пласта


Reference


 

  1. Perrine, R.L. 1956. Analysis of Pressure Buildup Curves. Drill. and Prod. Prac., 482. Dallas, Texas: API.
     
  2. Martin, J.C. 1959. Simplified Equations of Flow in Gas Drive Reservoirs and the Theoretical Foundation of Multiphase Pressure Buildup Analyses. SPE-1235-G. Trans., AIME, 216: 321–323.