@wikipedia


Power Law mathematical model of Decline Curve Analysis is based on the following equation: 

q(t)=q_0 \cdot \exp \left( -D_{\infty}t- \left( t/\tau \right)^{n} \right)

where

Initial production rate of a well (or groups of wells)

decline decrement at long times (the higher the the stronger is decline)


The cumulative production is then:

Q(t)=\int_0^t q(t) dt



See Also


Petroleum Industry / Upstream /  Production / Subsurface Production / Field Study & Modelling / Production Analysis / Decline Curve Analysis







Введение


Экспресс-Анализ Кривых Падения Дебитов (DCA = Decline Curve Analysis) ставит своей задачей оценить будущую динамику добычи скважины (или группы скважин) на основе известной предыстории.


Традиционные методы анализа (типа Арпс) основаны на эмпирических формулах и используют для анализа только информацию о дебитах скважин.


Современные методы, помимо данных о дебитах, вовлекают в анализ имеющуюся информацию о давлении и моделируют поведение кривых на основе решения уравнения диффузии давления в пласте, что часто побуждает относить эти методы к разделу ГДИ.

Математические модели 


Метод Арпс (Arps) является исторически первым и до сих пор одним из самых популярных на практике методом предсказания динамики добычи без привлечения сведений о давлении в пластах. 

В основе метода лежит следующая эмпирическая формула для дебита: 

q(t)=\frac{q_{i}}{[1+b \, D \, t]^{\frac{1}{b}}}

Коэффициент  имеет смысл начального дебита скважины (или группы скважин),

а коэффициент 

D=-\frac{1}{q}\frac{dq}{dt}

имеет смысл декремента падения добычи (чем больше  тем сильнее будет падать добыча со временем).


Для анализа также используется накопленная добыча:

Q(t)=\int_0^t q(t) dt


На практике различают четыре разновидности Арпс-режимов:




Экспоненциальныйb = 1


q(t)=q_{i} \exp \big [ -D \, t \big ]


Q(t)=\frac{q_{i}-q(t)}{D}


Гармоническийb = 0


q(t)=\frac{q_{i}}{[1+D \, t]} 


Q(t)=\frac{q_{i}}{D}\ln (\frac{q_{i}}{q(t)})


Гиперболическийb = 0..1


q(t)=\frac{q_{i}}{[1+b \, D \, t]^{\frac{1}{b}}}


Q(t)=\frac{q_{i}}{D \, (1-b)}(q_{i}^{1-b}-q(t)^{1-b})


Power Loss


D=D_{\infty} + \frac{t^{n-1}}{\tau^{n}}



q(t)=q_{i} \exp \big [ -D_{\infty}t- \bigg(\frac{t}{\tau} \bigg)^{n} \big]



Хотя в целом такой подход является феноменологическим, конкретно экспоненциальный режим падения добычи имеет физическое обоснование, представляя собой режим псевдо-стационарной радиальной фильтрации в замкнутом резервуаре.




Результат работы солвера: 

Графические представления



Просматривать график лучше используя коэф-т потерь Арпса: 


Ссылки


[1]  Fekete – Traditional Decline Theory

[2]  Fekete – Blasingame Theory

[3]  Fekete – Fetkovich Theory

[4]  Fekete – Agarwal-Gardner Theory 

[5]  Fekete – RTA Type Library

[6]  D. Ilk, J.A. Rushing, A.D. Perego, T.A. Blasingame, Exponential vs. Hyperbolic Decline in Tight Gas Sands — Understanding the Origin and Implications for Reserve Estimates Using Arps' Decline Curves, SPE 116731 – 2008

[7]   http://www.pe.tamu.edu/blasingame/data/z_Rate_Time_Spreadsheet/z_References/SPE_116731_(Ilk_et_al)_Power_Law_Exponential_Relation_%5BwPres%5D.pdf