@wikipedia


One of mathematical models of Decline Curve Analysis based on the following equations: 


q(t)=q_0 \cdot \exp \left[ -D_0 \cdot \left( t+ \frac{a \cdot t^{n+1}}{n+1} \right)  \right] 



D(t) = D_0 \cdot ( 1 + a\cdot t^n )


where

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

model parameter characterizing production decline

model parameter characterizing production decline

Production decline rate

cumulative production


DCA Power Law decline is an empirical correlation for production from both finite-reserves  or infinite-reserves  reservoir. 


Alternative form



The original form was developed as correction of Arps for tight gas and shales

Ilk, D., Currie, S. M., Symmons, D., Rushing, J. A., & Blasingame, T. A. (2010, January 1). Hybrid Rate-Decline Models for the Analysis of Production Performance in Unconventional Reservoirs. Society of Petroleum Engineers. doi:10.2118/135616-MS


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



where

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


See Also


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

DCA Arps @model ] [ Production decline rate ]


Reference











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