Page tree

Versions Compared

Key

  • This line was added.
  • This line was removed.
  • Formatting was changed.

...

This type of flow is called linear fluid flow and corresponding PTA type library models provides a reference for linear fluid flow diagnostics.

Inputs & Outputs

...


InputsOutputs

LaTeX Math Inline
bodyq_t

total sandface rate

LaTeX Math Inline
bodyp(t,x)

reservoir pressure

LaTeX Math Inline
bodyp_i

initial formation pressure

LaTeX Math Inline
bodyp_{wf}(t)

well bottomhole pressure

LaTeX Math Inline
bodyd

reservoir channel width



LaTeX Math Inline
body\sigma

transmissibility,

LaTeX Math Inline
body\sigma = \frac{k \, h}{\mu}



LaTeX Math Inline
body\chi

pressure diffusivity,

LaTeX Math Inline
body\chi = \frac{k}{\mu} \, \frac{1}{\phi \, c_t}




Expand
titleDetailing


LaTeX Math Inline
bodyk

absolute permeability

LaTeX Math Inline
bodyc_t

total compressibility,

LaTeX Math Inline
bodyc_t = c_r + c

LaTeX Math Inline
bodyh

effective thickness

LaTeX Math Inline
body{c_r}

pore compressibility

LaTeX Math Inline
body\mu

dynamic fluid viscosity

LaTeX Math Inline
bodyc

fluid compressibility

LaTeX Math Inline
body{\phi}

porosity




Physical Model

...

Linear fluid flowHomogenous reservoirInfinite boundarySlightly compressible fluid flowConstant rate production

LaTeX Math Inline
bodyp(t, {\bf r}) \rightarrow p(t, x)

LaTeX Math Inline
body{\bf r} \in ℝ^2 = \{ x, y\}

LaTeX Math Inline
bodyM(x, p)=M =\rm const

LaTeX Math Inline
body\phi(x, p)=\phi =\rm const

LaTeX Math Inline
bodyh(x)=h =\rm const

LaTeX Math Inline
body0 \leq x \rightarrow \infty

LaTeX Math Inline
bodyx_w = 0

LaTeX Math Inline
bodyc_t(p) = c_r +c = \rm const

LaTeX Math Inline
bodyq_t = \rm const


Mathematical Model

...


Expand
titleDefinition



LaTeX Math Block
anchor52112
alignmentleft
\frac{\partial p}{\partial t}  = \chi \, \frac{d^2 p}{dx^2}



LaTeX Math Block
anchor88AEG
alignmentleft
p(t = 0, x) = p_i



LaTeX Math Block
anchor3MUX9
alignmentleft
p(t, x \rightarrow \infty ) = p_i



LaTeX Math Block
anchorEM415
alignmentleft
\frac{\partial p(t, x )}{\partial x} \bigg|_{x \rightarrow 0} = \frac{q_t}{\sigma \, d}




Expand
titleSolution



LaTeX Math Block
anchorLB89P
alignmentleft
p(t,x) = p_i - \frac{q_t}{\sigma \, d} \bigg[ \sqrt{\frac{4 \chi t}{\pi}} \exp \bigg( -\frac{x^2}{4 \chi t} \bigg) - x \, \bigg[ 1- {\rm erf} \bigg(\frac{x}{\sqrt{4 \, \chi \, t}} \bigg) \bigg]  \bigg]



LaTeX Math Block
anchorG38IV
alignmentleft
p_{wf}(t) = p(t,x=0)= p_i - \frac{q_t}{\sigma \, d} \,  \sqrt{\frac{4 \chi t}{\pi}} 





Expand
titleDerivation



Applications

...


Pressure TestingChannel or Narrow reservoir compartment


Pressure Drop


LaTeX Math Block
anchor1EWTY
alignmentleft
\delta p = p_i - p_{wf}(t) \sim t^{1/2}


Image Modified


Log derivative


LaTeX Math Block
anchorIBA4M
alignmentleft
t \frac{d (\delta p)}{dt}  \sim t^{1/2}














Fig. 2.PTA Diagnostic plot for linear fluid flow in reservoir channel


Pressure TestingInfinite conductivity fracture


Pressure Drop


LaTeX Math Block
anchor1EWTY
alignmentleft
\delta p = p_i - p_{wf}(t) \sim t^{1/2}


Image Modified


Log derivative


LaTeX Math Block
anchorIBA4M
alignmentleft
t \frac{d (\delta p)}{dt}  \sim t^{1/2}














Fig. 2. PTA Diagnostic plot for linear fluid flow in infinite conductivity fracture




See also

...

Physics / Fluid Dynamics / Linear fluid flow

Radial Flow Pressure Diffusion @model@model ] [ 1DR pressure diffusion of low-compressibility fluid ] [ Exponential Integral ]

Petroleum Industry / Upstream / Subsurface E&P Disciplines / Well Testing / Pressure Testing ]




Show If
groupeditors


Panel
bgColorpapayawhip


Expand
titleEditor

1

1DL low-compressibility diffusion in infinite homogeneous reservoir


Рассмотрим плоскопараллельный однородный пласт постоянной толщины 

LaTeX Math Inline
bodyh
 ограниченный в горизонтальной плоскости полосой ширины 
LaTeX Math Inline
bodyd
  с координатой 
LaTeX Math Inline
bodyx
 вдоль полосы, которая вскрыта горизонтальной скважиной в точке 
LaTeX Math Inline
bodyx=0
 по всей ширине полосы (например, компартмент между двумя параллельными непроницаемыми разломами) и начальным пластовым давлением 
LaTeX Math Inline
bodyp_i
.

Пусть  в момент времени 
LaTeX Math Inline
bodyt = 0
 скважина запускается с дебитом 
LaTeX Math Inline
bodyq_t
 (в пластовых условиях).

Диффузия давления описывается решением уравнения однофазного линейного течения в бесконечном однородном пласте

LaTeX Math Block
anchor1
alignmentleft
\frac{\partial p}{\partial t}  = \chi \, \frac{d^2 p}{dx^2}

с начальным условием 

LaTeX Math Block
anchorSG3PD
alignmentleft
p(t = 0, x) = p_i

и граничными условиями

LaTeX Math Block
anchorQA1QE
alignmentleft
p(t, x \rightarrow \infty ) = p_i


LaTeX Math Block
anchorCOU9H
alignmentleft
\frac{\partial p(t, x )}{\partial x} \bigg|_{x \rightarrow 0} = \frac{q_t}{\sigma \, d}

где 

LaTeX Math Inline
body\sigma = \frac{k \, h}{\mu}
 – гидропроводность пласта, 
LaTeX Math Inline
body\chi = \frac{k}{\mu} \, \frac{1}{\phi \, c_t}
 – пьезопроводность пласта, 
LaTeX Math Inline
bodyk
 – проницаемость пласта, 
LaTeX Math Inline
body\phi
 – пористость пласта, 
LaTeX Math Inline
bodyc_t = c_r + c
 – сжимаемость пласта, 
LaTeX Math Inline
bodyc_r
 – сжимаемость порового объема трещины, 
LaTeX Math Inline
bodyc
 – сжимаемость флюида, насыщающего пласт, 
LaTeX Math Inline
body\mu
 – вязкость флюида, насыщающего пласт.



Решение этого уравнения дается следующим выражением:

LaTeX Math Block
anchor1DL
alignmentleft
p(t,x) = p_i - \frac{q_t}{\sigma \, d} \bigg[ \sqrt{\frac{4 \chi t}{\pi}} \exp \bigg( -\frac{x^2}{4 \chi t} \bigg) - x \, \bigg[ 1- {\rm erf} \bigg(\frac{x}{\sqrt{4 \, \chi \, t}} \bigg) \bigg]  \bigg]


В стволе  скважины (

LaTeX Math Inline
bodyx=0
) динамика давления будет описываться следующей формулой:

LaTeX Math Block
anchorIVBGH
alignmentleft
p_{wf}(t) = p_i - \frac{q_t}{\sigma \, d} \,  \sqrt{\frac{4 \chi t}{\pi}} 


Отсюда следует что динамическая депрессия на пласт растет пропорционально квадратному корню из времени

LaTeX Math Block
anchor2TBBL
alignmentleft
\delta p = p_i - p_{wf}(t) \sim t^{1/2}

равно как  и ее логарифмическая производная

LaTeX Math Block
anchorUMJFL
alignmentleft
t \frac{d (\delta p)}{dt}  \sim t^{1/2}


В лог-лог координатах депрессия и ее лог-производная будут иметь одинаковый слоп 1/2, что является характерным для линейно-одномерной фильтрации.

q



...