A Material Balance Equation for Stress-Sensitive Shale Gas Reservoirs Considering the Contribution of Free, Adsorbed and Dissolved Gas
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Unconventional shale gas reservoirs around the world have been proven to store gigantic volumes of natural gas. It has been demonstrated with both laboratory and mathematical work that these reservoirs can be represented by a quintuple porosity formulation plus an additional storage mechanism provided by dissolved gas in kerogen. All these storage mechanisms must be considered for estimation of original gas in place (OGIP). Otherwise pessimistic values of OGIP and recoveries will be obtained by ignoring any of these mechanisms. This paper presents a new easy-to-use Material Balance Equation (MBE) for shale gas reservoirs that considers the contribution of free, adsorbed and dissolved gas and their effects on cumulative gas production. Furthermore the proposed MBE takes into account the stress-dependency of permeability and porosity as the reservoir is depleted. Aguilera (2008) formulated a MBE to account for the effect of fracture compressibility on OGIP determination in stress-sensitive naturally fractured reservoirs. Cabrapan et al. (2014) extended the method by incorporating adsorption in shale gas reservoirs. The authors used the Langmuir Adsorption theory for quantifying the adsorbed gas volume as a function of average reservoir pressure. In this paper, the method is further extended to include the effect of production by diffusion of dissolved gas from kerogen. The volume of dissolved gas depends on the total fractional volume of kerogen in shale and the methane concentration in the kerogen body, which is in turn a function of pressure and temperature, as proposed by Swami et al. (2013). Results are presented as crossplots of P/Z (pressure/gas deviation factor) vs. Gp (cumulative gas production), Gp vs. time and gas rate vs. time. The plots allow detecting four stages of production in a shale gas reservoir: 1) production of free gas from fractures and organic porosity, 2) production of free gas from the inorganic matrix when fractures start closing, 3) production by desorption from the organic material and 4) production by diffusion of dissolved gas. The same trends have been observed in Devonian Shales of the Appalachian Basin where long production histories are available. It is concluded that dissolved gas is not only an additional storage mechanism but it also provides an important pressure and production contribution in shale reservoirs. The new consideration introduced in the MBE proposed in this paper is of importance because although diffusion from kerogen in shale gas reservoirs is by nature a slow process, it provides long term production rates with relatively small declines. To the best of our knowledge, an analytical MBE that includes simultaneously stress-dependent porosity and permeability, free gas, adsorbed gas and dissolved gas has not been published previously in the literature.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».