A New Non-Darcy Flow Model for Low Velocity Multiphase Flow in Tight Reservoirs
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This paper is to present a new non-linear flow model for low-velocity multiphase flow in tight petroleum reservoirs as well as its analytical and numerical solutions. The pore and pore-throat sizes of shale and tight-rock formations are on the order of tens of nanometers. The fluid flow in such small pores is significantly affected by walls of pores and pore-throats. This boundary-layer effect on fluid flow in tight rocks has been investigated through laboratory work. In analogue to flow through capillary tubes, it is found that the ratio of the thickness of boundary layer over the size of capillary tube is a function of pressure gradient; and the non-linear relationship between flow rate and pressure gradient is pronounced under the drive of small pressure gradient or low flow velocity. It is also observed that low permeability is associated with large boundary layer effect on fluid flow. Based on the studies of single-phase and multiphase flow though capillary tubes, the new non-Darcy flow model is proposed for describing multiphase flow in tight rock. The experimental results from a single capillary tube are extended to a bundle of tubes and finally to porous media of tight formations. A physics-based, non-Darcy low-velocity flow equation is derived to account for the boundary layer effect of tight reservoirs by adding a non-Darcy coefficient term, which is function of dimensionless thickness of boundary layer and pressure gradient. This non-Darcy equation describes the fluid flow more accurately for tight oil reservoir with low production rate and low pressure gradient as compared to laboratory observation. Both analytical and numerical solutions are obtained for the new non-Darcy flow model. First, a Buckley-Leverett type analytical solution is derived including gravity effect with this non-Darcy flow equation. Then, a numerical model has been developed for implementing this non-Darcy flow model for accurate simulation of multi-dimensional porous and fractured tight oil reservoirs. The sensitivity studies based on numerical simulations demonstrate the non-negligible effect of boundary layer on fluid flow in tight formations using an actual field example. Eventually, the experiment-based non-Darcy flow model could improve the forecast accuracy for long-term production rate and recovery factors of tight oil reservoirs. A new, physics-based low-velocity non-Darcy flow model is developed for description of single-phase and multiphase flow in tight reservoirs. In addition, both analytical and numerical solutions are provided for application of the new non-Darcy flow model for field studies. The results and knowledge obtained in this study may be applicable to both oil and gas flow in unconventional reservoirs.
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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 ».