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Efectos poroelásticos de la pizarra en el análisis del rendimiento de pozos de reservorios de gas de pizarra

Autores: Fathi, Ebrahim; Belyadi, Fatemeh; Jabbar, Bahiya

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Efectos poroelásticos de la pizarra en el análisis del rendimiento de pozos de reservorios de gas de pizarra


Categoría

Energía

Subcategoría

Tecnología de combustibles

Palabras clave

Matriz de esquisto
Propiedades poroelásticas
Almacenamiento de gas
Mecanismos de transporte
Producción de hidrocarburos
Reservorios no convencionales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 36

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El efecto de las propiedadesporoelásticas de la matriz de esquisto en los mecanismos de almacenamiento y transporte de gas ha ganado una atención significativa, especialmente durante el ajuste histórico y la previsión de producción de hidrocarburos en reservorios no convencionales. La práctica común en la industria del petróleo y el gas en la simulación de reservorios no convencionales es la extensión de la simulación de reservorios convencionales que ignora el comportamiento dinámico de la porosidad y permeabilidad de la matriz como función del esfuerzo efectivo del reservorio. Este enfoque ignora el impacto significativo de las característicasporoelásticas de la matriz de esquisto en la producción de hidrocarburos. Las característicasporoelásticas de la matriz de esquisto están altamente relacionadas con las propiedades geomecánicas de la matriz de esquisto, como el Módulo de Young, la relación de Poisson, el módulo de compresibilidad, el comportamiento de adsorción, el contenido orgánico total (COT), la mineralogía y la presencia de fracturas naturales en la estructura de esquisto a múltiples escalas. En este estudio, para cuantificar el efecto de laporoelasticidad de la matriz de esquisto en la producción de gas, se empleó un enfoque de multi-continuo en el que la matriz de esquisto se dividió en materiales orgánicos, materiales inorgánicos y fracturas naturales. Las ecuaciones gobernantes para el transporte y almacenamiento de gas en esquisto se desarrollaron a partir de los fundamentos básicos de las ecuaciones de conservación de masa y momento. En este caso, se asumió que el transporte de gas en orgánicos era difusivo, mientras que el transporte de gas en inorgánicos estaba gobernado por convección. Finalmente, se añadió un sistema de fracturas a la matriz de gas de esquisto a múltiples escalas, y se investigó el efectoporoelástico de la matriz de esquisto en el transporte y almacenamiento. Se utilizó un modelo modificado de Palmer y Mansoori (1998) para incluir la compresión de poros, la hinchazón/retracción de la matriz y la deformación inducida por desorción de la materia orgánica del esquisto en la compresibilidad total de la matriz de esquisto. Para la parte inorgánica de la matriz, se obtuvieron relaciones entre las propiedades mecánicas de la roca y la compresibilidad de los poros. También se utilizó una isoterma dual de Langmuir-Henry para describir el comportamiento de adsorción de los materiales orgánicos del esquisto. Las ecuaciones gobernantes acopladas de almacenamiento y transporte de gas en la matriz de esquisto se resolvieron utilizando el enfoque de diferencias finitas implícitas con MATLAB. Para este propósito, se obtuvieron propiedades de roca y fluido utilizando registros de pozos reales y análisis de núcleos del pozo de gas Marcellus. Los resultados mostraron la importancia del efectoporoelástico en la respuesta de presión y la tasa de recuperación de gas de la matriz de esquisto. Se encontró que el efecto se debía principalmente a la deformación de la matriz inducida por desorción en una etapa temprana. Acoplar la producción de gas de la matriz de esquisto, incluyendo el efectoporoelástico en el ajuste histórico de la producción de gas de reservorios no convencionales, mejorará significativamente la optimización del diseño de finalización de ingeniería de los reservorios no convencionales al proporcionar pronósticos de producción más precisos y robustos para cada etapa de fractura hidráulica.

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