Resumen

Las ecuaciones de gobierno de un flujo bifásico tienen un fuerte término no lineal debido a las interacciones entre el gas y el agua, como la presión capilar, la saturación del agua y la solubilidad del gas. Esta no linealidad suele ignorarse o aproximarse para obtener soluciones analíticas. El impacto de esta ignorancia en la precisión de las soluciones no ha quedado claro hasta ahora. Este estudio busca soluciones analíticas sin ignorar este término no lineal. En primer lugar, se desarrolla un modelo matemático no lineal para el flujo bifásico de gas y agua durante la producción de gas de esquisto. Este modelo también tiene en cuenta los efectos de la solubilidad del gas en el agua. A continuación, se obtienen soluciones analíticas iterativas para las presiones de poro y las tasas de producción de gas y agua mediante la combinación de métodos de onda viajera y de iteración variacional. En tercer lugar, se comprueba la convergencia y la precisión de las soluciones mediante la comparación histórica de dos conjuntos de datos de producción de gas: un yacimiento de gas de esquisto de China y un pozo horizontal de esquisto de Barnett. Por último, se investigan los efectos del término no lineal, la solubilidad del gas de esquisto y la presión capilar de entrada en la tasa de producción de gas de esquisto. Se observa que estas soluciones analíticas iterativas pueden ser convergentes en 2-3 iteraciones. Las soluciones pueden describir bien las tasas de producción tanto de gas como de agua. El término no lineal puede afectar significativamente a la previsión de la producción de gas de esquisto tanto a corto como a largo plazo. La presión capilar de entrada y la solubilidad del gas de esquisto en el agua también pueden afectar a las tasas de producción de gas de esquisto y de agua. Estas soluciones analíticas pueden utilizarse para el cálculo rápido de las tasas de producción tanto de gas de esquisto como de agua en la etapa de flujo bifásico.

• Materias:Agua Carbón Residuos quí­micos Yacimientos minerales Ondas sísmicas Estudio de laboratorio
• Subjects:Water Coal Chemical waste Mineral deposits Seismic Waves Lab study
• Palabras claves:producción de gas de esquisto, agua, términos no lineales, presión capilar, tasa de producción, soluciones analíticas iterativas, soluciones analíticas, solubilidad del gas de esquisto, solubilidad del gas
• Keywords:shale gas production, water, nonlinear terms, capillary pressure, production rate, iterative analytical solutions, analytical solutions, shale gas solubility, gas solubility, shale gas