Advancing Pressure Transient Solution Methods for Mass Transport in Porous Media. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Final_Draft_ShougThesis_6June-merged.pdf Restricted to Repository staff only until 5 June 2024. Download (6MB)

Arabic Abstract

في هذا العمل , سوف نطور طريقة مستحدثة تقوم بحساب الضغط الموجود في الآبار الجوفية و تسمى بالطريقة الغاوسية (Gaussian Method). حيث يتم استعمال الحلول الناتجة من الطريقة الغاوسية لتمثيل مسار التدفق الناتج عن التدخلات الهندسية اثناء استخراج الموارد الطبيعية من الابار الجوفية مثل: الماء , النفط , الغاز ... إلخ. و للتحقق من صلاحية الطريقة المستخدمة في هذا البحث , تمت المقارنة بين نتائج الدراسة الحالية الناتجة من استعمال الطريقة الغاوسية التحليلية مع طريقة تحليلية مستقلة تسمى طريقة التحليل المركب Complex Analysis Method (CAM). تعتمد طريقة (CAM) على تقسيم الفترة الزمنية الى عدة خطوات لذلك يصبح ايجاد الحل اكثر تعقيدًا. اضافة الى ذلك , طريقة (CAM) تعطي تمثيل لمسارات التدفق في حالة الاستقرار و التي ينعدم عندها تغير الضغط بتغير الزمن. خلافا لذلك فإن الطريقة المستعملة في هذه الدراسة تعطي حلول آنية كما تمثل مسارات التدفق لأي فترة زمنية منذ بداية انتشار الضغط و حتى حالة الاستقرار باستعمال معادلات تحليلة قياسية.

English Abstract

In this thesis, we advance a recently developed Gaussian method for quantifying the propagation of pressure fronts in subsurface reservoirs. Gaussian solutions of the diffusion equation can be applied to visualize the flow paths due to the spatial distribution of the pressure gradient caused by engineering interventions (vertical wells, horizontal wells) in subsurface reservoirs for the extraction of resources (water, oil, gas, geothermal fluids). Having solved the temporal and spatial changes in the pressure field caused by the lowered pressure of a well’s production system, the Gaussian method is extended and applied to compute and visualize velocity magnitude contours, streamlines and other relevant flow attributes in the vicinity of well systems that are depleting the pressure in a reservoir. The results produced with the GPT method are benchmarked against independent closed-form solutions based on cam for the same initial conditions. We derive stream function and potential function solutions which allow instantaneous modeling of flow paths and pressure contour solutions for transient flows. Such analytical solutions for transient flows have not been derived before without time-stepping. The new closed-form solutions avoid the computational complexity of time-stepping, required when time-dependent flows are modeled by superposing steady-state solutions using cam.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Math
Department:	College of Computing and Mathematics > Mathematics
Committee Advisor:	Alotaibi, Manal
Committee Co-Advisor:	Weijermars, Ruud
Committee Members:	Furati, Khaled and Ait Haddou, Rachid and Al-Smail, Jamal
Depositing User:	SHOUQ ALOTAIBI (g202002460)
Date Deposited:	05 Jun 2023 04:38
Last Modified:	05 Jun 2023 04:38
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142420