Injection-induced thermo-poro-elasticity and boundary condition analysis for wellbore stability

ABSTRACT: Numerous studies have been conducted thus far to predict temperature and pore pressure variations within an injection layer. Available studies were developed assuming plane strain conditions, thus trivial deformations within sealing rocks. However, the response of a reservoir in the plane perpendicular to induced flow has substantial effects on in situ stress regime. Another common assumption is a content temperature at wellbore boundary from the very beginning of injection initiation. This assumption implicates a discontinuous jump in the temperature profile, from an initial state to fluid temperature. This paper presents new coupled closed-form thermoporoelastic analytical solutions for spatiotemporal pore pressure, temperature, and displacement evolutions induced in a reservoir confined with flexible sealing rocks, during early stages of injection when temperatures at wellbore change from an initial state to fluid temperature.

RÉSUMÉ: De nombreuses études ont été réalisées jusqu'à présent pour prévoir les variations de température et de pression interstitielle dans une couche d'injection. Les études disponibles ont été développées en supposant des conditions de déformation plane, donc des déformations triviales à l'intérieur des roches de scellement. Cependant, la réponse d'un réservoir dans le plan perpendiculaire au flux induit a des effets substantiels sur le régime de contrainte in situ. Une autre hypothèse courante est une température de contenu à la limite du puits de forage dès le début de l'injection. Cette hypothèse implique un saut discontinu dans le profil de température, d'un état initial à la température du fluide. Cet article présente de nouvelles solutions analytiques couplées thermoporoélastiques pour la pression porale spatio-temporelle, la température et les évolutions de déplacement induites dans un réservoir confiné avec des roches de scellement flexibles, au début de l'injection lorsque les températures passent d'un état initial à un fluide.