Скин-фактор
Скин-фактор — гидродинамический параметр, характеризующий дополнительное фильтрационное сопротивление течению флюидов в околоскважинной зоне пласта, приводящее к снижению добычи (дебита) по сравнению с совершенной (идеальной) скважиной. Причинами скин-фактора являются гидродинамическое несовершенство (недоступная ссылка) вскрытия пласта, загрязнение околоскважинной зоны, прочие нелинейные эффекты (турбулентное течение, разгазирование, сжатие скелета горной породы и т. д.).
Скин-фактор и приведённый радиус
По определению скин-фактор описывается формулой:
[math]\displaystyle{ S=\mathrm{ln}\frac{r_c}{r_c^*} }[/math]
где [math]\displaystyle{ S }[/math] — скин-фактор,
[math]\displaystyle{ r_c }[/math] — радиус реальной скважины по долоту в интервале вскрытия пласта,
[math]\displaystyle{ r_c^* }[/math] — приведённый радиус скважины — это модельный радиус совершенной (идеальной) скважины, при котором её расчётная продуктивность совпадает с продуктивностью реальной скважины при прочих равных условиях. После подстановки приведённого радиуса вместо реального радиуса в гидродинамические формулы, описывающие фильтрацию к совершенной скважине, эти формулы становятся пригодными для анализа реальной несовершенной скважины.
Скин-фактор и продуктивность
Применяя уравнение Дюпюи для плоскорадиального установившегося потока несжимаемой жидкости к вертикальной скважине, получаем выражение для скин-фактора:
[math]\displaystyle{ S=\left(\frac{\eta_0}{\eta}-1\right)\mathrm{ln}\frac{R_k}{r_c} }[/math]
где [math]\displaystyle{ \eta_0 }[/math] — потенциальная продуктивность, которая может быть получена от совершенной скважины (при отсутствии скин-фактора),
[math]\displaystyle{ \eta }[/math] — фактическая продуктивность реальной скважины,
[math]\displaystyle{ R_k }[/math] — радиус контура питания (воронки депрессии), то есть расстояние от скважины до зоны пласта, где давление полагается постоянным и равным текущему пластовому давлению (примерно половина расстояния между скважинами),
[math]\displaystyle{ r_c }[/math] — радиус реальной скважины по долоту в интервале вскрытия пласта.
Интерпретация скин-фактора
Если величина скин-фактора близка к нулю (практически с учётом погрешности определения: [math]\displaystyle{ -1\lt S\lt 5 }[/math]), то приствольная зона пласта считается неизменённой, а скважина совершенной (приблизительно [math]\displaystyle{ r_c^*=r_c }[/math] и [math]\displaystyle{ \eta=\eta_0 }[/math]).
Большая положительная величина скин-фактора [math]\displaystyle{ S\gt 5 }[/math] (то есть [math]\displaystyle{ r_c^*\lt \lt r_c }[/math] и [math]\displaystyle{ \eta\lt \lt \eta_0 }[/math]) свидетельствует о загрязнении приствольной зоны пласта и несовершенстве скважины. В таком случае на скважине проводят геолого-технологические мероприятия (ГТМ) по интенсификации притока: дополнительная перфорация, свабирование, метод переменного давления (МПД), солянокислотные обработки (СКО), гидроразрыв пласта (ГРП) и др.
Значительная отрицательная величина скин-фактора [math]\displaystyle{ S\lt -1 }[/math] (то есть [math]\displaystyle{ r_c^*\gt \gt r_c }[/math] и [math]\displaystyle{ \eta\gt \gt \eta_0 }[/math]) наблюдается в случае повышенной проницаемости приствольной зоны пласта (трещины, каверны и т.д.), как результат мероприятий по увеличению дебита скважин (гидроразрыв пласта(ГРП), кислотных обработок (КО)), а также на наклонно направленных скважинах (ННС) и на скважинах с горизонтальным окончанием.
Часто «ложноотрицательные» значения скин-фактора получаются при интерпретации «недовосстановленных» кривых восстановления давления (КВД) без учёта «послепритока» в ствол скважины, когда на графике отсутствует участок плоскорадиального потока.
Литература
- Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти / под редакцией Ш. К. Гиматудинова. М.: Недра, 1983. - 455 с.