Скин-фактор. Различные режимы притока. Уравнение притока

Повторение

Повторение (лекция 8 за 10 класс)
Линейная форма закона Дарси
Формула Дюпюи

Скин - фактор

Модель скин-эффекта
Скин-эффект – дополнительное падение давления за счет изменения проницаемости призабойной зоны.
Cкин-фактор – безрамерная величина, связывающая изменение давления в прискважинной зоне, дебит и гидропроводность породы.
∆Pskin=P’wf – Pwf

Причины, связанные с изменением фильтрационных свойств призабойной зоны:
Кольматирование буровым раствором
Осаждение солей из-за несовместимости пластовой и нагнетаемой воды
Разрушение естественного цемента пласта и вынос его в призабойную зону
Гидроразрыв пласта
Проведение кислотных обработок
Возникновение уплотненной зоны меньшей проницаемости при перфорации
Другие причины:
Частичное вскрытие пласта
Отклонение скважины от вертикали
Причины возникновения скин - эффекта

Причины возникновения скин – эффекта.
Влияние бурового раствора.
Повреждения, вызванные закачкой
бурового раствора
Проникновение фильтрата бурового раствора сокращает эффективную проницаемость в призабойной зоне.

Причины возникновения скин – эффекта.
Влияние закачки.
Повреждения при закачке
Закачиваемая вода может быть «грязной» – мелкие частицы могут закупорить поровые каналы.
Закачиваемая вода может быть несовместимой с пластовой водой – может вызвать образование осадков и закупорить поровые каналы.
Закачиваемая вода может оказаться несовместимой с глинистыми минералами пласта; вода может дестабилизировать некоторые глины, вызывая движение мелких частиц и закупоривая поровые каналы.

Причины возникновения скин – эффекта.
Влияние процесса добычи.
Повреждения в результате добычи
В нефтеносном пласте околоскважинное давление может быть ниже давления насыщения. При этом происходит выделение свободного газа, который снижает эффективную проницаемость по нефти в околоскважинной зоне.
В ретроградном газоконденсатном коллекторе околоскважинное давление может быть ниже точки росы. При этом образуется неподвижное конденсатное кольцо, что снижает эффективную проницаемость по газу в околоскважинной зоне.

Вследствие воздействия кумулятивной струи на породу, вокруг перфорационного канала образуется уплотненная зона уменьшенной проницаемости.
Sp – скин-фактор, учитывающий геометрию перфорации (+)
Причины возникновения скин – эффекта.
Влияние перфорации.

Причины возникновения скин – эффекта.
Влияние частичного вскрытия.
Spp скин-фактор за счет частичного вскрытия (+)
В результате перфорации пласт вскрыт не полностью. Из всей толщины h работает лишь hw.

По сравнению с вертикальной скважиной продуктивность наклонно-направленной скважины оказывается выше за счет увеличения площади поверхности, доступной для притока пластового флюида. Этот эффект учитывают с помощью введения геометрического скин-фактора Sθ<0.
Причины возникновения скин – эффекта.
Влияние отклонения скважины от вертикали.

S – суммарный скин-эффект – совокупность скин-эффектов, возникших по различным причинам:
S = Sd + Sp + Spp + Ssz + Sθ + Sf + …
Sd – механический скин-фактор, возникающий за счет изменения фильтрационных свойств в призабойной области вокруг скважины, которое происходит, например, вследствие кольматации бурового раствора в пласт (+)
Sp – скин-фактор за счет перфорации. Возникает из-за несовершенства скважины по характеру вскрытия и отражает влияние на продуктивность обсаженной скважины эффект создания перфорационных каналов, по которым осуществляется приток флюида из продуктивного пласта в ствол скважины (+)
Spp – скин-фактор за счет частичного вскрытия. Возникает из-за несовершенства скважины по степени вскрытия (то есть за счет неполного вскрытия стволом скважины всей мощности продуктивного пласта) (+)
Ssz – скин-фактор за счет образования зоны разрушения. Возникает из-за несовершенства скважины по характеру вскрытия и отражает влияние на продуктивность обсаженной скважины эффекта уплотнения породы в области вокруг перфорационных каналов (+)
Sθ – геометрический скин-фактор, возникающий за счет отклонения ствола скважины от вертикали (-)
Sf – скин-фактор, возникающий за счет создания трещин гидравлического разрыва пласта (ГРП) (-)
…
Суммарный скин-фактор

k – проницаемость коллектора
kd – проницаемость измененной зоны
rd – радиус измененной зоны
rw – радиус скважины
Используя концепцию скина как кольцеобразной зоны вокруг скважины с измененной проницаемостью, Хокинс построил модель скважины, как показано на рисунке. Скин-фактор может быть вычислен с помощью свойств призабойной зоны.
Если kd < k (повреждение), скин-фактор является положительным.
Если kd > k (интенсификация), скин-фактор является отрицательным.
Если kd = k, скин-фактор равен 0.
Скин-фактор. Формула Хокинса.
Посмотреть вывод формулы

В процессе глушения скважины, отфильтровавшаяся в призабойную зону жидкость, изменила проницаемость со 100 мД до 60 мД в радиусе 0,6 м. Радиус скважины – 0,108 м.
Для очистки призабойной зоны применили кислотную обработку при этом проницаемость восстановилась до 80% от исходной.
Вычислить скин – фактор до и после очистки призабойной зоны.
Задача

k – проницаемость коллектора
kd – проницаемость измененной зоны
rd – радиус измененной зоны
rw – радиус скважины
Решение

Формула Дюпюи с учетом скин-фактора
S = Sd + Sp + Spp + Ssz + Sq + Sf + …

Эффективный радиус скважины
Если проницаемость в зоне изменения kd намного выше, чем проницаемость пласта kr, то скважина будет вести себя как скважина с вероятным радиусом rwd - эффективный радиус скважины.
rwd может быть вычислен на основе реального радиуса и скин-фактора:

Минимальный скин-фактор
Пример:

Различные режимы притока

Линейная модель коллектора
Профиль давления
Режимы притока

Поток, определяемый граничными эффектами
“волна давления достигла всех границ”
- дебит при постоянном забойном давлении
снижается при истощении пласта
Псевдоустановившийся
“волна давления достигла всех границ пласта” – замкнутый коллектор, постоянный дебит
- забойное давление снижается при снижении давления на контуре
Установившийся
“пластовые давления не меняются”
- поддержание пластового давления, т.е. волна давления достигла, по крайней мере, одной границы пласта
Неустановившийся
“волна депрессии на пласт еще не достигла границ пласта”
r
re
Pwf
истощение
Типы потока в пласте
Pwf

Режимы притока

Уравнения притока
Коэффициент продуктивности
ф – пористость
Сt – сжимаемость, 1/атм

«Расчёт стационарного дебита скважины, расположенной в центре круговой зоны дренирования»
Пусть:
Найдите дебит скважины при S=0 и при S=2
Задача

Решение

Что такое скин-эффект и скин-фактор?
Причины возникновения скин-эффекта
Как учесть влияние сразу нескольких скин-эффектов?
Формула Хокинса
Формула Дюпюи с учетом скин-фактора
Как скин-фактор влияет на дебит скважины?
Какие значения может принимать скин-фактор?
Что такое эффективный радиус скважины? Для чего он нужен?
Три режима притока к скважине. Чем отличаются?
Уравнение притока (дебита) для различных режимов.
После этой лекции я должен знать

Дополнительные слайды