Анализ стандартных значений скин-эффекта на примере моделей скважин



В данной работе проанализированы стандартные значения скин-эффекта на примере моделей скважин. Сделан вывод о применимости стандартных данных на практике.

Ключевые слова: анализ данных, загрязнение призабойной зоны пласта, скин-эффект, скважина.

This article analyzes the standard values of the skin effect on the example of well models. Conclusions are drawn about the applicability of standard data in practice.

Keywords: data analysis, contamination of the bottom-hole formation zone, skin effect, well.

Определение параметров призабойной зоны пласта является ключевым при оценке эффективности скважины, на основании полученных данных можно судить о причинах изменение дебита и повышать его. Однако при оценке некоторых факторов, например, скин-эффекта необходимо учитывать некоторые особенности, описанные в данной статье.

Скважина является гидродинамически совершенной, если вся поверхность забоя фильтруется. В реальных условиях вблизи скважины есть небольшая область — призабойная зона пласта (ПЗП), где происходит дополнительное падение давления. Данная зависимость выражается уравнением Дюпюи [1]:

Где S — скин-эффект — безразмерный параметр, учитывающий дополнительное фильтрационное сопротивление, вызванное падением давления в призабойной зоне. В данном выражении р _с –реальное забойное давление.

На величину скин-эффекта оказывают влияние огромное количество факторов, которые определяются изменением фазового состава, скоростей фильтрации и называются псевдоскин-факторами. Их сумма и составляет скин в уравнении Дюпюи:

Рассмотрим некоторые из них.

- скин-фактор, вызванный загрязнением пласта [2].

где радиус скважины, м;

радиус зоны с ухудшенными фильтрационными характеристиками вокруг скважины, м;

— проницаемость, мД;

- проницаемость в ПЗП, мД

- скин-фактор вследствие несовершенства вскрытия пласта [3].

Псевдоскин представляет функции переменных:

1)

где b-коэффициент вскрытия перфорации;

-интервал перфорации;

h- эффективная толщина пласта

2) (рис.1)

где ;

-высота элемента симметрии

Далее используя значения b и , по палеткам (рис. 2), определяем .

Рис. 1. Геометрия

Рис. 2. Скин-фактор

несовершенной скважины в несовершенной скважине

Кроме рассмотренных существуют псевдоскин-факторы вызванные отклонением ствола скважины от вертикали, размерами перфорационных отверстий и многие другие.

Согласно пособию Томского политехнического университета значения S варьируется от ∞ до -5,5 и на основании полученных значений, можно сделать предположения, приведенные в таблице 1 [3].

Таблица 1

Стандартные значения скин-эффекта

Значение	Интерпретация
S<0	Интенсификация притока
S>0	Загрязнение ПЗП
S1–2	Умеренное загрязнение ПЗП
S-3	Предел кислотной обработки
S-4	Хороший гидроразрыв пласта
S-5	Серьезные загрязнение ПЗП
S-5,5	Нижний предел
S>10	Механические проблемы

На практике одним из параметров выбора скважины под геолого-технологические мероприятия является положительный скин-эффект. Такое же предположение можно сделать на основании вузовских учебников или приведенное из пособия таблицы. Однако, всегда ли при S>0 можно судить о загрязнении ПЗП. Для этого рассмотрим различные примеры на основе моделей.

Рис. 3. Обсаженные и перфорированные скважины

Таблица 2

Анализ скважин на основе их характеристик

Характеристики схемы заканчивания, при Q =140 т/сут и S =-0,9 (Рис. 3. А)	Характеристики схемы заканчивания при Q =95 т/сут и S =2 (Рис. 3. Б)
глубина перфорации 400	глубина перфорации 200
плотность перфорации 20 зарядов на метр	плотность перфорации 7 зарядов на метр
угол фазировки 80	угол фазировки 180
повреждений нет	повреждений нет
Анализ
Скин эффект по таблице для рисунка 3 Б, положительный, при этом ПЗП не загрязнена, такое значение S вызвано методом перфорации.

Рис. 4. Обсаженные и перфорированные с загрязнением ПЗП

Таблица 3

Характеристики схемы заканчивания, при Q =41 т/сут и S =15 (Рис. 4. А)	Характеристики схемы заканчивания при Q =38 т/сут и S =17,2 (Рис. 4. Б)
глубина перфорации 200	глубина перфорации 200
плотность перфорации 7 зарядов на метр	плотность перфорации 7 зарядов на метр
угол фазировки 180	угол фазировки 180
глубина повреждений 300 мм	Глубина повреждений 600 мм
Анализ
Случай при котором накладывается псевдоскинфакторы загрязнения и выбора метода перфорации, вследствие получаем значения S=15, S=17,2. Следует отметить, что механических проблем не наблюдается, а лишь умеренное загрязнение ПЗП.

Рис. 5. Скважины с частичным вскрытием

Таблица 4

Характеристики схемы заканчивания, при Q =83 т/сут и S =3,4 (Рис. 5. А)	Характеристики схемы заканчивания при Q =66 т/сут и S =6,3 (Рис. 5. Б)
Вскрыто верхних 30 метров пласта	Вскрыто верхних 30 метров пласта
Повреждений нет	Снижение проницаемости на 50 % от начальной
Анализ
Значение S=3,4 вызвано вследствие несовершенства вскрытия пласта, а в результате загрязнения S стал равным 6,3.

Рис. 6. Наклонные скважины с перфорацией

Таблица 5

Характеристики схемы заканчивания, при Q =173 т/сут и S =-2,5 (Рис. 6. А)	Характеристики схемы заканчивания при Q =66 т/сут и S =-0,2 (Рис. 6. Б)
Угол наклона 55 %	Угол наклона 55 %
Угол фазировки 60	Угол фазировки 60
Повреждений нет	Глубина проникновения фильтрата 600 мм
Анализ
Значение S было равным -1,8, провели реперфорацию и понизили до -2,5. Со временем ПЗП загрязнилась и значение изменилось до -0,2. Согласно учебному пособию у нас отрицательное значение, близкое к 0, т. е. стандартное значение из таблицы 1 не подходит.

Выводы: При анализе скин фактора при помощи моделей выяснилось, что отрицательное или положительное значение не всегда свидетельствует о загрязнение ПЗП. Для качественной оценки состояния призабойной зоны необходимо выяснить причины, т. е. псевдоскинфакторы влияющие на S.

Литература:

1. Куштанова Г. Г. Волновые и импульсные методы исследования пластов скважин. Учебно-методическое пособие для магистрантов физического факультета по направлению «Радиофизические методы по областям применения»/ Г. Г. Куштанова.− Казань: Изд-во Казан.(Приволж.) федер. ун-та, 2010, 5 с.
2. Hydrodynamic Studies in Compression Well Development: Monograph/ M. V. Ponomareva; Karaganda State Technical University. — Karaganda: KSTU Publ. House, 2019., 21 p.
3. Гидродинамические исследования скважин/ П. В. Мангазеев, М. В. Панков, Т. Е.Кулагина, М. Р. Камартдинов, Т. А. Деева.-Томск: Изд-во ТПУ, 2004., 40–44 с.