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 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:
$S=\mathrm {ln} {\frac {r_{c}}{r_{c}^{*}}}$
где $S$ — скин-фактор, $r_{c}$ — радиус реальной скважины по долоту в интервале вскрытия пласта,
$r_{c}^{*}$ — 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:
$S=\left({\frac {\eta _{0}}{\eta }}-1\right)\mathrm {ln} {\frac {R_{k}}{r_{c}}}$
где $\eta _{0}$ — потенциальная продуктивность, которая может быть получена от совершенной скважины (при отсутствии скин-фактора),
$\eta$ — фактическая продуктивность реальной скважины,
$R_{k}$ — 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),
$r_{c}$ — радиус реальной скважины по долоту в интервале вскрытия пласта.

Интерпретация скин-фактора

Если величина скин-фактора близка к нулю (практически с учётом погрешности определения: $-1<S<5$), то приствольная зона пласта считается неизменённой, а скважина совершенной (приблизительно $r_{c}^{*}=r_{c}$   и   $\eta =\eta _{0}$).

Большая положительная величина скин-фактора $S>5$ (то есть $r_{c}^{*}<<r_{c}$   и   $\eta <<\eta _{0}$) 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 $S<-1$ (то есть $r_{c}^{*}>>r_{c}$   и   $\eta >>\eta _{0}$) 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.

Ссылки

• Определение скин-фактора по кривой восстановления давления (КВД).
• Определение скин-фактора комплексным методом переменной депрессии.
• Компьютерная программа «МЕТОД» для расчёта скин-фактора по КВД.