B.5 • Скин-эффект

Если после бурения, заканчивания, цементировки и перфорирования скважины общий перепад давления во время получения первого притока в стволе скважины почти равен идеальному (то есть когда открытый ствол скважины нетронут, не поврежден), говорят, что скважина имеет нулевой скин. Наиболее часто, коллектор у ствола скважины охватывается или закупоривается (в основном на водной основе) буровой жидкостью, и подвержен изменениям в проницаемости, абсолютной или относительно флюида коллектора.

Некоторые из этих изменений обратимы во время периода очистки скважины (clean-up period), когда скважину впервые запускают в продукцию, некоторые нет:

 

 

 

Видно, что вышеприведенное определение скина, сводится к нулю если проницаемость закупоренной или «скин-поврежденной» зоны, ks, равна проницаемости коллектора, или радиус закупоренной зоны, rs, равен радиусу ствола скважины, rw.

Это математическое уравнение не слишком правдоподобное, как и в реальных скважинах не может быть двух раздельных областей, каждая из которых с однородными качествами и с чистыми границами меж ними. Также возможно вновь воссоздать нулевой скин, без удаления закупоренной зоны вокруг ствола. Так же как перфорации достаточно большие, достаточной длины и простреляны достаточно плотно и высокофазно, перепад давления во время притока в скважину может еще не превышать значения перепада давления в идеальном случае. Если же достигает, дополнительный перепад давления из-за скина, Dps, будет бесполезным, и приведет к снижению индекса продуктивности (PI) скважины. Ситуация обычно может быть исправлена путем обработки зоны кислотой.

Значение скина S безразмерно, и в большинстве случаев не зависит от дебита, но соответственный перепад давления, Dps, зависим от него (дебита). Положительный скин показывает, что зона дренирования вокруг ствола скважины «закупорена», тогда как негативный скин исторически указывает на стимуляцию притока, физически означает, что есть даже меньший перепад давления у ствола скважины, который мог бы быть ожидаем в идеальном случае.

Если в непосредственной близости от ствола скважины есть дополнительный перепад давления из-за скина, скважина считается «поврежденной» и S > 0:

 

 

После стимуляции кислотной обработкой или хороших перфорационных работ, перепад давления возле ствола скважины может быть даже меньше чем в «идеальном» случае, и отсюда, S < 0:

 

 

Есть математический эквивалент отрицательному скину, как показано наверху, которым является ствол больших «видимых?» («apparent») радиусов, rwa. Это бы соответствовало значению kS, ведущему в бесконечность, и соотношение между скином и эквивалентным радиусом здесь:

 

 

В исключительных случаях фактически за эксплуатационной колонной может быть дыра или трещина больших размеров, но обычно это не могло бы быть причиной.

Представляется, что значение скина есть больше чем просто воздействие перепада давления во время работы скважины. Например, большой скин задерживает (замедляет) информацию действия радиального потока в данных по давлению, а отрицательный скин наоборот убыстряет. Это вследствие взаимозависимости скина, эффектов продуктивности и сохранения в стволе скважины, как показано в секции тестового дизайна.