ВУЗ:
Составители:
5
1. Виды несовершенства скважин. Скин-эффект
Скважина называется гидродинамически совершенной, если она
вскрывает продуктивный пласт на всю толщу и забой скважины открыт, т.е.
вся поверхность забоя является фильтрующей. На практике вблизи скважины
имеется небольшая область – призабойная зона, в которой происходит
дополнительное падение давления. В этом случае можно записать (см.,
например,
[1])
)(ln
2
s
r
r
hk
Q
pp
c
c
+=−
π
µ
. (1)
Здесь s – скин-эффект – безразмерный параметр, который определяет
дополнительное фильтрационное сопротивление, вызывающее падение
давления в призабойной зоне. В выражении р
с
– не идеальное, а реальное
забойное давление.
Если скважина с открытым забоем вскрывает пласт не на всю
толщину, ее называют гидродинамически несовершенной по степени
вскрытия (рис.1).
Если скважина вскрывает пласт до подошвы, но сообщение с пластом
происходит только через специальные отверстия в обсадной колонне или
фильтры, то ее называют гидродинамически несовершенной
по характеру
вскрытия.
Нередко встречаются скважины с двойным видом несовершенства.
Степень и характер вскрытия определяют фильтрационные сопротивления в
призабойной зоне и, в конечном итоге, производительность скважины.
Другой причиной возникновения скин-эффекта являются
фильтрационные характеристики призабойной зоны, зачастую существенно
отличающиеся от свойств пласта. Загрязнения прискважинной области
формируются на протяжении всей жизни скважины
– при бурении,
цементировании, перфорации, освоении и эксплуатации.
6
Рис.1. Схема притока к несовершенным скважинам.
В процессе бурения скважины в пласт внедряется промывочная
жидкость, представляющая собой полидисперсную систему, дисперсной
фазой которой является глина и частицы выбуренных пород. Дисперсная
фаза промывочной жидкости, оставшаяся на стенке скважины 1 (рис.2),
образует глинистую корку 2, а проникшая в прискважинную зону – зону
кольматации 3. В процессе вытеснения
нефти фильтратом в пласте
образуется промытая зона 4 и зона внедрения фильтрата – зона
проникновения 5. Наиболее крупные частицы задерживаются на стенке,
образуя глинистую корку, а проникшие в пласт, механически задерживаются
в местах сужений поровых каналов и на стенках, формируя
кольматирующую среду. Глубина проникновения кольматанта достигает 20-
40 см и более. Проницаемость в зоне кольматации
снижается в среднем на
40%, но может достигать и 100%. Глубина проникновения фильтрата
достигает 5 м и более. После обсадки скважины призабойная зона стремится
к первоначальному состоянию, промытая зона и зона проникновения
практически расформировываются, но восстановления природного
1. Виды несовершенства скважин. Скин-эффект Скважина называется гидродинамически совершенной, если она вскрывает продуктивный пласт на всю толщу и забой скважины открыт, т.е. вся поверхность забоя является фильтрующей. На практике вблизи скважины имеется небольшая область – призабойная зона, в которой происходит дополнительное падение давления. В этом случае можно записать (см., например, [1]) Qµ r p − pc = (ln + s ) . (1) 2πhk rc Рис.1. Схема притока к несовершенным скважинам. Здесь s – скин-эффект – безразмерный параметр, который определяет дополнительное фильтрационное сопротивление, вызывающее падение В процессе бурения скважины в пласт внедряется промывочная давления в призабойной зоне. В выражении рс – не идеальное, а реальное жидкость, представляющая собой полидисперсную систему, дисперсной забойное давление. фазой которой является глина и частицы выбуренных пород. Дисперсная Если скважина с открытым забоем вскрывает пласт не на всю фаза промывочной жидкости, оставшаяся на стенке скважины 1 (рис.2), толщину, ее называют гидродинамически несовершенной по степени образует глинистую корку 2, а проникшая в прискважинную зону – зону вскрытия (рис.1). кольматации 3. В процессе вытеснения нефти фильтратом в пласте Если скважина вскрывает пласт до подошвы, но сообщение с пластом образуется промытая зона 4 и зона внедрения фильтрата – зона происходит только через специальные отверстия в обсадной колонне или проникновения 5. Наиболее крупные частицы задерживаются на стенке, фильтры, то ее называют гидродинамически несовершенной по характеру образуя глинистую корку, а проникшие в пласт, механически задерживаются вскрытия. в местах сужений поровых каналов и на стенках, формируя Нередко встречаются скважины с двойным видом несовершенства. кольматирующую среду. Глубина проникновения кольматанта достигает 20- Степень и характер вскрытия определяют фильтрационные сопротивления в 40 см и более. Проницаемость в зоне кольматации снижается в среднем на призабойной зоне и, в конечном итоге, производительность скважины. 40%, но может достигать и 100%. Глубина проникновения фильтрата Другой причиной возникновения скин-эффекта являются достигает 5 м и более. После обсадки скважины призабойная зона стремится фильтрационные характеристики призабойной зоны, зачастую существенно к первоначальному состоянию, промытая зона и зона проникновения отличающиеся от свойств пласта. Загрязнения прискважинной области практически расформировываются, но восстановления природного формируются на протяжении всей жизни скважины – при бурении, цементировании, перфорации, освоении и эксплуатации. 5 6