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^[1] вскрытия пласта, загрязнение околоскважинной зоны, прочие нелинейные эффекты (турбулентное течение, разгазирование, сжатие скелета горной породы и т. д.).

По определению скин-фактор описывается формулой:
${\displaystyle S=\mathrm {ln} {\frac {r_{c}}{r_{c}^{*}}}}$
где ${\displaystyle S}$ — скин-фактор, ${\displaystyle r_{c}}$ — радиус реальной скважины по долоту в интервале вскрытия пласта,
${\displaystyle r_{c}^{*}}$ — 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.

Применяя уравнение Дюпюи для плоскорадиального установившегося потока несжимаемой жидкости к вертикальной скважине, получаем выражение для скин-фактора:
${\displaystyle S=\left({\frac {\eta _{0}}{\eta }}-1\right)\mathrm {ln} {\frac {R_{k}}{r_{c}}}}$
где ${\displaystyle \eta _{0}}$ — потенциальная продуктивность, которая может быть получена от совершенной скважины (при отсутствии скин-фактора),
${\displaystyle \eta }$ — фактическая продуктивность реальной скважины,
${\displaystyle R_{k}}$ — 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),
${\displaystyle r_{c}}$ — радиус реальной скважины по долоту в интервале вскрытия пласта.

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

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

• Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти / под редакцией Ш. К. Гиматудинова. М.: Недра, 1983. - 455 с.

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