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人工举升理论第6讲 表皮系数

另一个不同的附加伤害是由泥浆滤液或聚合物的侵入在裂缝面上形成
的。这种伤害也可用 Cinco-Ley和Samaniego(1981)所给的表皮效应
来定量描述
s fs
bs K K
2x f
1 Ks
下堂课再见 谢谢!
s s Dq
它在几个不同流量下所进行的试井中,能用来分离表皮效应。 上页图所示的s'与q的曲线表明,s是截距,D是斜率。这是确定 油田 D和预测速敏表皮效应对井的未来生产影响的恰当方法。 相敏表皮效应与井筒附近压力梯度所引起的相态变化有关。 对油井来说,如果井底流压低于泡点压力,则会形成一个气体 饱和度,即使气相是不流动的,也会引起油的有效渗透率的降 低。将Hawkins公式变一下,以有效(或相对)渗透率比代替 K/Ks,则该公式可用于这种情况了。
部分完井和斜井的表皮效应
Cinco-Ley 等 ( 1975 ) 得 到 了 这一问题的半 解析解,并提 出了各种组合 的表皮效应的 表格。
部分完井的斜井构形
所有引起流线变形的情况都会产生表皮效应 sc。和油气藏高度相比, 射孔段越小,完井的偏心度越大,则表皮效应越大。 尽管部分完井减小了井的裸露长度而产生了正的表皮效应,但斜井的 结果相反。井斜度越大,则对总表皮效应的负贡献越大。由于井斜而 引起的表皮效应以s表示,而由于部分完井与井斜所引起的综合表皮效 应以sc+θ表示。
人工举升理论
第5讲 表皮系数
吴晓东
表皮效应 1949 年,Van Everdingen和Hurst引入了表皮效应来表征近井
区域所具有的稳态压差ΔPs,它与表皮效应成正比。
原因
对于求取地下的流动压力,近井地带的各种条件非常关键。
特点
表皮效应没有物理量 纲并与热传导中的膜 片系数相似,而且是
形式
q s 表皮效应与稳态压差ΔPs成正比, ps 2 Kh
qu Ps s 2Kh
K rs s K 1 ln r s w
Hawkins公式
该公式在评估渗透率伤害的相对程度和伤害深度时非常有用。
表皮效应的组成
一口井的总表皮效应,是由许多项构成的,一般可把它们累加起 来,即
s sd sc s p s拟
井筒附近的渗透率变化
近井区井底的理想和实际流压
rs为伤害深度,Ks为伤害渗透率。在此区域之外地层保持原始状况, 渗透率为K 。
Hawkins公式
1956 年,Hawkins提出了表皮效应与上述变量的相关方程式。
如果井筒附近的渗透率为地层渗透率(即没有伤害),那么外 边界压力 Ps与井筒的稳态压降所产生的Pwf,ideal可由下式给出 :
I ani 0.25
I ani 1
I ani 3
沿水平井方向和垂直于水平井方向的伤 害分布,垂直-水平渗透率差异的影响
裂缝表皮效应
在水力裂缝的近井地带经常发生不相称的地层伤害。 1981年,Cinco-Ley和Samaniego给出了堵塞裂缝表皮系数
xs K sch s K f s
ps pwf ,ideal
r q ln s 2 Kh rw
如果井筒附近的渗透率变为Ks,那么真实井底压力的关系式为:
ps pwf ,real
r q ln s 2 K s h rw
Pwf,ideal与Pwf,real之差恰好等于表皮效应引起的附加压降ΔPs,故
rs rs qu qu qu s ln ln 2Kh 2K s h rw 2Kh rw
类型
正表皮效应和负表皮效应。
一个综合变量。
一般说来,使流线偏离井的 方向或限制流量的任何现象 都会导致正表皮效应。 象局部完井(即射孔高度小 于油气藏高度)、孔眼数目 不合适(会引起流线变形),
负表皮效应表明近井 地带的压降小于油气 藏正常的压降。 这种负表皮效应,即 对总表皮效应的负贡 献,可能是对基岩的 激化(井眼附近的渗 透率高于原始值)、 水力裂缝或大斜度井
射孔表皮效应
1988 年, Karakas 和 Tariq 提出了 计算射孔表皮效应的半解析解。
s p sH sV swb
其中:
平面流效应 垂向汇聚效应 井筒效应
r S H ln w ( ) rw
b 1 b SV 10a hD rD
射孔表皮计算中所用的井的变量
这些机械原因以及相变(对
主流体相对渗透率的降低)、 湍流和对油气藏渗透率的伤
害等都会产生正表皮效应。
引起的。
沿整个生产段长度上,表皮的差异可能很大, 这种情况在合采垂向上分开的两个或多个不同
层段的井上最为可能出现。
注意
不同的地层性质(渗透率、应力、机械稳定性、 流体)和不同压力都能造成钻井液侵入、炮眼 清洗不好及其它原因的非均匀伤害环境。 同样的理由也表明沿水平井筒方向非均匀伤害 也是可能的。
式中sd是伤害表皮;sc+θ是由于局部完井和井斜造成的表皮;sp是 射孔表皮;所有拟表皮用连加号组合在一起,这些拟表皮包括所 有与相态有关的速敏效应。 适用于径向油气藏中直井或斜井附近流动的改变所引起的表 皮效应。
截距就是 表皮系数
根据多流量试井确定 表皮效应和非达西系数
从试井能得到等于下式的一个表观表皮s':
Swb c1ec2 rwD
水平井的伤害表皮效应
1991 年, Frick 和 Economides 建立了反 映水平井伤害表皮效应的方程。
2 aH ,max K 1 4 aH sep 1 ln 1 2 K I 1 3 r r w s ani w
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