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Stima dello skin dall’interpretazione di prove di iniezione in giacimenti fratturati
I test di inezione sono delle prove di pozzo di tipo non convenzionale che permettono di evitare
la produzione di idrocarburi da bruciare in fiaccola e, quindi, di eliminare le emissioni di gas
combusti in atmosfera. Questi test consentono di conseguire tutti i principali obiettivi delle prova
di pozzo tradizionali, ad esclusione del campionamento di fluidi, nel rispetto dei vincoli ambientali.
Tuttavia l’interpretazione di una prova di iniezione nei giacimenti a olio è resa complessa
dalla presenza di due fasi mobili in giacimento: l’idrocarburo in posto e il fluido iniettato. Di
conseguenza la mobilità totale dei fluidi risulta ridotta rispetto ad un test di produzione; ciò provoca
un incremento addizionale di pressione che, a sua volta, incrementa lo skin totale di pozzo
con una componente addizionale, detta skin bifase. Inoltre l’eventuale presenza di fratture,
naturali o idraulicamente indotte, intercettate dal pozzo può ridurre lo skin totale, complicando
ulteriormente l’interpretazione. Generalmente l’interpretazione avviene tramite confronto con
modelli analitici che permettono di identificare esclusivamente lo skin totale e, pertanto, la componente
di skin meccanico, dovuta al danneggiamento di permeabilità all’intorno del pozzo, non
può essere isolata. Tuttavia lo skin meccanico è un obiettivo fondamentale delle prove, in quanto
essenziale per il calcolo della produttività di pozzo. Nel presente lavoro viene presentata una
relazione empirica, derivata con il supporto di un simulatore numerico, che permette scorporare
le componenti meccanica, di frattura e bifase dallo skin totale. La relazione esprime lo skin totale
come composizione lineare di queste tre componenti. La formula risulta applicabile anche
nei casi di flusso monofase o di assenza di frattura, nei quali si riduce alle formule già riportate
in letteratura. Per mezzo di questa equazione, è possibile determinare il danneggiamento di
permeabilità e, di conseguenza, calcolare correttamente la produttività di pozzo. Inoltre, in fase
di progettazione del test, è possibile stimare lo skin totale e quindi l’incremento di pressione
atteso durante il periodo di iniezione. Nell’articolo viene presentato un caso reale, per il quale
le componenti del danneggiamento sono state stimate con successo grazie alla correlazione proposta.
Parole chiave: prova di iniezione, produttività di pozzo, skin, flusso bifase, frattura.
Injection/fall-off testing is one of the unconventional well test methodologies used to eliminate hydrocarbon flaring and thus gas emissions into the atmosphere. Except for fluid sampling, all of the main well testing targets can be achieved, while complying with the environmental regulations. However, the interpretation of injection tests in oil reservoirs is complicated by the presence of two immiscible mobile phases in the reservoir: the hydrocarbon originally in place and the injected fluid. As a result, the total fluid mobility is reduced and an additional pressure increment occurs, which affects the total skin with an additional bi-phase skin component. Furthermore, natural or induced fractures can be intercepted by the well, reducing the total skin but adding complexity to the test interpretation. Typically, the application of traditional analytical models to interpret injection tests only provides the total well skin while its mechanical component, due to permeability damage in the near wellbore zone, cannot be isolated. However, the mechanical skin is a fundamental well testing target because it is essential to estimate well productivity. In this paper, an effective correlation to determine the mechanical, the fracture and the bi-phase components of the skin in the case of injection tests is presented; this correlation was empirically derived with the aid of a numerical simulator. The equation expresses the total skin as a linear composition of the three skin components and is of general applicability; in mono-phase flow conditions or in the absence of fractures it reduces to well-known formulas available in the technical literature. By means of this equation the true permeability damage can be assessed and, in turn, well productivity calculated. Additionally, the total skin factor and thus the expected pressure increase during injection can be estimated when designing a well test. A real field case where the formula was successfully applied is presented in the paper. Keywords: unconventional well test, injection test, skin, bi-phase flow, fracture.
Estimation du skin dans l’interprétation des tests d’injection dans des gisements
fracturés
Le test d’injection / fall-off est une des méthodologies pour les essais de puits non conventionnels
qui permettent d’éliminer les émissions de gaz dans l’atmosphère. Sauf pour l’échantillonnage
de fluide, ces tests permettent d’obtenir tous les principaux objectifs, tout en respectant les
contraintes environnementales. Toutefois, l’interprétation d’un essai d’injection dans des gisements
à huile est plus complexe en raison de la présence de deux phases mobiles, non miscibles dans
le gisement: l’hydrocarbure à l’origine en place et le fluide injecté. De ce fait, la mobilité totale du
fluide est réduite par rapport à un test de production; une pression supplémentaire se produit, ayant
des incidences sur l’augmentation du skin total avec une composante additionnelle, appelée skin
biphasé. De plus, des fractures naturelles ou induites peuvent être interceptées par le puits en
réduisant le skin total et ajoutant de la complexité à l’interprétation.
Généralement l’interprétation advient par comparaison avec des modèles analytiques qui permettent
d’identifier uniquement un skin total, tandis que la composante de skin mécanique, due
uniquement aux dommages de perméabilité aux abords du puits, ne peut pas être isolée.
Cependant, le skin mécanique est un objectif fondamental de l’essai, car il est essentiel d’estimer la
productivité du puits.
Dans ce travail, pour déterminer les composants du skin mécanique, de fracture et biphasé, une
relation efficace a été empiriquement dérivée en cas de tests d’injection, à l’aide d’un simulateur
numérique.
L’équation exprime le skin total comme une composition linéaire de ces trois composantes. La
formule résulte applicable aussi dans le cas de circulation monophasée, ou d’absence de fracture,
lorsqu’elle est réduite aux formules disponibles dans la littérature technique bien connue.
Au moyen de cette équation, les vrais dégâts dans la perméabilité peuvent être évalués et la
productivité des puits calculée. En outre, le facteur du skin total et l’augmentation de la pression
provoquée lors de l’injection peuvent être ainsi estimés lors de la conception d’un essai sur un puits.
Un cas réel où la formule a été appliquée avec succès est présenté dans ce document.
Mots-clés: essais d’injection, productivité des puits, skin, écoulement biphasé, fracture.
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