利用光纖監(jiān)測(cè)可改進(jìn)目前的完井方法。今天中國(guó)光軟帶來(lái)基于DAS光纖監(jiān)測(cè)的射孔簇效率優(yōu)化技術(shù)介紹，讓從業(yè)者了解如何利用DAS來(lái)幫助優(yōu)化完井。

射孔簇通?？梢远x為一組射孔，射入套管并在多個(gè)層段內(nèi)重復(fù)。然后，射孔簇形成將要增產(chǎn)的壓裂段。一個(gè)壓裂段可能有1~15個(gè)或以上的射孔簇。壓裂段的設(shè)計(jì)和射孔簇的數(shù)量取決于許多變量。下面是一個(gè)典型壓裂段的示例，其輪廓為套管剖面。

射孔簇效率是完井優(yōu)化的一個(gè)關(guān)鍵方面。目前業(yè)界對(duì)射孔簇效率的經(jīng)驗(yàn)法則約為70%，這意味著只有2/3的射孔簇處于活動(dòng)狀態(tài)。在上面的例子中，只有大約3個(gè)射孔簇可以開(kāi)啟進(jìn)行增產(chǎn)。

導(dǎo)致效率低下的原因有哪些（其實(shí)有很多，以下這些是最常見(jiàn)的）

限流設(shè)計(jì)

儲(chǔ)層非均質(zhì)性

固井質(zhì)量不佳

加速儲(chǔ)層破裂的酸液鋪置

暫堵劑使用

周期性泵速變化-導(dǎo)致射孔簇關(guān)閉

01、限流設(shè)計(jì)

大多數(shù)使用橋塞射孔完井的作業(yè)者已傾向于應(yīng)用限流設(shè)計(jì)。限流是射孔設(shè)計(jì)的一種形式，在少數(shù)射孔中限制流體注入。由于較高的射孔孔眼摩阻，流體在射孔簇間的分布被認(rèn)為更加均勻。

射孔效率可能會(huì)因錯(cuò)誤地計(jì)算打開(kāi)所有射孔簇所需的壓差而受到影響。許多井都經(jīng)歷了跟部偏流（heel bias flow），如果沒(méi)有高壓差，趾端的射孔簇將無(wú)法打開(kāi)。

規(guī)劃限流設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的一個(gè)因素是光纜周圍的速度和磨蝕效應(yīng)。每組射孔越少，速度越高。射孔從磨蝕標(biāo)準(zhǔn)外徑0.37MM到超過(guò)2.00MM的情況并不罕見(jiàn)（極限限流情況）。通過(guò)對(duì)多個(gè)完井作業(yè)的井下攝像工作，驗(yàn)證了磨蝕影響。

統(tǒng)計(jì)分析多個(gè)不同作業(yè)者的限流設(shè)計(jì)，差值低至300psi，最高達(dá)3400psi。當(dāng)計(jì)劃設(shè)計(jì)極限限流時(shí)，需要審查磨蝕的風(fēng)險(xiǎn)。兩個(gè)不同的作業(yè)者選擇了單一簇射孔設(shè)計(jì)，每個(gè)壓裂段有4個(gè)射孔簇。這種設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)是射孔簇砂磨，導(dǎo)致極高的速度。造成結(jié)果是，由于光纖受到磨蝕影響，壓裂過(guò)程將被縮短。

02、儲(chǔ)層非均質(zhì)性

射孔簇效率可直接受射孔簇位置的影響。大多數(shù)作業(yè)者將壓裂段以幾何形態(tài)排列，無(wú)論巖性如何，這些壓裂段沿橫向均勻分布。儲(chǔ)層內(nèi)的層狀/互層會(huì)影響效率，這可能會(huì)產(chǎn)生更高的破裂壓力。

如果射孔簇設(shè)計(jì)在儲(chǔ)層的較高應(yīng)力區(qū)域內(nèi)，它們將不會(huì)像在儲(chǔ)層正常應(yīng)力段內(nèi)射孔簇一樣在較低的壓力時(shí)破裂。

在非均質(zhì)性偏高的地區(qū)，一些作業(yè)者目前正在使用鉆井?dāng)?shù)據(jù)來(lái)輔助壓裂段設(shè)計(jì)，以提高增產(chǎn)效果。在下面的示例中，顯示了地質(zhì)力學(xué)完井。各壓裂段被移至儲(chǔ)層的低應(yīng)力區(qū)，各壓裂段之間的間距不同。

這些儲(chǔ)層內(nèi)的射孔簇效率平均提高了40%，該壓裂段內(nèi)所有射孔簇都順利地打開(kāi)了地層。

03、固井

完井中進(jìn)行固井是增產(chǎn)效果最關(guān)鍵的方面之一。固井最常見(jiàn)的問(wèn)題是套管外的環(huán)空流動(dòng)。

在限流或常規(guī)射孔作業(yè)中，由于套外連通，排量分布較差。由于套管外幾乎沒(méi)有水泥，完井基本上變成了裸眼完井。

穿過(guò)射孔的液體將向壓裂段內(nèi)最主要的射孔簇移動(dòng)

正確的限流設(shè)計(jì)可以花費(fèi)數(shù)小時(shí)，但如果沒(méi)有良好的固井質(zhì)量，射孔簇效率將很低。在應(yīng)用極限限流設(shè)計(jì)的井上，射孔簇效率通常小于40%。效率低下的原因是從射孔簇的跟部開(kāi)始的套管外液體。

04、暫堵劑

關(guān)于暫堵劑有兩種流派，它要么有效，要么無(wú)效。中國(guó)光軟通過(guò)許多暫堵劑試驗(yàn)觀察到，在大多數(shù)情況下，暫堵劑沒(méi)有得到有效使用。部署暫堵劑時(shí)，DAS光纖數(shù)據(jù)中最常見(jiàn)的觀察結(jié)果是：

一、磨蝕：

部署暫堵劑時(shí)，不考慮射孔的磨蝕。機(jī)械暫堵劑有特定尺寸，并根據(jù)未磨蝕的射孔外徑進(jìn)行選擇。

一種常見(jiàn)的導(dǎo)流方法是在泵送一定噸位（大多數(shù)情況下為壓裂液的50%或以上）后進(jìn)行導(dǎo)流。

在極限限流情況下（XLE），每個(gè)射孔簇通常有6個(gè)或更少的射孔。這些射孔的磨蝕將非常嚴(yán)重，尤其是在射孔簇效率低下的情況下。

DAS光纖數(shù)據(jù)已證實(shí)，在大多數(shù)情況下，暫堵劑只工作了很短的時(shí)間，由于暫堵劑將穿過(guò)被磨蝕的射孔，這些射孔比暫堵劑更大。

為了緩解這一問(wèn)題，在磨蝕成為一個(gè)問(wèn)題之前，在壓裂過(guò)程中早些時(shí)候可以對(duì)暫堵劑進(jìn)行了泵送。這種方法不好的地方是，當(dāng)提早泵送時(shí)，作業(yè)者在進(jìn)行有效增產(chǎn)之前就已經(jīng)有效地關(guān)閉了射孔簇。

二、壓力：

如果使用機(jī)械暫堵劑，大多數(shù)服務(wù)公司將建議使用30%的暫堵劑。

當(dāng)極限限流設(shè)計(jì)的效率低下時(shí)，這會(huì)成為一種風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)作業(yè)者遵循暫堵劑程序時(shí)，暫堵劑可以有效地關(guān)閉增產(chǎn)過(guò)程，而不是根據(jù)DAS光纖數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)觀察。

例如，在過(guò)去的一次作業(yè)中，作業(yè)者在6個(gè)射孔簇的壓裂段內(nèi)放了5個(gè)繩結(jié)（pod），每個(gè)射孔簇有3個(gè)射孔。當(dāng)時(shí)，只有2個(gè)活躍的射孔簇。當(dāng)暫堵劑到位后，發(fā)現(xiàn)壓力顯著增加，原因是有5/6的射孔關(guān)閉，未激活的射孔簇并未打開(kāi)。

三、液量重新分配：

在大多數(shù)情況下，中國(guó)光軟已經(jīng)注意到，暫堵劑沒(méi)有打開(kāi)未激活的射孔簇——這是暫堵劑的意圖。

當(dāng)生產(chǎn)力較差的跟部射孔簇被關(guān)閉時(shí)，這些射孔簇將排量“重新分配”到一個(gè)已經(jīng)占主導(dǎo)地位的射孔簇。未激活的射孔簇并沒(méi)有打開(kāi)——我們認(rèn)為這是由于酸的鋪置和未激活的射孔簇僅打開(kāi)較小部分地層。

四、部署方法：

在所有部署暫堵劑的情況下，停止加砂來(lái)放入繩結(jié)（pod）。

一旦繩結(jié)進(jìn)入井筒，降低排量從而在繩結(jié)撞擊射孔之前降低壓力。

這將變得無(wú)效的是，許多儲(chǔ)層對(duì)排量較敏感。一旦速率降低，射孔簇將關(guān)閉，不再重新打開(kāi)。這就是暫堵劑可能進(jìn)一步加劇射孔簇效率低下的原因，隨著射孔簇關(guān)閉，存在過(guò)多的繩結(jié)，其性能會(huì)下降，一旦增產(chǎn)恢復(fù)，結(jié)果會(huì)更糟。

05、酸液放置

并非所有完井作業(yè)都需要酸液來(lái)?yè)舸┥淇?。作業(yè)者定期進(jìn)行酸化處理，以協(xié)助由于固井造成的損壞。

在因高壓而需要酸液的儲(chǔ)層中，關(guān)鍵是要將酸液泵入井筒，使其均勻地分布在所有射孔中。

現(xiàn)場(chǎng)觀察到的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)是酸泵連接和設(shè)置不良。為了確保最有效的酸液鋪置，橋塞射孔投球作業(yè)后應(yīng)該緊跟著酸化作業(yè)。

一些作業(yè)者將酸液直接連接在管匯上，而鋼球則直接落在井口。當(dāng)橋塞中的投球落座，在橋塞上方有幾立方米/桶的酸。其結(jié)果是酸液被大頭擠壓，通常只進(jìn)入跟部的射孔簇。

06、泵速

如上所述，儲(chǔ)層對(duì)泵速非常敏感。

一旦射孔簇地層破裂并進(jìn)液，不建議降低泵速，除非主要射孔簇排量存在速度/磨蝕風(fēng)險(xiǎn)。

在下面的示例中，泵速率降低，3個(gè)射孔簇關(guān)閉。當(dāng)泵速再增加時(shí)，射孔簇保持關(guān)閉狀態(tài)。

07、總結(jié)

從DAS光纖數(shù)據(jù)中可以學(xué)到很多東西，可以應(yīng)用于無(wú)光纖的常規(guī)完井。作業(yè)者可以了解其特定地層如何響應(yīng)增產(chǎn)設(shè)計(jì)，以及DAS光纖工程設(shè)計(jì)的整體有效性。

維護(hù)射孔簇效率是使用正確的工程解決方案優(yōu)化完井的一個(gè)要素。DAS光纖監(jiān)測(cè)使這一切成為可能，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于未來(lái)的油田開(kāi)發(fā)。

編輯：黃飛