智能壓裂提高了完井作業(yè)效果

對于非常規(guī)油藏，勘探開發(fā)公司不斷調(diào)整各種增產(chǎn)作業(yè)參數(shù)，期望提高油井產(chǎn)量。目前的完井設(shè)計都致力于控制壓裂段長度、作業(yè)泵速、射孔簇數(shù)量、孔眼數(shù)量、孔眼直徑，以增加井筒中的裂縫數(shù)量。然而，作業(yè)者所面臨的挑戰(zhàn)是如何有效打開每個射孔簇，及時、經(jīng)濟(jì)的實現(xiàn)上述目標(biāo)。

Halliburton的Prodigi智能壓裂服務(wù)整合了數(shù)千個壓裂段的數(shù)據(jù)與實時信息，可實現(xiàn)流體和支撐劑的均勻分布。這種大數(shù)據(jù)方法與先進(jìn)的控制系統(tǒng)架構(gòu)相結(jié)合，能夠最大限度地提高射孔效率，而通常人工計算無法實現(xiàn)這一點的。

利用Prodigi服務(wù)，對每口井、每一段的壓裂作業(yè)進(jìn)行優(yōu)化，最大限度提高了水平段增產(chǎn)作業(yè)的一致性，從而避免作業(yè)效果欠佳的壓裂段。得益于流體與支撐劑在射孔簇中分布的更加均勻，非常規(guī)區(qū)塊的壓裂作業(yè)也獲益良多，主要體現(xiàn)在：作業(yè)壓力更低、泵送時間更短、減少脫砂等。此外，因為該過程是自動化的，所以每個段都進(jìn)行了一致的壓裂作業(yè)，減少了整個增產(chǎn)作業(yè)的變數(shù)。迄今為止，該服務(wù)已在12個不同的區(qū)塊，為37家勘探開發(fā)公司的5500多個壓裂段提供了服務(wù)，以幫助提高油井的產(chǎn)量。

光纖監(jiān)控與驗證配備光纖傳感器的油井顯示，手動控制泵速，會導(dǎo)致整個射孔簇的流量分布不均勻，在最大作業(yè)泵速下，各射孔簇之間的流量差異可能高達(dá)14bbl/min。Prodigi服務(wù)利用直接控制作業(yè)泵速的算法，可智能地壓破地層，從而緩解射孔簇之間的流量不均衡。在最近一項研究中，永久光纖驗證的測量結(jié)果顯示，當(dāng)應(yīng)用Prodigi服務(wù)時，整個射孔簇的流速差異僅為0.1bbl/min。

此外，鄰井利用光纖進(jìn)行了遠(yuǎn)場測量，其結(jié)果顯示，應(yīng)用Prodigi服務(wù)的壓裂段擁有更大范圍的裂縫形狀，這表明該技術(shù)形成的裂縫網(wǎng)，比常規(guī)壓裂作業(yè)更加均勻。因此，使用該服務(wù)可提高儲層的增產(chǎn)效果。

Williston區(qū)塊應(yīng)用效果最近，Williston區(qū)塊內(nèi)的一家勘探開發(fā)公司與Halliburton公司合作，設(shè)計出一種解決方案，將有助于提高泵送時的射孔效率。Williston區(qū)塊特點鮮明，儲層非均質(zhì)性強，目標(biāo)層位厚度變化大，這給壓裂作業(yè)帶來了多重挑戰(zhàn)，進(jìn)而會導(dǎo)致增產(chǎn)作業(yè)的不一致。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，Halliburton推薦了其Prodigi智能壓裂服務(wù)。

該服務(wù)提供了一種可重復(fù)、具有一致性的壓裂方法，可對泵速進(jìn)行自適應(yīng)、瞬時變化，優(yōu)化壓裂作業(yè)期間的地層破裂效果。Prodigi服務(wù)采用工程化的方法來最大限度地提高每個壓裂段的射孔效率，而傳統(tǒng)的地層壓裂方法，則側(cè)重于根據(jù)個人偏好來設(shè)計作業(yè)泵速。 Prodigi服務(wù)利用實時泵送數(shù)據(jù)，可根據(jù)壓裂作業(yè)動態(tài)，自動、智能地調(diào)整泵速，以實現(xiàn)最佳的射孔效率。為了驗證Prodigi服務(wù)的有效性，Halliburton使用其StimWatch光纖壓裂監(jiān)測服務(wù)，對每個射孔簇內(nèi)的流體與支撐劑分布進(jìn)行實時監(jiān)測。客戶在其油井中應(yīng)用了Prodigi服務(wù)，產(chǎn)量大幅提升。將光纖電纜永久安裝于井內(nèi)，StimWatch服務(wù)則可以實時提供均勻性指標(biāo)，測量出每個簇間流體與支撐劑的分布情況。為了進(jìn)行對比，在同一口水平井中泵送兩個壓裂段，并采用相同的射孔設(shè)計與相同的最大泵速。

最近，一家勘探開發(fā)公司對路易斯安那州北部的Haynesville/Bossier頁巖地層進(jìn)行了勘探，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，井筒趾端的壓裂段一直難以被壓開，從而導(dǎo)致多口井多次出現(xiàn)脫砂現(xiàn)象。Haynesville/Bossier頁巖具有較高的地層應(yīng)力，結(jié)合其高溫高壓環(huán)境，對壓裂期間的支撐劑充填提出了挑戰(zhàn)。因此，增產(chǎn)作業(yè)經(jīng)常無法按照設(shè)計進(jìn)行泵送，而且很難實現(xiàn)具有一致性的壓裂作業(yè)。

Halliburton研究了Haynesville/Bossier區(qū)塊壓裂作業(yè)造成的脫砂情況，并認(rèn)識到射孔簇內(nèi)的壓裂液分布與脫砂存在很強的相關(guān)性。為了提高射孔效率與均勻性，Halliburton推薦了其Prodigi服務(wù)，以優(yōu)化壓裂作業(yè)期間的地層破裂效果。從最初的壓裂段開始，Prodigi服務(wù)可統(tǒng)籌規(guī)劃，有效地壓開所有射孔簇，從而使支撐劑更均勻地沿井筒充填。通常，壓裂作業(yè)的重點在于快速提高泵速至設(shè)計最大值。而Prodigi服務(wù)則反其道而行之，在作業(yè)期間可根據(jù)井下狀況，自動調(diào)節(jié)泵速。

Prodigi服務(wù)的應(yīng)用效果令人矚目，該勘探開發(fā)公司避免了脫砂，而且得益于射孔效率與地層破裂程度的提高（如圖3），幾乎所有壓裂段中的支撐劑充填都滿足了設(shè)計要求。此外，與傳統(tǒng)壓裂技術(shù)相比，該服務(wù)可更快達(dá)到設(shè)計泵速。利用Prodigi服務(wù)，每個壓裂段平均縮短了10分鐘的作業(yè)時間，同時平均作業(yè)壓力也更低。該服務(wù)降低了整個增產(chǎn)作業(yè)的變數(shù)，通過避免脫砂，提高了作業(yè)者的完井作業(yè)成效。

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