DAS数据处理解释系列教程05:DAS压裂监测射孔簇和压裂段入地液量和砂量定量解释

本系列教程第4部分讲解了DAS压裂监测定性解释,主要是解释压裂液进液位置与流量、 射孔开启效率等。DAS还可用于定量解释。DAS应用于压裂监测,当光纤部署于压裂井筒,无论是实时监测还是压后监测数据精细分析,均可定量计算各射孔簇和各压裂段的入地液量和砂量;当光纤部署于邻井,可利用低频DAS或慢应变定量计算井间水力裂缝缝长、缝高等参数。

定量解释–入地液量和砂量

由于声波响应和已知条件的射孔进液流量具有强正相关性,因此在压裂井本井DAS监测中,DAS数据可用于定量计算每个射孔、射孔簇或压裂段的精确流量(flow rate)。工业界非常规储层水平井分段压裂时,通常每个压裂段具有数量不等的多个射孔簇,因此,DAS定量计算各射孔簇的入液量和砂量最为常见。

值得注意的是,当计算射孔流量时,根据射孔工艺,每个射孔不能同等对待,不能同等对待时可通过符号回归分析得出每个射孔的权重值。

图1 北美Macellus页岩MIP-3H井第18段压裂施工曲线


定量解释数据准备与清洗

利用DAS数据定量计算射孔簇入地液量和砂量,需要准备的数据包括3部分:

1. DAS原始数据,要具备采集时间和光纤长度信息;
2. 压裂施工曲线数据,如图1中北美Macellus页岩MIP-3H井第18段压裂施工曲线 ,秒点数据或分点数据,支撑剂或砂比数据应为井底实测数据而不是地面测量值;
3. 射孔簇的位置信息如测深。

准备好以上数据后,要进行数据清洗,主要3个数据集时间和深度的标定,包括:

  • 压裂曲线开始时间与DAS数据开始时间标定对齐,以DAS数据结束时间为计算覆盖的最大时间
  • 射孔簇深度与DAS数据各通道深度对齐
图2 确定各射孔簇用于计算的DAS通道

定量解释步骤

1.将原始的DAS数据作变换处理。常用的处理为振幅平方求取能量;或者进行FBE处理,提取全频带或固定频带的FBE数据;本教程以能量数据用于计算和演示,如图2中右侧为DAS能量数据;

2.确定各射孔簇对应的DAS通道。如图2所示,将DAS能量数据以通道为单位,直接加和求取该道在压裂期间的总能量分布曲线(图2中左侧红色实线),从总能量分布曲线上可看到射孔簇中间位置能量最高,上下部位能量有局部极小值,该极小值为各簇深度分界点。根据深度分界点(图2中左侧黑色虚线)的分布,确定DAS通道在各簇深度区间的分布,定量计算时仅使用各簇截取的相应通道的DAS数据;

3. 以一定时间间隔,如30秒,截取压裂施工曲线中的排量数据和DAS能量数据,根据公式计算该时间段内各簇射孔的流量,将每个时间间隔的流量累加即是整个压裂期间该射孔簇的总入地液量;

4.入地砂量的计算根据入地液量乘以该时间段内的砂比计算,注意这里的砂比应该是井底测量值,如果只有地面的砂比测量数据,在计算时要做时间延迟处理,且会带来一定误差;

5. 循环上述1~4步,将各压裂段各射孔簇的入地液量和砂量计算出来,并绘制图3所示的定量解释统计图。

图3 DAS定量解释的各压裂段各射孔簇入地洲量和砂量分布