在水力压裂作业的设计中可以调整几个因素，以积极影响压裂效率和作业成本。利用预测分析进行压力估算，重点是套管优化，创建准确预测的时间表、降低成本以及最大限度提高效率的潜力，将压裂作业设计的波动性降至最低。
 
当与完井工程师谈论他们在规划和执行水力压裂作业方面的优先事项时，效率和成本几乎是他们的优先话题。这些方面是如此紧密地交织在一起和相互依存，以至于如果不仔细考虑另一个方面的影响，就无法操控其中一个方面。在全面考虑压裂作业时，可以对许多因素进行调整，来最大限度地提高效率，同时还要降低成本。

流速和压力
流速和压力是压裂作业的基本要素。钻井方案、套管设计、压裂马力需求和许多其他因素完全依赖于一口井的泵送流速和压力要求，目标是在整个压裂过程中达到最高的流速，同时保持最大允许的地面压力。选择泵送流速和压力都是为了提高作业效率和优化增产，最大限度地提高油井预计的最终采收率。

那么，如果在压裂过程中，这些要求中的其中一个无法达到，会发生什么呢？在大多数情况下，由于很高处理压力，导致处治率降低。这些降低的处治率会极大地影响压裂作业的效率，从而推高整体的完井成本，延迟现金流回流。由于已经使用了高性能的减摩剂，而且对射孔或沙浆设计做出重大更改的愿望有限，因此选项仅限于应对高压和降低的处治率。如果未来的井预测可能出现类似的问题，则必须在规划过程的早期对完井设计的某些方面进行调整。

分析方法
为了帮助运营商解决这个问题，Universal Pressure Pumping公司开发了一种利用预测压力分析工具来评估套管设计灵敏度的方法。这一内部开发的工具能够提供输入计划的预作业参数，例如流体类型、射孔设计和裂缝梯度，从而生成一个预期处治的摘要。 

一些最重要的输出包括油管摩擦、最大可实现的流速以及最大流速时的压力，所有这些都是分级进行的。了解这些因素后，技术服务团队有能力提出套管设计的多种变化，这些变化可对井的整体处治和压裂效率产生积极影响。通过为运营商提供广泛的故障分解，区分可能的套管设计方案以及这些设计方案对其油井的影响，他们可以自信地选择一个最符合他们想要的油井处治结果，成本与效率兼顾的套管设计方案。

预测压力分析工具
使用预测压力分析工具时需考虑许多因素。大多数的输入数据是设计常数，包括井的斜深和垂深、压裂级数、以及处理的体积量。不过，该工具还包括了更有可能发生变化的因素，例如射孔设计、估计的平均ISDP（instantaneous shutdown pressure瞬时停机压力）、摩擦减少百分比、当然还有套管设计。这些都是技术服务团队在整个作业中寻找流速最大化方法时需要探究最多的变量。

其中一些变量的输入数据相对容易调查，并被识别为“受教育常量”，这意味着尽管它们不是运营商提供的常量，如测量深度或压裂级数，但它们仍可以被准确地估计，用于进行压力分析。这些受教育的常量包括射孔设计、平均 ISDP 和摩擦减少百分比。尽管射孔和裂缝集群设计的改变会影响流速和压力，但不会有很大变化，对于整体处理的产量变化可以忽略不计。通过收集和分析邻井类似储层的完井数据来评估平均ISDP，然后再根据可比信息进行预测。

套管的设计
利用将在作业中使用的水，以及运营商处置时使用的各种减摩剂，所做的作业前的水分析，能为分析提供准确的摩擦减少百分比。随着潜在可变因素的数量减少至一个，套管优化现在可以成为重点了。套管设计的变化提供了油井泵送流速和压力波动的最大范围。在分析套管重新设计以获得更有效的压裂时，需要考虑多个因素，包括单直径套管柱和锥形套管柱、套管尺寸和套管重量。

套管设计说明了一口井基于其套管设计最大流速和压力的一个宽范围的普遍例子。流速和压力差的一些主要数据来源是油管摩擦力和套管最大额定压力。改变套管尺寸或在设计中引入锥形套管柱，对整个系统的总体油管摩擦力有显著的影响。油管的摩擦力与地面的泵送压力直接相关，而地面泵送压力又直接影响着可实现的流速。还必须细心考虑整个设计中所使用的套管的重量。增加管柱最薄弱部分的套管重量将能提高整个设计的最大额定压力，从而增大一口井可实现的泵流速。 

运营商们可以考虑这种比较式的分析，并根据其预先的完井设计、成本和套管的可用性探索各种选择。套管设计B和C在流速和压力分析方面产生了相似的结果，但可能包括一种难以获得的或购买起来偏贵的套管，见表1。通过这种分析，运营商还可以得出这样的结论，如果他们增大套管尺寸，由于与原始设计相比摩擦压力降低，他们也许可以延长井的水平段长度。运营商在设计他们的套管柱时必须考虑这些类型的场景以及许多其他情况。预测压力分析工具在这里特别有用，因为它能快速更改输入数据，并能快速分类众多可行和不可行的选项。

对压力的分析
预测分析工具的易用性和准确性最近促使了一家二叠纪的运营商向技术服务团队寻求有关压力分析确认的建议。在敏感的地层中作业，以最高流速操作是优化压裂复杂性的关键，客户希望确认当前的套管设计能承受20%的流速增加，同时还能使这个增大的流速保持在该井最大的额定压力范围。利用当前的井的参数和压裂前的输入数据，技术服务团队能够确认该井确实可以以最佳流速实施压裂，同时还能在整个作业过程中保持在最大压力限值之内。

压力对总井深的走势给出了实际作业处理的分级压裂分析，与压裂前的预测压力分析并行示意，压裂作业符合预测分析，而且作业是在没有任何流速或压力限制的情况下完成的。该运营商不仅能够提高促产率，以获得更有效的压裂，而且一个更高效的压裂时间表也带来了相关的好处。通过缩短作业平台20%的总时间，运营商能够有效促进生产，从而提前兑现。该运营商还通过有效缩短平台作业时间，以最佳的方式完成作业，降低了相关成本，例如运营日费和设备租赁费。

赢得的价值
长期的博弈就是效率和成本。如果一个运营商能够利用预测分析的方法来开发或分析一个套管柱，使他们能在保持最高压力限值的同时达到最大的泵流速，那么压裂效率就成为一个波动性较小的因素。由于一个更有效的套管设计，延迟和挫折的可能性就会即刻减少，运营商们就能更准确地制定运作时间表，探究完井过程中其他方面的成本节省。
同样重要的是要认识到，计划外的泵流速降低不仅会影响压裂效率，还可能影响井的产量。验证射孔速度是否保持在最大EUR的目标范围内对于井的成功至关重要。使用专注于套管优化的预测压力分析工具，运营商可以准确预测时间表、成本和效率，同时知道他们选择的设计几乎没有大的波动。