四川盆地页岩气开发指标与开发潜力分析

刘 竞 徐海棠 余 果 李 龙

（中国石油西南油气田公司勘探开发研究院）

1 概况

页岩气在全球除了北美地区，主要分布在中国、南美洲、非洲、欧洲等地区。根据我国“页岩气发展规划（2011～2015年）”公布的数据，中国页岩气可采资源量为25×1012m3，约占全世界资源量的22%，与美国页岩气可采资源量（24.4×1012m3）大致相当。

四川盆地海相富含有机质页岩包括陡山沱组、筇竹寺组、大乘寺组和五峰—龙马溪组4套地层，其中又以志留统龙马溪组和寒武统筇竹寺组2套海相富含有机质页岩最为典型，其分布面积广、厚度大，与北美产气页岩相当，页岩气勘探前景乐观。

2 开发指标分析

四川盆地页岩气的开发工作才刚刚起步，认识程度还比较低，尚无工业开发的页岩气藏，投入开发的井也仅有4口。目前的研究成果表明，盆地页岩气地层与美国主要页岩气区页岩地质参数接近 （尤其是长宁区块与Haynesville页岩气藏）（表1），因此本文采用类比美国页岩气指标，并结合盆地内已投产页岩气井的生产情况来确定开发指标。

2.1 井型

借鉴美国页岩气成熟的开发技术，采用水平井丛式井组。

2.2 初期单井产量

统计了美国6套页岩的单井平均初始产量，可以看出，美国页岩气井的单井平均初始产量在（7.00～54.00）×104m3/d。表2中6套页岩从左到右依次先后投产，各个页岩的单井平均初始产量也是逐渐增加的，到Eagle Ford页岩投产时，已经达到54.0×104m3/d，这主要是由于水平井技术和水力压裂技术的进步促使初始产量大幅提升。由此说明，随着技术进步，页岩气藏的单井平均初始产量是可以进一步提高的。

表1 长宁地区与北美Haynesville页岩评价指标对比

表2 美国6套页岩的单井平均初始产量统计表

目前盆地内已投产的四口井中，初期单井产量从（1～15）×104m3/d不等，其中水平井CN1井效果最好，初期日产（13～15）×104m3。 利用生产相对稳定的2012年5～7月的数据 （图1），预测该井的稳产能力（表3），以5.0×104m3/d产量生产，可以稳产20个月，可见，在适当的生产制度下，该井具有较强的稳产能力。

虽然CN1井试采日产量可达（13～15）×104m3，但该井位于井区内含气性好，压力系数高的位置，新设计水平气井在配产时应考虑到气藏的非均质性。

图1 CN1井采气曲线

表3 四川盆地已投产页岩气井初期产量统计表

表4 CN1井稳产能力预测

考虑目前盆地内投产页岩气井太少，动态资料缺乏，因此新投井配产不宜过高，加之应尽量使气藏保持一定规模的稳产时间，本文研究认为新投产井单井初始产量为5.0×104m3/d。

2.3 递减率

美国页岩气井的开采历程具有典型的衰竭式开采特点：单井投产后产量在1年以内急剧下降（下降65%～80%），随着生产时间延长，产量继续缓慢减少，单井生产寿命一般在25年以上。

统计美国6套页岩的单井产量递减率，可以看出美国主要页岩气藏的单井递减率在第一年内最大，从第二年开始每年的递减逐渐减小，到第十年以后递减率变化趋于稳定，气井以一个较低的产量平稳生产。具体到单个页岩气藏（表5），Haynesville页岩第一年的递减率最大，为82%，这与该页岩的初始产量较高有关。Barnett和Fayetteville页岩的初始产量较为接近，它们在第一年的产量递减率也较为接近。

分析盆地内生产时间相对较长的WY2井生产情况，其月递减率为3.4%，折算年递减率33.97%（图2）。

图2 WY2井产量递减曲线

表5 美国5套页岩的单井产量递减率统计

综合以上情况并考虑技术进步等因素，本文研究认为页岩气递减率确定为第一年40%，第二年33%，第三年20%，第四年10%，第5年8%，第六年7%，第七年6%，第八年5%，此后一直按5%递减（表6）。

2.4 产能建设工作量

从美国6套页岩近五年的完井井数看 （表7），页岩气藏产能建设可以以跨越式的方式发展，对于新开发的页岩气藏产能建设的工作量可以成倍地增加。例如新开发的Eagle Ford页岩气藏从2007～2011年，完钻井数每年成倍数上升，以此来维持气藏整体产量，并不断地上产，这表明页岩气藏跨越式的发展是完全可以实现的（图3）。Barnett页岩产量的快速增长是依靠不断增加生产井数来实现的，笔者认为，四川盆地页岩气开发可以借鉴此种方式进行产能建设工作量安排。

表6 四川盆地页岩气递减趋势表

表7 美国主要6套页岩的完钻井工作量统计

图3 Barnett页岩产量-井数开发历史图（据EIA，2012）

3 开发潜力评价

根据王世谦等2010年 《四川盆地页岩气资源潜力评价与勘探目标优选价》的研究成果，四川盆地筇竹寺组和龙马溪全区两层合计页岩气总资源量已远远超过了整个四川盆地所有常规气藏的天然气地质资源总量，说明盆地内页岩气资源潜力丰富。

根据埋藏深度、地层压力、有机质含量和吸附气量等，不同页岩气藏的采收率不同。统计美国5个主要页岩气藏的采收率，变化范围为12%～80%。如埋藏较浅、地层压力较低、有机质丰度较高、吸附气含量较高的Fayetteville页岩气藏的采收率可达80%；而埋藏较深、地层压力较高、吸附气所占比例相对较低的Barnett页岩气藏的采收率早期为7%～8%，随着水平井和压裂技术的进步，采收率提高到了13.5%，预计最终可达25%左右。和四川盆地页岩气地质条件较为接近的Haynesville页岩采收率达到了35%，本文建议采收率为20%～25%（表8）。

表8 美国页岩气藏采收率统计表

根据现有资料计算出美国典型页岩气藏的采气速度大概在0.2%～3.8%之间，本文建议四川盆地页岩气采气速度为1%～1.5%。

4 结论

（1）四川盆地页岩气藏的开发可以采用以下指标：采用水平井开采，单井投产第一个月产量5×104m3/d，第一年累产1650×104m3，五年累产4300×104m3，十年累产6200×104m3，最终累计产气9000×104m3左右。单井递减率：第1年40%，第2年33%，第3～5年6%～8%，8年以后降为5%，最后以5%平稳生产，生产周期30～40年。

图4 四川盆地页岩气单井产量曲线

（2）四川盆地页岩气开发潜力较大，随着技术的不断进步，可以形成规模开发。

1 王世谦，陈更生，王兰生，等.四川盆地页岩气资源潜力评价与勘探目标优选[R].成都：中国石油西南油气田公司勘探开发研究院，2010.

2 吴建发，邹春艳，何轶果，等.宁201井区龙马溪组页岩气开发概念设计[R].成都：中国石油西南油气田公司勘探开发研究院，2012.

3 张大伟.《页岩气发展规划（2011～2015年）》解读[J]，天然气工业，2012，32（4）:6-8.

4 Kent A.Bowker，Barnett Shale gas production,Fort Worth Basin:Issues and discussion[J]，AAPG Bulletin，2007，91（4）.

5 John Shelton，Mike Burnaman，Wenwu Xia.The Significance of Shale Gas Development[J]，中国石油勘探，2009,3.