2017, Vol. 39
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2. 中国石油勘探与生产分公司, 北京 东城 100007;
3. 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院, 四川 成都 610051;
4. 中国石油勘探开发研究院廊坊分院, 河北 廊坊 065007
2. Exploration and Development Branch Company, CNPC, Dongcheng, Beijing 100007, China;
3. Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Southwest Oil & Gas Field Company, PetroChina, Chengdu, Sichuan 610051, China;
4. Langfang Branch of Petroleum Exploration and Development Research Institute, PetroChina, Langfang, Hebei 065007, China
明确可动储量界限是确定可动储量和难动储量的基础，对于矿场制定合理的开发方案、降低投资风险具有重要意义[1-8]。川西地区平落坝须二段气藏属低孔、低渗、高含水饱和度的致密砂岩裂缝孔隙型储层，地层中微裂缝存在严重非均质性。该气藏储量动用不平衡，主体区裂缝发育，储量动用较好，边部区裂缝欠发育，动用程度差。低渗区后续补充井产能低，开发风险较大。迫切需要确定气藏不同裂缝储层的可动储量综合界限，为确定可动储量和难动储量提供指导。
对于均质砂岩气藏一般采用相渗曲线结合毛管压力曲线方法研究储层下限[9-17]。裂缝-孔隙型气藏裂缝发育程度和基质物性都影响储量的可动性，因此，其可动储量综合界限的确定更为复杂。本文建立了裂缝-孔隙型气藏可动储量综合界限研究方法：首先采用等效介质方法，计算不同裂缝类型、裂缝密度和不同基质物性条件下储层的等效渗透率；其次，等效渗透率赋给气藏单井模型，模拟计算不同裂缝和基质条件下气井累计产气量；再次，根据极限经济条件，确定气井极限累计产气量；最后，根据极限累计产气量确定不同裂缝储层可动储量综合界限。
1 平落坝须二段储层裂缝分布特征平落坝须二段气藏为构造及断层圈闭的短轴状背斜，走向近北东向。构造两翼基本对称，各自被两条大的逆断层切割，使构造轴部及两翼不完整。裂缝最发育区（自然高产能区）主要分布在构造轴部及东南鼻突部位；裂缝次发育区（中低产能区）主要分布在构造北西部平落7~11井区；裂缝不发育区（平落5、14、16等井区）分布在构造的西翼及东翼的平落5井区，为相对低渗透区，裂缝发育较差，一般为微气或产量很低。
平落坝须二段储层裂缝按成因可分为构造缝、层间缝、压溶缝，偶见溶蚀缝。其中，构造缝是须二气藏的主要裂缝类型，可分为低斜构造缝、高斜缝和立缝。低斜构造缝（低角度裂缝）多分布于沉积旋回的顶、底部位。高斜构造缝（高角度裂缝）延伸长，一般60~150 mm，最长可达2.42 m（平落3井），多分布于砂岩层中部。立缝（垂直裂缝）多分布于须二段的上部和下部。
平落坝须二段储层裂缝以裂缝倾角0~30°和30° ~70°的低角度斜缝为主，平均占39.74%和39.52%，70° ~90°的高角度立缝也占一定比例，为20.74%（见表 1）。
| 表1 平落坝须二段裂缝发育程度及倾角类型 Table 1 Fracture development degree and angle type in Pingluoba Xu 2 gas reservoir |
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储层中长石石英砂岩裂缝密度最高（3.77条/m）；其次为岩屑长石砂岩（2.64条/m）；岩屑砂岩和砾状砂岩较差，分别为1.70条/m和0.70条/m；页岩中也存在裂缝，仅为1.40条/m。未充填缝和半充填的有效缝占93.6%，全充填的无效缝仅占6.4%。
2 裂缝-孔隙型储层等效渗透率应用裂缝性气藏等效介质模拟方法，对不同裂缝储层等效渗透率进行模拟计算。考虑基质渗透率为0.000 1~0.500 0 mD，裂缝倾角分别为30°、60°和90°，裂缝密度0~5.00条/m。单元格基本参数见表 2。
| 表2 裂缝网络单元格等效渗透率计算相关参数 Table 2 Fracture network cell parameters to calculate the equivalent permeability |
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图 1是含5条低角度裂缝的网格划分图。将单元格的左侧和右侧赋予一定的压差，上、下两端面都设置为对称界面。
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| 图1 含5条30°裂缝的单元格网格划分图 Fig. 1 Cell mesh figure with five 30-degree cracks |
模拟计算出单元格内的渗流场（如图 2a所示），利用边界积分计算，可以求得右侧端面的流体流通量，利用达西定律，可以计算单元格水平方向的等效渗透率Kx。
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| 图2 含5条30°裂缝的流场图 Fig. 2 The flow field pattern with five 30° cracks |
将单元格的上端和下端面赋予一定的压差，左、右两侧端面都设置为对称界面。模拟计算出单元格内的渗流场（如图 2b所示）。利用边界积分计算，可以求得下端面的流体流通量，利用达西定律，可以计算单元格垂直方向的等效渗透率Kz。同理，计算出等效渗透率Ky。
基质渗透率0.000 1~0.100 0 mD，裂缝倾角30°，裂缝密度为5.00条/m的裂缝-孔隙型储层各方向等效渗透率计算结果见表 3所示。
| 表3 裂缝网络单元格等效渗透率计算相关参数 Table 3 Fracture network cell parameters to calculate the equivalent permeability |
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根据平落坝须二段气藏储层基本参数建立单井模型，考虑压裂10段的压裂水平井开发[18]，对不同基质物性和裂缝类型的储层，将获得的等效渗透率赋给模型，进行气藏开发数值模拟获得不同储层单井累计产气量。气藏模拟相关参数如表 4所示。根据岩芯实测数据和常规测井解释数据，对不同基质渗透率储层赋予相应的基质孔隙度和含水饱和度。
| 表4 压裂水平井开发模型参数 Table 4 Model parameters with fractured horizontal well development |
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图 3是裂缝密度为3.00条/m时不同裂缝角度和基质渗透率下的单井累计产气量计算结果。可以看出，裂缝角度对于单井累计产气量影响很小，这主要是由于气藏不含边底水，裂缝角度对于气相整体渗流能力影响很小。基质渗透率对于单井累计产气量影响显著，当基质渗透率超过0.001 0 mD后，单井累计产气量随基质渗透率的增大而快速上升。
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| 图3 不同裂缝角度下累计产气量（裂缝密度3条/m） Fig. 3 Cumulative gas production with different angle crack (Fracture density is 3 cracks per meter) |
图 4是不同基质渗透率和不同密度的低角度裂缝条件下的单井累计产气量计算结果。对于不同基质物性的裂缝-孔隙型储层，裂缝密度对可动储量产生的影响程度不同。对于基质渗透率为0.001 0~0.050 0 mD的裂缝-孔隙型气藏，储量动用性变化幅度较大。此类气藏储量可动性有了较大程度的改善，裂缝密度的改变可以显著地影响此类气藏的开发效果。当裂缝密度较高时，储层中的部分储量由无法动用状态转换到可动用状态，因此，裂缝密度对此类裂缝性气藏的累计产气量、采收率产生了较大程度的影响。
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| 图4 气藏的累计产气量与低角度裂缝密度关系曲线 Fig. 4 Cumulative gas production and fracture density curve in fracture gas reservoir |
对于基质渗透率高于0.050 0 mD的气藏，单井累计产气量较高，储量动用性较好。由于此类气藏的储层基质物性较好、孔喉半径较大，供气能力较强，已经可以使大多数储量达到可动用状态，因此裂缝密度的改变也不会显著地影响此类气藏的储层特征，裂缝密度不会对此类裂缝性气藏的累计产气量、采收率产生较大程度的影响。
4 可动储量综合界限依据矿场生产实际，平落坝须二段裂缝性气藏一口压裂水平井的总投资为7 300×104 ￥，考虑税收、盈利等实际市场因素（天然气价格为1 600 ￥/（1.0 × 103 m3）），单井的经济极限累计产气量为0.88×108 m3。
将平落坝须二段裂缝性气藏单井的经济极限累计产气量0.88×108 m3，结合单井累计产气量与基质覆压渗透率的关系曲线，计算出不同类型裂缝性气藏的储量可动用渗透率下限值（图 5）。裂缝密度为0~5.00条/m的裂缝性气藏的储量可动用渗透率下限值分别为0.008 0、0.006 0、0.004 5、0.003 5、0.003 2、0.003 0 mD。
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| 图5 不同类型裂缝性气藏的储量可动用渗透率下限值 Fig. 5 Permeability limit in different types of fractured gas reservoir |
将储量可动用的渗透率下限值结合平落坝须二段气藏岩芯实测的孔渗关系曲线，计算出对应的孔隙度下限值（图 6）。
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| 图6 不同类型裂缝性气藏的储量可动用孔隙度下限值 Fig. 6 Lower limit in different types of fractured gas reservoir |
再根据矿场确定的储层含水饱和度与孔隙度关系计算出对应的含水饱和度上限值。从而得到不同裂缝发育程度储层的可动储量综合界限，见表 5。
| 表5 平落坝须二段气藏可动储量综合界限 Table 5 Comprehensive limits of the movable reserves in Pingluoba Xu 2 gas reservoir |
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裂缝越发育，基质物性的综合界限越低。对于裂缝不发育储层综合界限为：覆压渗透率下限0.008 0 mD，含水饱和度上限42%，孔隙度下限6.4%。
5 结论（1）综合应用裂缝性气藏等效介质模拟方法和单井经济极限评价方法确定了平落坝须二段裂缝孔隙型气藏不同裂缝储层可动储量综合界限，为确定气藏可动储量和难动储量奠定基础。
（2）基质物性对单井累计产气量影响最为显著；基质渗透率越小，裂缝密度对单井累计产气量的影响越大；裂缝角度对累计产气量影响很小。
（3）天然裂缝越发育，可动储量的基质物性综合界限越低；对于裂缝不发育储层，可动储量的综合界限为：覆压渗透率下限0.008 mD，含水饱和度上限42%，孔隙度下限6.4%。
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