.1574 工程科学学报，第42卷，第12期 production and shale gas recovery equations under the horizontal fracturing condition were established.For the target fracturing zones. the shale gas productions under different fracturing parameters were compared and analyzed,which shows that the horizontal length and producing degree are the main parameters that determine the production capacity.In a certain fracturing condition,the increase in fracture length can effectively communicate natural cracks,thereby increasing production capacity.Taking a net present value greater than 0 and a yield rate ranging from 8%to 12%as the economic evaluation indices,three types of fracturing parameters are optimized for the marine-continental transitional shales. KEY WORDS shale gas;transitional facies;numerical simulation:gas productivity:fracturing parameter optimization;economic evaluation;schematic design 页岩气是储存在致密页岩中且具备自生自储 态存在，而页岩储层中的气体则主要以吸附态存 能力、可以大面积成藏的一种非常规天然气，主要 在，吸附量越多，稳产时间越长，页岩气的产能越大 以吸附或游离状态赋存于泥页岩层系中-刘页岩 对海陆过渡相页岩产能影响因素进行针对性的系 储层低孔、低渗的物理特性使其在自然条件下开 统研究，是研究过渡相页岩开发理论的基础，也是 采效果不佳，常规气藏的渗流理论不能直接指导 目前亟待解决的认识难题 页岩气藏开发，需要一定大规模的增产改造措施 南华北盆地中牟区块页岩气是海陆过渡相页 才能达到经济开采的效果)目前，水平钻井与分 岩气的典型代表，地质研究证实南华北盆地石炭- 段压裂相结合的技术被广泛应用于页岩气的开 二叠纪发育一套海陆交互相的沉积地层，暗色泥 采，利用水平井可以增加井筒与油藏的接触面 页岩分布广泛，沉积厚度大.认为其页岩气资源条 积，尽可能地沟通储层与井之间的气体渗流通道， 件较好，具有一定的开发前景8牟页1井是河 从而提高页岩气的产量和最终采收率阿 南省首口页岩气井，本文以南华北盆地中牟区块 与国外页岩储层相比，中国的地质构造条件 过渡相页岩为研究对象，基于牟页1井所提供的 更为复杂，经历了多旋回构造演化，发育了海相、 地质资料建立模型，通过数值模拟手段研究了不 陆相以及海陆过渡相3类页岩层系6刀.目前，中 同储层参数对页岩气产能的影响规律，确定影响 国海相页岩气的勘探与开发取得了突破性进展： 页岩气藏开采的主控因素，修正了水平井开采页 在陆相页岩气的勘探和开发方面学者们也投入了 岩气的产能方程.同时，模拟了不同储层条件及开 大量研究精力；而针对海陆过渡相页岩的研究工 采制度下的页岩气开采情况，并结合经济评价界 作进度比较缓慢⑧-)，对过渡相页岩气的开发尚未 限指标，优选了最佳储层条件，优化了开采制度 取得突破性进展.在页岩气聚集成藏的过程中，会 为我国海陆过渡相页岩气的高效开发提供一定的 受到埋藏深度的影响同时，页岩的厚度关系着 理论支撑和科学依据 页岩的存储，一般认为页岩厚度较大时，地层的封 1模型建立 盖能力更强，更有利于页岩气成藏，保证充足的储 渗空间和有机质)，进而保证页岩的压裂改造效 为了数值模拟与气藏工程优化设计需要，对 果6，而且埋深和厚度也影响着开发井网的部署) 研究区块目标产层进行了数模模型粗化和提取 除了孔隙度、渗透率这类制约常规天然气储层开 在数模模型粗化过程中，重点参考了国内外页岩 采的因素以外，页岩气的开发还会受到吸附气含 气藏的水平井单控面积（表1），选取了以牟页1井 量的影响.常规天然气储层中气体主要以游离状 (MY-1)为中心的东西1600m、南北700m作为数 表1国内外典型页岩气藏的并网井距范围啊 Table 1 Well spacing ranges of typical shale gas reservoirs at home and abroad Block Horizontal length/m Well control area/km Average well control area/km' Average well spacing/m Barnett 1219 0.24-0.65 0.45 280 Haynesville 1402 0.16-2.27 0.5 260 Marcellus 1128 0.16-0.65 0.42 260 Eagle Ford 1494 0.32-2.59 0.6 300 South Sichuan 1448 0.36-1.10 0.65 400-500production and shale gas recovery equations under the horizontal fracturing condition were established. For the target fracturing zones, the shale gas productions under different fracturing parameters were compared and analyzed, which shows that the horizontal length and producing  degree  are  the  main  parameters  that  determine  the  production  capacity.  In  a  certain  fracturing  condition,  the  increase  in fracture length can effectively communicate natural cracks, thereby increasing production capacity. Taking a net present value greater than 0 and a yield rate ranging from 8% to 12% as the economic evaluation indices, three types of fracturing parameters are optimized for the marine-continental transitional shales. KEY  WORDS    shale  gas； transitional  facies； numerical  simulation； gas  productivity； fracturing  parameter  optimization； economic evaluation；schematic design 页岩气是储存在致密页岩中且具备自生自储 能力、可以大面积成藏的一种非常规天然气，主要 以吸附或游离状态赋存于泥页岩层系中[1−2] . 页岩 储层低孔、低渗的物理特性使其在自然条件下开 采效果不佳，常规气藏的渗流理论不能直接指导 页岩气藏开发，需要一定大规模的增产改造措施 才能达到经济开采的效果[3] . 目前，水平钻井与分 段压裂相结合的技术被广泛应用于页岩气的开 采[4] ，利用水平井可以增加井筒与油藏的接触面 积，尽可能地沟通储层与井之间的气体渗流通道， 从而提高页岩气的产量和最终采收率[5] . 与国外页岩储层相比，中国的地质构造条件 更为复杂，经历了多旋回构造演化，发育了海相、 陆相以及海陆过渡相 3 类页岩层系[6−7] . 目前，中 国海相页岩气的勘探与开发取得了突破性进展； 在陆相页岩气的勘探和开发方面学者们也投入了 大量研究精力；而针对海陆过渡相页岩的研究工 作进度比较缓慢[8−13] ，对过渡相页岩气的开发尚未 取得突破性进展. 在页岩气聚集成藏的过程中，会 受到埋藏深度的影响[14] . 同时，页岩的厚度关系着 页岩的存储，一般认为页岩厚度较大时，地层的封 盖能力更强，更有利于页岩气成藏，保证充足的储 渗空间和有机质[15] ，进而保证页岩的压裂改造效 果[16] ，而且埋深和厚度也影响着开发井网的部署[17] . 除了孔隙度、渗透率这类制约常规天然气储层开 采的因素以外，页岩气的开发还会受到吸附气含 量的影响. 常规天然气储层中气体主要以游离状 态存在，而页岩储层中的气体则主要以吸附态存 在，吸附量越多，稳产时间越长，页岩气的产能越大[14] . 对海陆过渡相页岩产能影响因素进行针对性的系 统研究，是研究过渡相页岩开发理论的基础，也是 目前亟待解决的认识难题. 南华北盆地中牟区块页岩气是海陆过渡相页 岩气的典型代表，地质研究证实南华北盆地石炭－ 二叠纪发育一套海陆交互相的沉积地层，暗色泥 页岩分布广泛，沉积厚度大. 认为其页岩气资源条 件较好，具有一定的开发前景[18−19] . 牟页 1 井是河 南省首口页岩气井，本文以南华北盆地中牟区块 过渡相页岩为研究对象，基于牟页 1 井所提供的 地质资料建立模型，通过数值模拟手段研究了不 同储层参数对页岩气产能的影响规律，确定影响 页岩气藏开采的主控因素，修正了水平井开采页 岩气的产能方程. 同时，模拟了不同储层条件及开 采制度下的页岩气开采情况，并结合经济评价界 限指标，优选了最佳储层条件，优化了开采制度. 为我国海陆过渡相页岩气的高效开发提供一定的 理论支撑和科学依据. 1    模型建立 为了数值模拟与气藏工程优化设计需要，对 研究区块目标产层进行了数模模型粗化和提取. 在数模模型粗化过程中，重点参考了国内外页岩 气藏的水平井单控面积（表 1），选取了以牟页 1 井 （MY-1）为中心的东西 1600 m、南北 700 m 作为数 表 1 国内外典型页岩气藏的井网井距范围[8] Table 1 Well spacing ranges of typical shale gas reservoirs at home and abroad[8] Block Horizontal length/m Well control area/km2 Average well control area/km2 Average well spacing/m Barnett 1219 0.24–0.65 0.45 280 Haynesville 1402 0.16–2.27 0.5 260 Marcellus 1128 0.16–0.65 0.42 260 Eagle Ford 1494 0.32–2.59 0.6 300 South Sichuan 1448 0.36–1.10 0.65 400–500 · 1574 · 工程科学学报，第 42 卷，第 12 期