泥页岩裂缝发育特征及其对页岩气勘探和开发的影响_龙鹏宇
基于改进的岩石物理模型表征页岩天然裂缝特征
摘要: 为了给四川盆地下志留统龙马溪组页岩气勘探开发提供技术支撑，以长宁、涪陵2 个页岩气田的龙马溪组为研究对象，利用氦气法、X 射线衍射、真密度测试等方法，借助改进的岩石物理模型，定量表征了龙马溪组页岩中天然裂缝的发育特征，并探讨了天然裂缝的发育类型、成因机制以及对页岩气开发的影响。
研究结果表明：①运用改进的岩石物理模型可以精确刻画长宁页岩气田页岩孔隙系统，拟合度达0.74 ；②页岩中天然裂缝的发育具有区域控制因素的差异性，其中长宁页岩气田裂缝局部限制发育，钙质充填，裂缝孔隙平均值为0.15%，由基底逆冲断层、滑脱层和内部褶皱作用控制，而涪陵页岩气田裂缝则普遍较发育，硅质未充填或半充填，裂缝孔隙平均值为1.30%，主要受控于逆断层和滑脱作用；③地层条件下，天然裂缝的开启性存在着差异，长宁页岩气田基本处于封闭状态、渗流能力弱，而涪陵页岩气田则处于相对开启状态、渗流能力强；④天然裂缝影响页岩气的赋存方式，内部以游离气为主体，页岩气井的初始产气量相对较高。
结论认为：①引进回归系数计算现今实际的总有机质含量，使得改进的岩石物理模型能够更加精确地刻画基质孔隙和裂缝孔隙；②四川盆地页岩产层段中天然裂缝发育对页岩气富集与开采相对有利，但原始地层条件下会削弱天然裂缝的渗流能力。
关键词: 四川盆地；长宁页岩气田；涪陵页岩气田；下志留统龙马溪组；岩石物理模型；回归系数；天然裂缝；游离气含量0引言我国已经在四川盆地及周缘发现了长宁、威远、涪陵和昭通等以上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组为产层的页岩气田，实现了工业化跨越式发展[1-3]。
尽管该套海相页岩与美国的产气页岩具有类似的地质特征[4]，但页岩气勘探进程相对缓慢，除工程技术因素外主要受地层构造复杂、热演化成熟度高和地表地形勘探难度大等制约[5]。
四川盆地及周缘经历了多期构造运动，盆地内龙马溪组页岩普遍埋深大（大于2 000 m）、地层压力高（压力系数大于1.2），天然裂缝与页岩气的流动性能和赋存机理关系密切。
四川盆地龙马溪组页岩各向异性影响因素
四川盆地龙马溪组页岩各向异性影响因素周枫;刘卫华;奚相【摘要】四川盆地下志留统的龙马溪组黑色页岩是国内页岩气勘探开发的重点区域,但是有关龙马溪页岩各向异性性质的研究还较少.在实验室开展模拟页岩储层压力条件下的超声波速度测试,研究龙马溪组页岩在不同方向的纵、横波速度以及各向异性参数随压力的变化规律.用矿物分析、X射线扫描的方法,分析页岩各向异性的影响因素,指出黏土含量、层理和有机质是引起龙马溪页岩各向异性的主要原因.【期刊名称】《地质学刊》【年(卷),期】2016(040)004【总页数】6页(P583-588)【关键词】页岩;速度;各向异性;龙马溪组;四川盆地【作者】周枫;刘卫华;奚相【作者单位】中国石化石油物探技术研究院,江苏南京211103;中国石化石油物探技术研究院,江苏南京211103;中国石化石油物探技术研究院,江苏南京211103【正文语种】中文【中图分类】P618.12页岩的微观结构比较复杂，复杂的矿物组分、有机质、黏土颗粒的定向排列以及微裂缝等对页岩弹性性质都会产生影响。
一般将页岩看作是层状的线性弹性介质、线性的孔隙弹性介质或者是VTI介质进行研究。
大量的研究表明，页岩的各向异性可达70%(Johnston et al., 1995)，因而在页岩储层的地震资料处理以及振幅随偏移距变化(Amplitude Variation with Offset, AVO)技术、三维地震成像技术中必须要考虑到页岩各向异性所造成的影响。
国内外一些学者在不同条件下对页岩弹性性质进行了较为系统的实验研究。
Jakobsen等(2012)提出利用等效介质理论来模拟黏土-流体页岩模型的弹性响应特征,影响页岩弹性各向异性的主要因素是矿物颗粒的形状以及排列方式；Sayers(2005)对页岩的弹性各向异性进行了理论模拟，也假设矿物颗粒的形状和排列方式是引起弹性各向异性的主要原因；Johnston等(1995)研究了Willison 盆地白垩系页岩在不排水条件下超声波速度各向异性问题；Vernik等(1992,1996)测试了干燥的Bakken页岩的弹性各向异性；Jones等(1981)测定了白垩系页岩在饱水状态下的超声波速度各向异性；Zhu等(2011)指出有机质丰度会影响页岩的各向异性强弱，可能是由于有机质定向排列的原因；邓继新等(2004)分别测定了干燥和油饱和的非储层页岩在实验室超声波频段的速度和衰减。
考虑断裂韧性影响的页岩气储层可压性评价方法
考虑断裂韧性影响的页岩气储层可压性评价方法张辰庆; 许江; 彭守建; 闫发志; 吴斌; 岳雨晴【期刊名称】《《煤田地质与勘探》》【年(卷),期】2019(047)005【总页数】7页(P131-137)【关键词】页岩气储层; 可压性评价; 脆性指数; 断裂韧性; 裂缝发育指数; 龙马溪组; 四川焦石坝【作者】张辰庆; 许江; 彭守建; 闫发志; 吴斌; 岳雨晴【作者单位】重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044; 重庆大学复杂煤层气瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044【正文语种】中文【中图分类】TE321页岩气是一种清洁、高效的能源和化工原料，我国的页岩气可采储量达36万亿m3，这个数值大约为可采常规天然气的1.6倍[1]。
由于页岩气储层十分致密，属于低孔、低渗–超低渗储层，90%以上的页岩气井都必须经过压裂改造才能产生可观的经济效益[2-4]。
因此，页岩储层的可压性评价对于预测储层改造效果，合理选择压裂段及预测经济效益有着非常重要的意义。
目前，在页岩储层的可压性评价研究方面，R. Rickman等[5]采用综合考虑弹性模量、泊松比影响的页岩脆性指数表征页岩储层对压裂改造的响应程度，该方法是页岩可压性评价的普遍思路。
但在实际应用中却发现脆性指数高的地层，其压裂改造效果却出现较差的情况[6-7]，这表明虽然脆性指数对储层可压性的影响较大，但仅从脆性指数角度判断页岩气储层可压性并不全面。
袁俊亮等[8]在R. Rickman提出的脆性指数基础上，将断裂韧性对裂缝延伸的影响纳入考量，创新性提出了可压性指数的概念。
但其存在用脆性指数[9-10]、断裂韧性对可压性影响的量化表征和物理意义不充分且未经验证等问题。
因此，笔者基于前人的研究思路和认识，将断裂韧性对可压性的影响及物理意义进行完善，并与脆性指数相结合，进而定义裂缝发育指数，并通过测井资料与微震监测数据加以验证，以期为准确评价页岩储层可压性提供思路。
裂缝宽度对页岩气开发的影响研究
裂缝宽度对页岩气开发的影响研究科学技术的进步，使得页岩气的勘探开发成为了可能。
页岩气为不可再生能源，且其开采难度高、成本高，因此合理开发管理页岩气资源显得至关重要。
页岩气资源开发对裂缝宽度具有重要的影响，而裂缝宽度又是影响页岩气体积含量的关键因素。
因此，研究裂缝宽度对页岩气开发的影响非常重要。
首先，裂缝是页岩中最具有渗流特性的连接通道，它将岩体向外渗出的烃类物质输送到井口。
因此，在页岩气开发过程中，裂缝的影响是否被过度开发是非常重要的话题。
精准把握裂缝宽度对页岩气开发的影响是降低不受控现象，实现可持续开发后续重要环节。
其次，裂缝宽度是影响页岩气体积含量的关键因素，决定裂缝宽度也是决定页岩气含量的重要因素，是页岩气开发的重要依据。
研究表明，在我国的某些地区，裂缝宽度与岩性、岩石物理性质都有很大的关系，要准确掌握裂缝宽度的变化规律，把握裂缝宽度的变化规律及其对页岩气开发的影响，可以有利于提高石油天然气的勘探开发效率。
再次，理解裂缝宽度的变化对页岩气开发的影响，有助于正确把握勘探开发范围，正确识别裂缝宽度与页岩气开发之间的关系，有助于更准确预测页岩气资源量，以及合理安排开发计划。
最后，裂缝宽度的变化对页岩气发展具有重要影响，但还需要对页岩进行更加深入的研究。
对于裂缝宽度变化的影响，除了掌握变化规律，还要深入研究裂缝宽度变化的原因和机理，以确定裂缝宽度变化对页岩气发展的重要影响。
总而言之，裂缝宽度对页岩气开发具有重要影响，开发前必须要有清晰的认识和理解，从而帮助做出正确的决策，合理规划开发方案，保证页岩气的可持续开发和利用。
以上就是裂缝宽度对页岩气开发的影响研究所得出的结论。
随着科学技术的发展，人们已经能够通过深入研究，深入认识和理解裂缝宽度的变化，以便在开发页岩气资源时更好地实现可持续开发，推动页岩气资源的可持续发展。
在页岩气开发过程中，只要充分认识和把握裂缝宽度对页岩气发展的重要影响，就可以保证页岩气资源开发的持续性。
天然裂缝多特征组合对页岩储层渗流的影响
天然裂缝多特征组合对页岩储层渗流的影响刘建锋;何鑫;薛福军;代晶晶;杨建雄;黄浩勇;侯正猛【期刊名称】《采矿与岩层控制工程学报》【年(卷),期】2024(6)1【摘要】页岩气开发需要通过水力压裂技术形成缝网系统,为了研究天然裂缝特征对页岩储层渗流的影响,基于页岩储层中的质量守恒定律、朗格缪尔吸附方程及达西定律等,推导出了用于描述储层压裂区域内气体渗流行为的数学模型;基于该数学模型对引入的嵌入离散裂缝模型进行数值模拟,将模拟结果与已有文献结果,以及与现场实际生产数据进行对比,验证了模型的正确性;并在不同的天然裂缝渗透率、密集度、倾斜角组合情况下进行了页岩储层渗流数值模拟,研究了不同天然裂缝特征组合对页岩储层渗流的影响。
研究结果表明:该数学模型能较好地模拟出储层情况,改变天然裂缝渗透率、密集度、倾斜角等参数均对页岩储层渗流行为有明显影响,增加天然裂缝渗透率会加大倾斜角、密集度对储层渗流的影响,对产气量的影响约10%;增加密集度会加大渗透率对储层渗流的影响,减小倾斜角对储层渗流的影响,对产气量的影响约6.3%;增大倾斜角会同时减小密集度、渗透率对储层渗流的影响,此现象可能是由于天然裂缝与水力裂缝交叉位置数量降低所致。
该成果一方面可加深对不同天然裂缝特征组合与储层渗流潜在联系的科学认识;另一方面,所描述的天然裂缝特征的影响规律可对设计水力压裂施工方案、提高储层产量提供参考。
【总页数】10页(P127-136)【作者】刘建锋;何鑫;薛福军;代晶晶;杨建雄;黄浩勇;侯正猛【作者单位】四川大学水利水电学院;中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司页岩气研究院;四川大学中德能源研究中心【正文语种】中文【中图分类】TD32;TE37【相关文献】1.页岩气储层充填天然裂缝渗透率特征实验研究2.页岩储层天然裂缝发育特征概述3.页岩储层裂缝系统综合评价及其对页岩气渗流和聚集的影响4.四川长宁地区页岩储层天然裂缝发育特征及研究意义5.天然裂缝对页岩储层水力裂缝扩展影响数值模拟研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
泥页岩孔隙结构表征方法及影响因素研究
泥页岩孔隙结构表征方法及影响因素研究泥页岩孔隙结构表征方法及影响因素研究1前言页岩气是一种典型的非常规天然气，在20世纪70年代中期之前曾被归入非经济可采资源，随着天然气开发技术的进步以及对天然气的依赖逐渐变为经济可采资源。
页岩气因其资源潜力巨大和经济效益显著受到各国政府及能源公司的重视，在北美地区已经取得了良好的勘探开发效益。
作为目前页岩气产能最大的国家—美国，页岩气已成为继致密砂岩气和煤层气之后的又一重要的非常规天然气资源。
中国海相页岩十分发育，分布广、厚度大[1]。
中国巨厚的烃源岩，良好的生烃条件，寻找页岩气藏具有较好的可行性，其中最有勘探潜力为四川盆地下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组[2]。
泥页岩中的基质孔隙网络是由纳米到微米级别的孔隙组成。
在页岩气体系内这些伴生有天然裂缝的孔隙，构成了在开发过程中让气体从泥页岩流动到诱导裂缝中的渗流网络[3]。
国外已广泛利用纳米CT、FIB-SEM、气体吸附法、高压压汞法和核磁共振等先进研究手段来对页岩孔隙结构进行大量的微观观测与分析，已经证实了这些泥岩中的不同孔隙的存在。
在国内也有一些学者对泥页岩储集层特征、类型及其形成条件进行研究，并提出页岩气储集层的评价参数。
邹才能等通过纳米CT技术在泥页岩中首次发现了纳米级孔隙，掀开了油气储集层纳米级孔隙研究的序幕[4]。
但是目前对于泥页岩中的孔隙体系尚没有统一的分类方案，这将不利于人们对泥页岩中复杂多变的孔隙特征的识别，而且常规测试手段分析泥页岩孔隙结构还存在多种局限。
介于泥页岩作为页岩气这种重要非常规气藏的储层，其孔隙类型、孔隙结构及其连通性都是评价页岩气储层的关键因素，我们有必要对泥页岩孔隙类型以及其结构特征进行系统的研究。
本文主要是通过归纳总结近年来国内外学者在泥页岩孔隙研究中对其孔隙的描述以及表征的方法基础上，找到适合国内泥页岩孔隙的分类体系以及能够准确客观表征泥页岩孔隙结构的方法，为页岩气的勘探开发提供支持。
页岩气压裂的地质因素和技术发展
页岩气压裂的地质因素和技术发展【摘要】页岩气是指泥岩或页岩在各种地质条件下生成的没有完全排出的天然气，页岩气主要缺失二次运移，其主要游离和吸附在页岩层上，页岩气开采中主要采用压裂开采，其中页岩气压裂相关的储层地质因素为：岩性及矿物组分、孔隙度和渗透率和裂缝，笔者也论述了页岩气压裂技术的发展。
【关键词】页岩气裂压地质因素发展1 概述页岩气正获得全球范围的认同，其资源勘探和开采已引起越来越多国家和企业的关注。
页岩气是指泥岩或页岩在各种地质条件下生成的没有完全排出的天然气，页岩气主要缺失二次运移，其主要游离和吸附在页岩层上，页岩气是一种非常规的天然气，与致密气和煤层气同属于非常规的天然气。
页岩气主要形成在沉积盆地内厚度较大、分布广泛的页岩或者泥岩之中，页岩气的富集分为吸附和游离态。
页岩气的富集状态就决定页岩气的开采与常规的天然气相比有很多的不同，页岩气的开采具有开采寿命和开采的周期较长的特点，页岩气只有通过压裂技术才能够达到一定的经济产量，通过大量的水平井的钻探才能够使页岩气井能够有长期并且稳定的产量。
在中国，中石油、中石化等国家石油企业都把页岩气作为新型能源，都大大加强对页岩气的勘探与开发。
页岩气在储量上教丰富，期页岩气的资源量远远多于常规开发的天然气。
通过大量地质工作，中国的页岩气的可采资源量大约26万亿立方米，页岩气的产生需要一定的热量使有机质成熟，因此中国的页岩气主要是分布在吐哈、准噶尔、江汉、鄂尔多斯和四川等含油气盆地中。
2 页岩气压裂相关的储层特征2.1 岩性及矿物组分复杂通过得比美国页岩气开采的经验，页岩的开采必须寻找到容易压裂的岩层，这些页岩的黏土含量要小于50%才能够成功被压裂，在美国页岩气的开采中，Barnett盆地页岩的黏土含量小于50%，这使得Barnett盆地页岩的压裂很容易。
通过实验室X射线衍射分析Barnett盆地页岩，其主要的矿物成分为石英、碳酸盐和黏土，页岩中次要的矿物主要为长石、绿泥石和有机干酪根。
泥页岩裂缝发育特征及其对含气性的影响
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泥页岩 中的裂缝 多 以微裂 缝形 式存 在 ，裂缝 是
生可能与断层和褶皱 等构造运动相关 ，也可能与有
机质 生烃 时形成的轻微超压 而使页岩储层破裂有
关 ，也有 学者 认为 与差异水 平压力 有关 。 裂缝 分类 方 法种 类 繁多 ，各有 不 同 。主要从 裂
岩 石 中没有 明显位移 的断裂 ，它既是 油气储集 空
第１ ３ 卷
第４ 期
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２ ０ １ ３ 年１ ２ 月
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泥 页岩 裂 缝 发 育 特 征及 其 对 含 气 性 的影 响
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后 ，裂缝 内游离气体迅速流 出（ 相对于吸附气 的解
机 理均 不相 同 。 １ ． １ 泥 页岩构 造裂缝 及形成 机理
和纳米级孑 Ｌ 隙及裂缝 系统时 ，有助于 泥页岩层 中 游离 态天然气体积的增加和吸 附态天然气的解吸与
总含 气量 的增 加 ，泥 页岩 完 全 可 以成 为有 效 的油
气储层或储集体。泥页岩天然裂缝 系统发育程度不
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0 引言
相对于常规油气藏 , 页岩气的成因类型 、富集机 理及生产机制等都具有一定的特殊性 , 页岩气产量 高低直接与泥页岩内部天然微裂缝发育程度有关 , 这说明微裂缝的存在某种程度上提高了水力压裂效 应的有效性 , 从而极大改善了泥页岩的渗流能力 , 为 页岩气从基岩孔隙进入井孔提 供了必要的运 移通 道[ 1-4] 。 同时 , 泥页岩中的小孔洞 、微裂缝和纳米级 微孔隙也是页岩气的重要聚集空间 , 除了以吸附状 态赋存于岩石颗粒和有机质表面外 , 还有大部分页 岩气以游离状态赋 存于微小的孔 隙之中[ 1 , 5-6] 。 目 前 , 国外学者在泥页岩裂缝识别方法及表征 、成因类 型及分布规律 、基本参数及其物性参数研究 、储集性 能评价等方面取得了重要成果 。但国内学者[ 7] 对泥
第 22 卷 第 3 期 2011 年 6 月
非常规天然气
天 然 气 地 球科 学
N A T U RA L G A S G EOS CIEN CE
Vo l .22 No .3 Jun . 2011
泥页岩裂缝发育特征 及其对页岩气勘探和开发的影响
龙鹏宇 , 张金川 , 唐 玄 , 聂海宽 , 刘珠江 , 韩双彪 , 朱亮亮
页岩裂缝的研究主要集中在裂缝性油气藏方面 , 而 在富有机质泥页岩裂缝性储层研究方面甚少 , 特别 是对泥页岩中微小孔隙(含纳米级微孔隙)储集性能 参数与孔渗性特征方面的研究较少 。
本文对国内外相关资料进行系统调研和详细分 析总结 , 从非常规的角度 , 在对野外露头和钻井岩心 观察分析 、裂缝成因类型以及分布规律认识基础上 , 进一步探讨了 裂缝发育特征对页岩气 勘探开发的 影响 。
(中国地质大学教育部海相储层演化与油气富集机理重点实验室 , 北京 100083)
摘 要 :裂缝既可为页岩气提供聚集空间 , 也可为页岩气的生产提供运移通道 。 泥页岩作为一种低 孔低渗储层 , 页岩气生产机制非常复杂 , 涉及吸附气含量与游离气含量 、天然微裂缝与压裂诱导缝 系统之间的相互关系 。对泥页岩裂缝的成因类型 、识别特征 、基本参数(宽度/ 张开度 、长度 、间距 、 密度 、产状 、充填情况 、溶蚀改造情况等)、孔渗性 、地质控制因素及其对页岩气聚集和产出的影响进 行了研究 。 泥页岩中主要存在 5 种裂缝 , 即构造缝(张性缝和剪性缝)、层间页理缝 、层面滑移缝 、成 岩收缩微裂缝和有机质演化异常压力缝 ;控制裂缝形成的地质因素复杂 , 主要有区域构造应力 、构 造部位 、沉积成岩作用 、岩性 、岩相 、物性及地层压力等 ;裂缝识别特征及成因机制各不相同 , 其对页 岩气的吸附和解析以及渗流性响应所起的作用也不相同 。 页岩气有利勘探目标区应首选那些拥有 较高渗透能力或具备可改造条件的泥页岩裂缝发育带 。 关键词 :泥页岩 ;裂缝 ;发育特征 ;地质因素 ;孔渗性 ;页岩气 ;勘探开发 中图分类号 :T E132 .2 文献标识码 :A 文章编号 :1672-1926(2011)03-0525-08 引用格式 :龙鹏宇 , 张金川 , 唐玄 , 等 .泥页岩裂缝发育特征及其对页岩气勘探和开发的影响[ J] .天 然气地球科学 , 2011 , 22(3):525-532 .
裂缝类型
主控地质理缝
作用
构造作用 、沉积 成岩 层面滑移缝
作用
成岩收缩 微裂缝
成岩作用
有机质演化 有 机质 演 化局 部 异
异常压力缝 常压力作用
发育特点
产状 变化 大 , 破 裂面 不平 整 , 多 数被完全充填或部分充填
多数被完全充填 , 一端 与高角度 张性缝连通 平整 、光滑 或具 有划 痕 、阶 步的 面 , 且在地下不易闭合 连通 性较 好 , 开 度变 化较 大 , 部 分被充填 缝面 不规 则 , 不 成组 系 , 多 充填 有机质
Vo l .22
称为裂缝网络[ 8] 。 作为一种特殊的孔隙类型 , 裂缝 的分布及其孔渗性 特征具有其独 有的复杂性 。 因 此 , 系统地研究裂缝类型 、性质 、特征 、分布规律 , 对 于页岩气的勘探和开发具有十分重要的意义 。 1 .1 裂缝的成因类型及分布规律
通过对野外地表露头和岩心的宏观描述及其薄
(3)沉积成岩作用对非构造缝形成起控制作用 。 岩层在固结时由于失水而引起收缩 , 可能是大多数 裂缝形成的初始原因 。泥页岩中层间页理缝非常发 育 , 这主要是沉积过程中水动力条件发生变化 , 加上 沉积后固结时失水收缩而形成的 。 由于压实作用增 加导致颗粒压裂形成的破裂缝和压溶作用形成的缝
1 裂缝主要特征
裂缝是指岩石受力发生破裂作用而形成的不连 续面 。 同一时期 、相同应力作用产生的方向大体一 致的多条裂缝称为 1 个裂缝组 , 2 个或 2 个以上的 裂缝组则称为 1 个裂缝系 , 多套裂缝系连通在一起
收稿日期 :2010-12-25 ;修回日期 :2011-02-27. 基金项目 :国家自然科学基金项目“ 页岩气聚集机理与成藏条件”(编号 :40672087);国家专项“ 全国油气资源战略选区调查与评价”(编 号 :
(a)贵州省江口县 ∈ 1n 页岩张性构造缝 ;(b)四川省长宁县 S1 l 页岩 剪性构造缝 ;(c)重庆市彭 水县 S1 l 页岩层间 页理缝 ;(d)重庆 市彭水县 S1 l 页岩层面滑移缝 ;(e)重庆市彭水县 S1 l 页岩成岩收缩微裂缝 ;(f)重庆市酉阳县 S 1l 页岩有机质演化异常压力缝
(2)构造作用是裂缝形成的关键因素 。构造应 力高的地区 , 如背斜轴部 、向斜轴部和地层倾没端 , 地层应力大且集中 , 裂缝相对较为发育 。
No .3 龙鹏宇等 :泥页岩裂缝发育特征及其对页岩气勘探和开发的影响 52 7
图 1 野外地表露头或岩心各种成因类型裂缝照片
片 、扫描电镜的微观分析认为 , 泥页岩中主要存在构 造缝(张性缝和剪性缝)、层间页理缝 、层面滑移缝 、 成岩收缩微裂缝和有机质演化异 常压力缝 5 种裂 缝 , 这 5 种裂缝的地质成因 、识别特征和分布规律都 不尽相同 。 1 .1 .1 构造缝
构造缝是指由于局部构造作用所形成或与局部
构造作用相伴而生的裂缝 , 主要是与断层和褶曲有 关的裂缝 , 其方向 、分布和形成均与局部构造的形成 和发展有关 。构造缝是泥页岩中最常见也是最主要 的裂缝类型 。根据力学性质的差别 , 又分为张性缝 、 剪性缝 2 种[ 8] 。 野外地表露头和岩心上观察到的宏 观张性裂缝一般倾角 、宽度和长度变化较大 , 破裂面 不平整(图 1a), 多数已被完全充填或部分充填 。 薄 片中和扫描电镜下也见到微观张裂缝 , 裂缝与层面 交角不等 , 最常见的为近垂直于层面的张裂缝 , 常切 穿顺层缝 , 起到连通顺层裂缝的作用 ;剪性缝较张裂 缝少 , 其产状变化也较大 , 有近垂直层面的菱形共轭 剪节理 , 也有高角度的剪切裂缝(图 1b), 较平直 , 破 裂面光滑 , 局部有充填物 。 薄片中和扫描电镜下的 剪裂缝很少见 , 多与层面低角度斜交 , 平直 , 一般未 被充填 。 构造裂缝主要发育在褶皱构造转折端和断 裂附近 。 1 .1 .2 层间页理缝
有机质演化异常压力缝指有机质在演化过程中
产生局部异常压力使岩石破裂而形成的裂缝 , 有机 质演化异常压力缝在有机碳含量较高的炭质泥页岩
中普遍发育 。这种裂缝一般缝面不规则 , 不成组系 , 多充填有机质(图 1f), 地下泥质岩超压微裂缝带在 垂向上一般集中分布在一定的深度区间 , 在横向上 呈区域性分布[ 11] 。 1 .2 控制裂缝发育的地质因素
层面滑移缝是指平行于层面且具有明显滑移痕
迹的裂缝(图 1d), 和层间页理缝相似 , 也是泥页岩 中基本的裂缝类型之一 。 泥页岩层面发生的这种相
对滑动主要与岩层在埋藏过程中平行于层面方向伸
展率或收缩率的差异有关 。 层面结构是泥页岩最基 本的岩石结构 , 层面也是最薄弱的力学结构面 , 无论 在拉张盆地还是在挤压盆地中 , 层面滑移缝都是泥 页岩中最基本的裂缝类型 。 层面滑移缝一般存在大 量平整 、光滑或具有划痕 、阶步的面 , 且在地下不易 闭合[ 10] 。 1 .1 .4 成岩收缩微裂缝
层间页理缝主要为具剥离线理的平行层理纹层
面间的孔缝 , 为沉积作用所形成 。一般为强水动力 条件的产物 , 由一系列薄层页岩组成 , 页岩间页理为 力学性质薄弱的界面 , 极易剥离 , 这种界面即为层间 页理缝 , 层间 页理缝 是泥 页岩 中最基 本的 裂缝 类 型[ 8-9] 。 页岩的页理面上多含砂质(图 1c), 这 种裂 缝在岩心和薄片及扫描电镜下都可见到 。层间页理 缝张开度一般较小 , 多数被完全充填(图 2i), 与高角 度张性缝连通[ 8] 。层间页理缝在页理发育的泥页岩 中极为常见 。 1 .1 .3 层面滑移缝
成岩收缩微裂缝指成岩过程中由于岩石收缩体
积减小而形成的与层面近于平行的裂缝(图 1e), 形 成这些裂缝的主要原因是干缩作用 、脱水作用 、矿物 相变作用或热力收缩作用 , 与构造作用无关[ 8] 。 成 岩收缩裂缝包括脱水收缩缝和矿物相变缝 。成岩收 缩缝在泥岩层和水平层理泥灰岩的泥质夹层的扫描 电镜下常见 , 连通性较好 , 开度变化较大 , 部分被充 填 。一般在沉积时硅质含量较高的页岩 , 在成岩过 程中由于化学变化而发生收缩作用 , 从而形成广泛 分布的成岩收缩微裂缝[ 11] 。 1 .1 .5 有机质演化异常压力缝
储集性和渗透性
主要的储集空间和渗流通道
部分储集空间, 具有较高的 渗 透率 良好的储集空间 , 具有较高 的 渗透率 部分储集空间和渗流通道 主要的储 集空 间和 部 分渗 流 通道
压裂响应
小型微缝压裂可恢复活 力 , 但大 型的开启 缝压 裂时 将发 生 局部 穿层产生不利影响
一般压裂可恢复活力 , 响 应效果 较好 一般压裂可恢复活力 , 响 应效果 较好 闭合微缝 和小 型封 闭微 裂 缝压 裂可恢复活力 , 响应效果明显 小部分压裂可恢复活力 , 但响应 效果不明显