富有机质页岩天然裂缝研究进展

Research Progress of Natural Fractures in Organic Rich Shale

摘要

天然裂缝是富有机质页岩油气储层的重要储集空间和主要渗流通道，影响页岩油气的富集、保存、单井产能及开发效果，天然裂缝发育规律研究对富有机质页岩油气勘探开发具有重要意义.本文在调研近年来海相和陆相富有机质页岩裂缝研究成果的基础上，综述了富有机质页岩天然裂缝的成因类型、发育特征、主控因素以及评价与预测方法等方面取得的最新进展，讨论了富有机质页岩天然裂缝今后重点研究方向.富有机质页岩天然裂缝分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压裂缝3大类6小类，其中层内张开裂缝、穿层剪切裂缝、顺层剪切裂缝和水平层理缝是其主要的裂缝类型.页岩构造裂缝的发育程度主要受脆性矿物含量、有机质含量、高脆性页岩层厚度、构造、地层倾角和流体压力等因素的控制，页岩水平层理缝的形成与发育程度主要受有机质含量、纹层类型、纹层数量、纹层厚度及后期构造抬升等因素的影响.由于陆相页岩与海相页岩的沉积环境不同导致的矿物组分、岩相变化及有机质热演化程度等方面的差异，使得陆相页岩与海相页岩裂缝的发育特征明显不同.与海相页岩裂缝相比，通常陆相页岩裂缝的分布型式更复杂，构造裂缝规模更小，穿层剪切裂缝和顺层剪切裂缝的发育程度低.页岩裂缝的评价与预测目前主要借助于已有的常规低渗透致密储层构造裂缝研究方法开展，如何针对页岩裂缝规模小和水平层理缝发育的特点，将地质、地球物理和机器学习相结合，形成适合不同尺度和不同类型页岩裂缝的分类评价与预测方法，对提高页岩裂缝的评价预测精度和更好地指导油气开发至关重要.深层富有机质页岩裂缝的发育规律、天然裂缝对水力压裂缝的影响以及综合多尺度、多产状和多成因页岩裂缝的复杂缝网系统三维地质建模，也将是今后页岩裂缝研究需要解决的重要问题.

关键词

构造裂缝 / 层理缝 / 发育特征 / 主控因素 / 海相页岩 / 陆相页岩 / 石油地质学

Key words

tectonic fracture / bed-parallel lamellated fracture / developmental characteristic / main control factor / marine shale / continental shale / petroleum geology

基金资助

国家自然科学基金项目(42090020;U1663203)