张克银，王莹 （中石化西南油气分公司勘探开发研究院，四川 成都610041）

随着勘探开发技术的不断进步，占资源量80%左右的非常规油气 （一般指空气渗透率小于1mD或地层渗透率小于0．1mD的油气）如页岩气、煤层气、致密气、致密油、页岩油等已引起广泛关注，并得到了有效开发，其在油气储量、产量中所占比例也逐年提高［1］。四川盆地发育多套页岩气地层，是中国重点的页岩气勘探地区［1，2］。川西坳陷的上三叠统具有良好的生烃能力，须家河组五段 （T3x5）埋深介于1800～4057m，地层厚度介于466～600m，为一套三角洲－滨浅湖相沉积，总体以黑色、灰黑色泥页岩为主［3］，是川西坳陷最主要的烃源岩发育层段［2］。新场地区位于龙门山前缘的中段，中三叠世以来，经历了印支、燕山和喜马拉雅等多期次大的构造运动的改造［4，5］，是西南地区重点的勘探、开发区块。

前人研究表明［6］，裂缝的发育可以改善渗流条件，往往成为高产的关键因素之一。裂缝的分布具有非均质性强、规律复杂等特点。已有的研究成果［7］虽对裂缝的特征和分布有一定的认识，但在裂缝的分布规律、成因、期次及受控因素等方面的研究还相对薄弱。因此，探讨新场地区T3x5天然裂缝的分布规律不仅对该层位的油气勘探、开发具有十分重大的现实意义，同时也在非常规油气领域的深化研究方面具有非常重要的探索意义。

1 方法与数据

研究区T3x5深埋大，缺少地表露头，对其裂缝的研究主要依赖于地震、测井资料及岩心的观察。电成像测井能够在实际温度、压力和流体环境下较为准确地提供裂缝二维空间信息，精细地描述岩性、裂缝、构造地应力方向等特性。通过对上述信息及特性的研究，可以更为深入地对裂缝成因类型及形成期次进行综合分析与判断［8～10］。

笔者依据周文［11］提出的裂缝类型划分标准，将区内裂缝划分为水平缝、低角度斜交缝、高角度斜交裂缝、垂直裂缝等4类 （表1）。

利用电成像测井资料进行裂缝密度计算时，一般用线性密度表示：

表1 以裂缝产状为标准的裂缝类型划分方案

式中：Fd为视裂缝密度，条／m；H为评价井段长度为评价井段裂缝的总数，条［12］。

笔者利用Erf指标来进一步考察、评价裂缝在不同岩性中的发育情况：

式中：nr为某岩性中发育的裂缝数，条；nτ为裂缝的总数，条；Hr为某岩性的总厚度，m；Hτ为地层总厚度，m。Erf指标如为正值则代表有利于裂缝发育；负值则代表不利于裂缝发育，其最小值为－100；0则代表没有影响。笔者拟通过电成像测井的手段，对研究区内6口重点井T3x5发育的天然裂缝资料进行了统计、分析。

2 裂缝分布特征

2．1 裂缝分布特征

1）裂缝方向分布 裂缝主要集中在3个方向：ESE－WNW 至ENE－WSW 向、NNW－SSE向、NNE－SSW向 （图1）。其中，ESE－WNW至ENE－WSW向裂缝分布最为广泛，在统计的6口井中均有发育；NNW－SSE向裂缝在X206井中表现的最为突出，在Dey1井中有少量发育；NNE－SSW向裂缝在CL562井中表现的最为突出，在XC28井中有少量发育。

2）裂缝倾角 对选取的6口井的裂缝倾角进行统计分析，结果显示，主要发育低角度斜交裂缝，其次为高角度斜交裂缝，水平缝、垂直缝不发育（图 2）。Dey1 井、XC8 井、X206井中发育的裂缝全部为低角度斜交裂缝，而XC28井和CL562井发育的低角度斜交裂缝也都超过了裂缝总数的75%，仅有XY1井的低角度斜交裂缝所占比列小于50%；高角度斜交裂缝在XY1井中所占比例最高，为60%，在XC28井和CL562井中所占比例小于25%。

3）裂缝线密度 对6口井的裂缝线密度进行了统计分析，结果显示，Dey1井的裂缝线密度最大为0．0865条／m。其他井的裂缝线密度均小于0．03条／m，其中 XY1井、XC8井、X206井的裂缝线密度均小于0．02条／m （图3）。

图1 川西新场地区T3x5裂缝产状分析图

2．2 裂缝分布与岩性的关系

所选取6口井的岩性主要为页岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质页岩 （图4），根据岩性的不同，分别考察其裂缝的发育情况。结果显示，细砂岩、页岩、粉砂岩是裂缝的主要载体。其中，细砂岩中发育的裂缝所占比例大多数超了过50%，在XC8井中更是达到了100%，但在XC28井中却不到35% （图4）。页岩中，XC28井、X206井中的比例超过了50%，而XY1井、XC8井的页岩中未见裂缝发育 （图4）。泥质粉砂岩、粉砂质页岩中的比例一般小于10%或者不发育裂缝 （图4）。

图2 川西新场地区T3x5裂缝倾角分布图

图3 川西新场地区T3x5裂缝线密度分析图

图4 川西新场地区T3x5各井岩性组成 （a）及裂缝在不同岩性中的发育特征 （b）

在Erf指标方面，只有细砂岩的值为正值，平均为205．38%；而粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质页岩、页岩的的平均值均为负值，分别为－10．20%、－75．67%、－96．95%、－48．28% （表2，图5）。值得注意的是，XC28井、X206井中页岩的表现为正值，分别为8．20%和26．53%。

表2 川西新场地区T3x5的Erf指标统计表

2．3 裂缝线密度与层厚的关系

通过裂缝线密度与层厚对应关系的回归分析 （图6）可知：

1）页岩、细砂岩中的裂缝线密度呈较为明显的随层厚增加而减小的趋势，而且该趋势在裂缝线密度低于0．8条／m时表现的最为明显。

2）粉砂岩中，当层厚小于6m时，表现出较为明显的随层厚增加而减小的趋势。

3）粉砂质页岩、泥质粉砂岩中，由于数据较少，规律并不明显。

图5 川西新场地区T3x5各井的Erf指标对比分析图

3 讨论

只有掌握好裂缝的分布规律才能更准确地判断裂缝的成因，从而提高裂缝预测的准确性。沉积岩储层裂缝主要以构造裂缝为主，构造裂缝的发育状况往往与构造样式、构造位置及地层岩石力学特性密切相关［13］。

前人在构造对裂缝分布的控制方面开展了大量的研究工作。Peacock［14］认为，在同一应力环境下，与断层同时形成的裂缝在线密度上会有所体现，离断层越近，裂缝的线密度越大，断裂形成前或断裂形成后发育的裂缝则没有该特点。新场地区东部的龙泉山断裂系统构成了川西坳陷的东部边界，在孝泉－丰谷地区走向近SN。从线密度的角度分析，大致上距断裂系统越近，裂缝的线密度就越小。由此可以说明，T3x5的裂缝在成因上与龙泉山断裂系统并没有对应关系，或者说两者并不是在同一应力环境下形成的。Lisle［15］则提出了根据自然构造的高斯曲率分析确定异常高变形构造带，并利用该方法研究了怀俄明州Goose Egg穹隆构造并获得了成功。构造主曲率大的部位往往是构造的高部位，为油气的最有利聚集区［16］。有研究表明，褶皱曲率和裂缝发育的相关性十分有限，对于预测具有剪切属性的裂缝发育则不适用［17］。整体上看，在新场地区ENE向背斜翼部的裂缝线密度要大于轴部，简单应用构造主曲率法来解释其形成机理似乎不太有效。当然，这仅是基于6口井的电成像测井数据而得出的认识，随着高质量资料的增多，可能会得出不同的认识。

图6 川西新场地区T3x5层厚与裂缝线密度的回归分析

前人对裂缝期次的研究认为［18］，新场地区存在印支期、燕山期、喜马拉雅期裂缝。根据断裂在空间的展布特点及相互切割关系，部分学者认为：NE－SW向裂缝发育于印支晚期－燕山早期；NW向裂缝发育于喜马拉雅晚期。而马旭杰等［18］认为近EW向的有效裂缝形成于喜马拉雅期四幕。结合该次研究，笔者更倾向于新场地区T3x5的4组裂缝与地质时期的对应关系为：NNE－SSW向裂缝形成于印支晚期－燕山早期；NNW－SSE向裂缝形成于喜马拉雅晚期；ESE－WNW至ENE－WSW向裂缝形成于喜马拉雅期四幕。

4 结论

1）新场地区须家河组五段 （T3x5）天然裂缝主要有3组：NNE－SSW向裂缝形成于印支晚期－燕山早期；NNW－SSE向裂缝形成于喜马拉雅晚期；ESE－WNW至ENE－WSW向裂缝形成于喜马拉雅期四幕。

2）研究区T3x5主要发育低角度斜交裂缝，其次为高角度斜交裂缝，水平缝、垂直缝不发育。

3）T3x5的裂缝与龙泉山断裂系统并非在同一应力环境下形成，距断裂系统越近裂缝的线密度越小。背斜翼部的裂缝线密度要大于轴部，构造主曲率较大的地方，裂缝线密度反而较小。

4）细砂岩、页岩、粉砂岩是裂缝的主要载体。裂缝在细砂岩中发育最好，而粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质页岩、页岩则不利于裂缝的发育。

5）页岩、细砂岩中的裂缝线密度呈较清晰的随层厚增加而减小的趋势；粉砂岩中，当层厚小于6m时，裂缝线密度随层厚增加而减小。

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