地球科学|金之钧院士团队文章:准噶尔盆地东部双井子地区平地泉组陆相页岩天然裂缝发育模式

学术   科学   2024-11-01 00:00   湖北  

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 准噶尔盆地东部二叠系平地泉组页岩油资源量丰富,天然裂缝作为烃类重要的储集空间和流体运移通道,直接影响页岩油的勘探开发效果.基于对双井子地区野外露头的精细刻画,分析了平地泉组天然裂缝的发育特征和控制因素,并在此基础上讨论了裂缝的分布模式.结果表明,准噶尔盆地双井子地区平地泉组天然裂缝包括层内裂缝、穿层裂缝和顺层裂缝3种类型,其中层内裂缝发育程度最高,分布最为广泛.天然裂缝发育受岩性、岩石力学层和构造影响,主要表现为:(1)不同岩性裂缝发育程度不同,粉砂岩和凝灰质粉砂岩中的裂缝最为发育;(2)岩石力学层控制了层内裂缝的发育,力学层厚度越小,裂缝发育程度越高;(3)断层附近存在裂缝发育带,距离断层面越近、断层上盘以及端部的裂缝越发育.不同岩层和构造部位的裂缝类型和分布特征差异较大,层内裂缝多发育在脆性较大的岩石力学层中,穿层裂缝可以切穿多套岩层,顺层裂缝则主要发育在泥质含量较高的岩层内.裂缝的形成和分布与砂岩和泥岩夹层之间的岩石力学性质差异以及泥岩夹层的厚度密切相关.本文得出以下结论:
(1)根据裂缝产状及其与岩石力学层的关系,研究区发育层内裂缝、穿层裂缝和顺层裂缝3类天然裂缝,其中层内裂缝发育程度最高,分布最广泛.区内主要发育NW-SE向和NE-SW向裂缝,裂缝倾角以中高角度(45°~90°)为主,中低角度(0°~45°)的裂缝数量相对较少.裂缝规模普遍较小,裂缝高度多分布在120 cm以下. 
(2)研究区天然裂缝的发育受到岩性、岩石力学层和构造3种因素的影响.粉砂岩和凝灰质粉砂岩中裂缝发育程度最高,细砂岩次之,泥岩、粉砂质泥岩和中砂岩的裂缝发育程度相对较低.层内裂缝的发育受岩石力学层的控制,力学层厚度越小越有利于层内裂缝的发育.断层附近存在裂缝发育带,随着与断层面距离的增加,天然裂缝发育程度会明显降低. 
(3)不同岩层和构造部位的裂缝类型和分布特征具有显著差异.层内裂缝在脆性较大的岩石力学层中更为发育,穿层裂缝垂向上可以跨越不同岩层,顺层裂缝则主要发育在泥质含量较高的岩层内.天然裂缝的分布与砂岩层和泥岩夹层之间的岩石力学性质差异以及泥岩夹层的厚度密切相关. 
图1 准噶尔盆地双井子地区平地泉组天然裂缝野外照片

图2 准噶尔盆地双井子地区平地泉组岩石力学层厚度与裂缝密度关系
图3 准噶尔盆地双井子地区平地泉组断层上下盘裂缝分布特征(a);断层不同部位天然裂缝密度分布直方图(b)

文章刊登在《地球科学》第49卷第9期

杜晓宇, 金之钧, 曾联波, 刘国平, 何文军, 杨森, 梁新平, 陆国青, 2024. 准噶尔盆地东部双井子地区平地泉组陆相页岩天然裂缝发育模式. 地球科学, 49(9): 3264-3275. doi: 10.3799/dqkx.2024.022

Du Xiaoyu, Jin Zhijun, Zeng Lianbo, Liu Guoping, He Wenjun, Yang Sen, Liang Xinping, Lu Guoqing, 2024. Development Model of Natural Fractures in Continental Shale of the Pingdiquan Formation in the Shuangjingzi Area, Eastern Junggar Basin. Earth Science, 49(9): 3264-3275. doi: 10.3799/dqkx.2024.022

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