【NGIB】李博、刘永旸等：四川盆地南部长宁地区龙马溪组裂缝特征及断层对含气性的影响研究

文摘 2024-11-13 09:35 四川

研究背景

川南龙马溪组页岩作为目前中国页岩气开发的主要层系，受多期构造影响，断层特征复杂，其对页岩气藏含气性的影响尚不明确。为厘清断层与页岩气富集关系，来自中国石油西南油气田公司页岩气研究院开发地质团队以长宁地区为例，针对断层期次、气藏保存条件以及页岩气聚散等内容开展了研究，明确了断层对页岩气保存的影响，建立了长宁地区页岩气聚散模式，揭示了长宁地区页岩气富集规律，研究成果为四川盆地页岩气持续高效开发提供了理论依据。

研究思路、方法

论文以四川盆地南部长宁地区龙马溪组为例，通过野外剖面观察、岩心描述、FMI成像测井等手段，明确长宁地区裂缝类型、发育程度、充填特征以及交切关系，并通过流体包裹体测试分析长宁地区天然裂缝形成时期，进而明确区域应力作用方向以及断层期次；采用回归分析法，通过对断层断距、走向、延伸长度等断层要素分析，建立页岩气井测试产量与断层的关系，明确不同期次断层对页岩气富集保存的影响；进一步结合构造模式与生产特征，建立典型页岩气聚散模式，模拟分析气体散失规律，揭示长宁地区页岩气差异富集规律。

研究结果

1.长宁地区龙马溪组天然裂缝以构造剪切缝为主（图1），裂缝发育主要为倾角大于75°的直立缝，延伸长度小于2m的裂缝占80%，间距小于1m的裂缝占比达67.4%，裂缝线密度则以3-8条/米为主。有六组平面X型共轭剪切缝可两两配套，共存在SSW向、NW向和NE向三期主应力方向作用（图2），断层形成大致可分为三期，分别为燕山运动中-晚期、燕山运动末期-喜山运动早期、喜山运动中期-现今。

图1 长宁地区龙马溪组野外裂缝特征图

图2 长宁地区应力方向图

2. 基于长宁地区断层发育特征，探讨了断距、断层走向、断层延伸长度等断层要素与气井含气性的关系，其中长宁地区I级、II级断层对气井产量有一定影响，生产气井距I、II级断层越近，其含气性越差，III级、IV级断层对页岩气含气性影响不大（图3）；距NW向断层越近，测试产量越低（图4），断层延伸长度对页岩气井测试产量无明显影响。

图3 生产气井测试产量与断距相关性拟合图

图4 生产气井测试产量与断层走向相关性拟合图

3. 综合典型井周断层特征、构造模式及生产效果，建立典型页岩气聚散模式：①宽缓向斜+内部小断裂型：构造样式平缓稳定，远离剥蚀区，断裂不发育，物性较好，页岩气具有环带滞留、向斜中心富集的特点；②平缓背斜+较大规模断裂组合型：背斜构造改造作用弱，在隔槽式构造体系内，背斜核部通常平直宽缓，仅在两翼转折端附近发生大角度扭转，易发育断层和裂缝，内部大规模断裂不发育，页岩气保存条件较好；③斜坡构造+内部断裂型：受构造抬升的影响，地应力释放，层面滑动发生顺层剪切，主要发育顺层E字形层间缝，压裂易形成复杂缝网（图5）。

图5 长宁地区典型井页岩气聚散模式图

第一作者简介

李博，中国石油西南油气田公司页岩气研究院博士后，博士。主要从事页岩气开发地质研究工作，专注页岩气藏超压形成机理及演化、储层微观结构与流体可动性关系、页岩气藏甜点评价等方面的研究。主持或主研省部级、公司级科技项目7项，发表论文13篇，参与发布行业标准2项，申请发明专利6项。

通信作者简介

刘永旸，中国石油西南油气田公司页岩气研究院工程师，硕士。主要从事非常规天然气储层综合评价、气藏精细描述等研究工作，专注页岩储层特征、流体微观赋存与产出机理、地质-工程甜点等方面的研究。主持/参与省部级、公司级科技项目7项，发表论文10余篇，参与发布行业标准3项，申请发明专利5项。

编校：江蕊希

排版：张敏

审核：罗强黄东

《NGIB》

Natural Gas Industry B 创刊于2014年，是天然气工业杂志社与KeAi公司合作出版的一本开放获取型国际期刊，在爱思唯尔旗下的ScienceDirect平台上双月出版。创刊至今，Natural Gas Industry B 始终秉承“报道天然气领域前沿学术研究，展示工程技术发展趋势，以理论研究成果推动工程技术进步”的办刊宗旨，服务全球天然气产业，并积极推动能源行业碳减排和低碳转型的发展。近年来，期刊逐渐获得了国际学术界的广泛认可，论文下载量超20万次/年，读者来自于全球85个国家和地区，论文被71个国家和地区的1310个机构引用。2024年6月Web of Science影响因子4.2，在ENERGY & FUELS学科类的Q2区。2023年12月入选《2023年中国科学院文献情报中心期刊分区表》。根据谷歌最新学术指标排行榜显示，期刊位居全球石油、天然气工程类学术期刊第10名。

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天然气工业

创刊于1981年，是由中国石油西南油气田公司、川庆钻探工程有限公司联合主办的学术期刊。关注地质勘探、开发工程、钻井工程、集输加工、安全环保、经济管理等多个领域。Ei检索、CSCD核心、中文核心、中国科技核心、入选中国科技期刊卓越行动计划。

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