李王鵬，劉忠群，胡宗全，金武軍，李朋威，劉君龍，徐士林，馬安來(lái)

(中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

裂縫發(fā)育程度是致密砂巖儲(chǔ)層能否獲得高產(chǎn)及穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵因素[1-4]，有效裂縫的存在可以顯著提高低滲致密砂巖儲(chǔ)層的基質(zhì)滲透率，為流體運(yùn)移提供滲流通道[5-7]。近年來(lái)，四川盆地川西坳陷新場(chǎng)構(gòu)造帶須家河組二段(須二段)發(fā)現(xiàn)了探明儲(chǔ)量超千億立方米的大型氣藏，但該氣藏儲(chǔ)層巖性致密、非均質(zhì)性強(qiáng)，產(chǎn)能差異大、儲(chǔ)量動(dòng)用率低且規(guī)模有效開(kāi)發(fā)難度大[8-10]，天然裂縫的研究顯得尤為重要。葛祥等[11-12〗在儲(chǔ)層類(lèi)型劃分的基礎(chǔ)上，對(duì)川西須家河組主要儲(chǔ)層的裂縫發(fā)育特征及有效性進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)；鄧虎成等[13]認(rèn)為裂縫有效性表征不能局限于單條裂縫的研究，而應(yīng)該建立一套基于裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效性評(píng)價(jià)方法和定量指標(biāo)。通過(guò)地表露頭調(diào)查、測(cè)井曲線(xiàn)、成像測(cè)井、巖心分析和薄片鑒定等手段，對(duì)新場(chǎng)須二段的裂縫發(fā)育特征取得了基本認(rèn)識(shí)[14-17]，但裂縫成因和主控因素等尚不明確[13,18-19]，同時(shí)缺乏定量或半定量關(guān)系認(rèn)識(shí)。裂縫評(píng)價(jià)的最終目標(biāo)是對(duì)裂縫發(fā)育區(qū)進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，進(jìn)而找出油氣“甜點(diǎn)”區(qū)[20-21]，多位學(xué)者以區(qū)域構(gòu)造演化特征為基礎(chǔ)，利用巖體力學(xué)特性與古構(gòu)造應(yīng)力關(guān)系[14]、構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)模擬[22]、3D Move構(gòu)造建模[22]和地震檢測(cè)[24-27]等方法開(kāi)展裂縫分布預(yù)測(cè)工作，然而深層致密砂巖儲(chǔ)層中裂縫成因以及受控因素是極其復(fù)雜的，在未充分理清其發(fā)育特征、模式和主控因素的情況下進(jìn)行裂縫預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)是不妥的。闡明致密砂巖儲(chǔ)層裂縫發(fā)育的主控因素，是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)裂縫分布規(guī)律的關(guān)鍵。因此，以新場(chǎng)須二段致密砂巖儲(chǔ)層裂縫為研究對(duì)象，明確其類(lèi)型、發(fā)育特征及主控因素意義重大，對(duì)新場(chǎng)須二段氣藏、川西坳陷須家河組致密砂巖儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)、氣藏的高效勘探和有效開(kāi)發(fā)具有重要作用。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

新場(chǎng)須二段氣藏位于川西坳陷中段孝泉-新場(chǎng)-合興場(chǎng)-豐谷NEE向大型隆起帶西段的新場(chǎng)構(gòu)造帶(圖1)，該構(gòu)造帶為典型的復(fù)式背斜，北翼緩，南翼陡，發(fā)育多個(gè)NE-NNE向局部高點(diǎn)，并在縱向上具有較好的繼承性。上三疊統(tǒng)須家河組二段是新場(chǎng)構(gòu)造帶須家河組最主要的致密砂巖儲(chǔ)層發(fā)育段，平均埋深4 900 m，平均沉積厚度580～600 m，是一套三角洲前緣到前三角洲沉積環(huán)境的砂、泥巖不等厚互層沉積，其中砂巖厚度明顯占優(yōu)勢(shì)，以大套巖屑砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，成分成熟度較低[28-29]。區(qū)內(nèi)須二段自上而下可劃分出3個(gè)亞段和10套砂組，分別為：上亞段(Tx2(1)—Tx2(3)砂組)、中亞段(Tx2(4)—Tx2(6)砂組)和下亞段(Tx2(7)—Tx2(10)砂組)。其中，須二段中、上亞段砂體非常發(fā)育，砂地比大于70%，表現(xiàn)為厚層砂夾薄層泥。

圖1 川西坳陷新場(chǎng)地區(qū)Tx2(3)砂組頂面構(gòu)造

2 裂縫特征

2.1 裂縫產(chǎn)狀

2.1.1 裂縫傾角及分類(lèi)

野外露頭顯示，新場(chǎng)須二段氣藏裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)復(fù)雜(圖2)，主縫與伴生縫交替出現(xiàn)(圖2a)。區(qū)內(nèi)裂縫按照傾角大小分為5種不同類(lèi)型的裂縫[30]：立縫(傾角≥80°，圖2b)、高角度縫(傾角60°～80°，圖2c)、斜縫(傾角30°～60°，圖2d)、低角度縫(傾角10°～30°，圖2e)和平縫(傾角≤10°，圖2f)。此外，還發(fā)育由不同傾角、特征各異的裂縫交匯在一起構(gòu)成的網(wǎng)狀縫。

圖2 川西坳陷新場(chǎng)須二段裂縫觀測(cè)照片

2.1.2 裂縫走向

新場(chǎng)須二段氣藏15口成像測(cè)井資料顯示，構(gòu)造裂縫的產(chǎn)狀主要存在NE-SW向、NW-SE向和EW向。其中，EW向裂縫最發(fā)育，其次為NE-SW向和NW-SE向裂縫。立縫、高角度縫和斜縫大多數(shù)走向?yàn)榻麰W向至NEE-SWW向，低角度縫和平縫走向多變，包含多個(gè)方位(圖3a—e)。

圖3 川西坳陷新場(chǎng)須二段不同類(lèi)型裂縫走向

2.2 裂縫有效性

2.2.1 裂縫充填特征

天然裂縫的有效性受充填狀態(tài)影響，按裂縫有無(wú)被其他物質(zhì)充填可分為無(wú)充填縫、半充填縫和全充填縫。本次研究共統(tǒng)計(jì)分析了新場(chǎng)須二段氣藏12口井、304 m巖心(Tx2(2)—Tx2(7)砂組)，以及3 004條巖心裂縫的發(fā)育情況(表1)。

新場(chǎng)須二段氣藏裂縫主要為未充填縫，占裂縫總數(shù)的67%；其次為充填縫和半充填縫，分別占比18%和15%，充填物主要為方解石(圖2g，h)或石英。其中，未充填縫以平縫為主，半充填縫主要為平縫和低角度斜縫，全充填縫主要為平縫、低角度縫和斜縫(圖4a)。此外，平縫中80%以上為未充填縫，半充填-全充填縫占比不到20%；低角度縫、斜縫和高角度縫中半充填-全充填縫均占裂縫總數(shù)60%以上，未充填縫占比24%～40%；立縫中未充填縫占裂縫總數(shù)49%(圖4b)。

圖4 川西坳陷新場(chǎng)須二段裂縫充填特征

2.2.2 裂縫數(shù)

由于巖心取心段存在缺失，故基于新場(chǎng)須二段氣藏已有的15口成像測(cè)井裂縫解釋結(jié)果，對(duì)裂縫條數(shù)、裂縫密度和裂縫開(kāi)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。本次成像測(cè)井共識(shí)別裂縫1 281條，其中，立縫32條、高角度縫141條、斜縫377條、低角度縫495條和平縫236條。雖然被統(tǒng)計(jì)的井位存在差異，但成像測(cè)井識(shí)別(圖5a)與巖心觀察(表1)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果皆顯示，新場(chǎng)須二段氣藏以發(fā)育傾角小于30°的平縫和低角度縫為主，其次為30°～60°的斜縫，大于60°的高角度縫和立縫相對(duì)欠發(fā)育。Tx2(2)和Tx2(4)砂組為主力含氣砂組，裂縫最發(fā)育，裂縫條數(shù)分別為401條和369條；其次為T(mén)x2(5)和Tx2(3)砂組，裂縫條數(shù)分別為209條和128條；其他砂組裂縫相對(duì)欠發(fā)育(圖5b)。

表1 川西坳陷新場(chǎng)須二段巖心裂縫統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖5 川西坳陷新場(chǎng)須二段裂縫發(fā)育特征

2.2.3 裂縫平均密度

新場(chǎng)須二段氣藏15口成像測(cè)井Tx2(2)—Tx2(8)砂組的裂縫平均密度整體偏小，一般小于0.35條/m，少數(shù)達(dá)到1.00條/m，新601井Tx2(2)砂組的裂縫平均密度最大，為2.09條/m。成像測(cè)井裂縫解釋結(jié)果顯示，不同類(lèi)型裂縫的平均密度在不同砂組中存在明顯差異(表2)，體現(xiàn)了致密砂巖儲(chǔ)層裂縫分布的非均質(zhì)性及復(fù)雜性。其中，低角度縫在各砂組的平均密度總體大于其他類(lèi)型裂縫，其次為斜縫和平縫；各砂組立縫和高角度縫的平均密度總體小于傾角較小的裂縫，反映新場(chǎng)須二段氣藏以發(fā)育小傾角裂縫為主。

2.2.4 裂縫平均開(kāi)度

受地應(yīng)力的影響，成像測(cè)井解釋的裂縫平均開(kāi)度較巖心和野外觀測(cè)結(jié)果會(huì)小2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。本次巖心觀測(cè)的裂縫開(kāi)度分布范圍較廣，最小的小于0.01 mm，最大的大于10.00 mm，一般分布于0.10～2.00 mm。成像測(cè)井裂縫解釋結(jié)果顯示(表2)，各砂組中低角度縫和平縫的平均開(kāi)度總體最大，其次為斜縫、立縫和高角度縫的平均開(kāi)度相對(duì)較小。

表2 川西坳陷新場(chǎng)須二段成像測(cè)井解釋裂縫參數(shù)

2.3 裂縫分布規(guī)律

以研究區(qū)31口常規(guī)測(cè)井解釋的不同類(lèi)型的裂縫段發(fā)育厚度為依據(jù)，開(kāi)展空間展布規(guī)律分析。為方便對(duì)比分析，此處將裂縫分為4類(lèi)：Ⅰ類(lèi)——網(wǎng)狀縫，Ⅱ類(lèi)——高角度縫和立縫，Ⅲ類(lèi)——斜縫，Ⅳ類(lèi)——平縫和低角度縫。

2.3.1 不同砂組裂縫分布規(guī)律

不同砂組裂縫發(fā)育情況統(tǒng)計(jì)分析表明(圖6)，新場(chǎng)地區(qū)Tx2(2)和Tx2(4)砂組裂縫總體最發(fā)育。Tx2(2)砂組裂縫段發(fā)育總厚度最大，為204.9 m，共發(fā)育Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)和Ⅳ類(lèi)裂縫；其中，以Ⅲ類(lèi)裂縫最發(fā)育，發(fā)育厚度為125.9 m，占Tx2(2)砂組裂縫發(fā)育總厚度61.44%。Tx2(4)砂組共發(fā)育Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)和Ⅳ類(lèi)裂縫，發(fā)育總厚度為170.0 m；其中，26.1 m厚的網(wǎng)狀縫發(fā)育厚度在所有發(fā)育網(wǎng)狀縫的砂組中最大。Tx2(3)和Tx2(5)—Tx2(7)砂組裂縫發(fā)育較明顯，總厚度皆大于50.0 m；Tx2(1)，Tx2(8)和Tx2(9)砂組裂縫總體欠發(fā)育。此外，Tx2(4)，Tx2(5)和Tx2(7)砂組為同時(shí)發(fā)育Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)和Ⅳ類(lèi)裂縫的砂組。

圖6 川西坳陷新場(chǎng)須二段不同砂組裂縫發(fā)育段總厚度對(duì)比

2.3.2 不同類(lèi)型裂縫分布規(guī)律

新場(chǎng)地區(qū)不同類(lèi)型裂縫發(fā)育總層厚由大到小為：Ⅲ類(lèi)裂縫(320.0 m)>Ⅳ類(lèi)裂縫(234.2 m)>Ⅱ類(lèi)裂縫(96.3 m)>Ⅰ類(lèi)裂縫(43.4 m)。Ⅰ類(lèi)裂縫(圖7a)：總體欠發(fā)育，僅在Tx2(4)，Tx2(5)和Tx2(7)砂組中發(fā)育，同時(shí)僅有7口已鉆井中發(fā)育。其中，Tx2(4)砂組和新851井分別為新場(chǎng)地區(qū)網(wǎng)狀縫最發(fā)育的砂組(26.1 m)和鉆井(12.0 m)。Ⅱ類(lèi)裂縫(圖7b)：在Tx2(2)和Tx2(4)—Tx2(9)砂組中發(fā)育，其中，Tx2(2)和Tx2(6)砂組最發(fā)育，厚度分別為31.7 m和34.5 m；Tx2(4)，Tx2(8)和

Tx2(9)砂組欠發(fā)育，層厚皆較小，分別為2.7，1.6和0.5 m。新5井的高角度縫發(fā)育厚度為36.5 m，在已鉆井中最大。Ⅲ類(lèi)裂縫(圖7c)：在Tx2(1)—Tx2(8)砂組中發(fā)育，其中，Tx2(2)砂組中最發(fā)育，發(fā)育總層厚為125.9 m；其次為T(mén)x2(3)和Tx2(4)砂組，厚度分別為57.9 m和45.0 m；Tx2(1)和Tx2(8)砂組中欠發(fā)育。新601井的Ⅲ類(lèi)裂縫發(fā)育總層厚達(dá)108.8 m，發(fā)育程度遠(yuǎn)強(qiáng)于其他井位，體現(xiàn)不同井位間同類(lèi)裂縫發(fā)育程度的差異性。Ⅳ類(lèi)裂縫(圖7d)：在Tx2(1)—Tx2(9)砂組中皆發(fā)育，其中，Tx2(4)砂組最發(fā)育，發(fā)育層厚達(dá)96.2 m；其次為T(mén)x2(2)砂組，發(fā)育層厚為47.3 m。

圖7 川西坳陷新場(chǎng)地區(qū)須二段不同類(lèi)型裂縫發(fā)育段累計(jì)厚度分布

2.3.3 裂縫發(fā)育程度連井對(duì)比

為對(duì)比新場(chǎng)地區(qū)須二段裂縫空間展布特征，在新場(chǎng)構(gòu)造帶建立2條覆蓋主要井位和區(qū)域的連井對(duì)比剖面(圖8)，剖面中裂縫段發(fā)育厚度代表裂縫發(fā)育程度。

圖8 川西坳陷新場(chǎng)須二段裂縫發(fā)育情況連井剖面對(duì)比(連井剖面位置見(jiàn)圖1)

連井剖面顯示新場(chǎng)地區(qū)西部裂縫欠發(fā)育，須二上亞段不發(fā)育裂縫，僅在須二中、下亞段發(fā)育少量Ⅳ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)裂縫。新場(chǎng)地區(qū)中東部的鉆井裂縫發(fā)育程度明顯強(qiáng)于西部，裂縫發(fā)育程度由西向東呈由弱變強(qiáng)的趨勢(shì)。其中：①新場(chǎng)地區(qū)中東部須二上、中和下亞段皆發(fā)育裂縫，以須二中、上亞段為主；②新場(chǎng)地區(qū)中東部單井的裂縫段發(fā)育厚度大于西部，單層裂縫發(fā)育段厚度最大可達(dá)26 m(新5井)，裂縫發(fā)育段的連續(xù)性較好；③裂縫發(fā)育類(lèi)型多樣，須二中、上亞段發(fā)育厚度可觀的Ⅱ類(lèi)和Ⅰ類(lèi)裂縫，須二下亞段亦少量發(fā)育。

2.4 期次分析

新場(chǎng)須二段氣藏經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造作用，裂縫發(fā)育具有多期性。張貴生[17]將石英ESR測(cè)年與裂縫充填物穩(wěn)定碳、氧同位素分析和流體包裹體測(cè)定相結(jié)合分析，認(rèn)為川西上三疊統(tǒng)儲(chǔ)層中，小塘子組儲(chǔ)層裂縫形成于燕山早中期；須二段裂縫最早形成于印支晚期，在燕山及喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期均有裂縫形成。根據(jù)鉆井巖心、野外露頭資料顯示的裂縫性質(zhì)和切割關(guān)系，羅嘯泉等[31]分析認(rèn)為NE-SW向裂縫發(fā)育于晚三疊世末期，NW-NNW向裂縫發(fā)育于早白堊世末期，NWW-SEE向至近EW向裂縫發(fā)育于晚第三紀(jì)—第四紀(jì)。馬旭杰等[19]采用巖石聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)、裂縫充填物穩(wěn)定碳、氧同位素分析和流體包裹體測(cè)定等實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析手段，指出新場(chǎng)地區(qū)須二段氣藏內(nèi)天然裂縫形成期次為4期，分別對(duì)應(yīng)印支期、燕山期、喜馬拉雅期Ⅲ幕和Ⅳ幕[19]。采用相同分析測(cè)試手段，鄧虎成等[13]認(rèn)為新場(chǎng)氣田須二段發(fā)育3期裂縫，分別對(duì)應(yīng)為印支期、燕山期和喜馬拉雅期；楊克明等[32]認(rèn)為區(qū)內(nèi)須二段裂縫可分為3期，分別形成于晚三疊世末期、晚侏羅世末期和喜馬拉雅期。

天然構(gòu)造裂縫的形成與構(gòu)造作用密切相關(guān)，其形成期次受構(gòu)造活動(dòng)影響。新場(chǎng)地區(qū)須二段沉積以來(lái)，經(jīng)歷了川西地區(qū)印支末期運(yùn)動(dòng)、燕山期運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅期運(yùn)動(dòng)。其中，印支期運(yùn)動(dòng)和燕山期運(yùn)動(dòng)是兩期持續(xù)的褶皺造山運(yùn)動(dòng)，而喜馬拉雅期運(yùn)動(dòng)是龍門(mén)山造山帶經(jīng)歷的又一次強(qiáng)烈地殼運(yùn)動(dòng)，整個(gè)龍門(mén)山造山帶發(fā)生強(qiáng)烈隆升、褶皺沖斷和逆沖推覆[33]。綜合前人研究成果及區(qū)域構(gòu)造演化，印支末期，米倉(cāng)山由北向南開(kāi)始向四川盆地內(nèi)逆沖推覆，NE-NEE走向的新場(chǎng)構(gòu)造帶開(kāi)始形成，早期裂縫的形成可能與本次構(gòu)造作用相關(guān)，且大部分早期開(kāi)啟的裂縫被方解石或石英充填。燕山中晚期，龍門(mén)山造山帶向SE逆沖推覆，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用于新場(chǎng)構(gòu)造帶可形成第二期裂縫。在現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)方面，汶川地震序列震源機(jī)制解沿龍門(mén)山斷裂帶的變化分析[34]、斷裂面最新擦痕反演計(jì)算[35]和水壓致裂地應(yīng)力測(cè)量資料[36]共同顯示，龍門(mén)山中南段最大主壓應(yīng)力方向?yàn)镹W-NWW向。電成像測(cè)井解釋結(jié)果[31]和GPS水平速度場(chǎng)反應(yīng)新場(chǎng)地區(qū)和四川盆地現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力方向?yàn)镹WW-SEE/近EW向[37-38]。區(qū)內(nèi)晚期裂縫大多數(shù)未被充填，其走向與現(xiàn)今水平最大主應(yīng)力方向一致，應(yīng)屬于喜馬拉雅期形成。

3 有效裂縫

3.1 有效裂縫類(lèi)型

一般對(duì)天然裂縫有效性判斷等相關(guān)研究主要集中在裂縫有效性參數(shù)的計(jì)算和評(píng)價(jià)[39-41]。本次研究為明確新場(chǎng)須二段氣藏有效裂縫類(lèi)型，在前人研究基礎(chǔ)上，增加了裂縫對(duì)產(chǎn)能貢獻(xiàn)度的因素。在測(cè)井評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，選取新場(chǎng)須二段19口典型井(包含有效井、低效井和無(wú)效井)，分立縫、高角度縫、斜縫、低角度縫和平縫，在測(cè)試段內(nèi)分別提取裂縫參數(shù)(成像測(cè)井裂縫密度、傾角和常規(guī)測(cè)井裂縫孔隙度等)，與產(chǎn)能參數(shù)(無(wú)阻流量和累產(chǎn)氣)開(kāi)展交會(huì)分析，明確不同類(lèi)型裂縫對(duì)產(chǎn)能的貢獻(xiàn)度。

氣井無(wú)阻流量與裂縫參數(shù)交會(huì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，無(wú)阻流量與裂縫線(xiàn)密度呈正相關(guān)關(guān)系，與構(gòu)造裂縫條數(shù)和視傾角呈指數(shù)關(guān)系，隨著裂縫密度和傾角的增大，無(wú)阻流量快速增加(圖9a—c)。上述交會(huì)關(guān)系表明，氣井產(chǎn)能主要受控于裂縫類(lèi)型及發(fā)育程度，高角度裂縫越發(fā)育，氣井初期產(chǎn)能越高。裂縫越發(fā)育，儲(chǔ)層滲流能力越強(qiáng)；高角度裂縫越發(fā)育，溝通氣層厚度越大，向試采段供氣能力越強(qiáng)。因此，新場(chǎng)須二段氣藏發(fā)育的有效裂縫為傾角大于30°的構(gòu)造裂縫(立縫、高角度縫和斜縫)。

圖9 川西坳陷新場(chǎng)須二段氣藏氣井無(wú)阻流量、井位距斷裂距離與裂縫參數(shù)交會(huì)圖

3.2 有效裂縫特征

新場(chǎng)地區(qū)傾角大于30°的構(gòu)造裂縫(立縫、高角度縫和斜縫)在須二段中、上亞段的Tx2(2)，Tx2(4)和Tx2(5)砂組最發(fā)育，走向總體呈近EW向，與新場(chǎng)地區(qū)現(xiàn)今水平最大主應(yīng)力方向一致，屬于喜馬拉雅期形成的晚期裂縫，具有較好的開(kāi)啟度。區(qū)內(nèi)SN向斷裂的形成主要受EW向擠壓應(yīng)力作用，表明有效裂縫走向垂直于SN向斷裂。有效裂縫的組成中，斜縫最發(fā)育，其次為高角度縫和立縫。

4 主控因素分析

4.1 斷裂對(duì)裂縫發(fā)育的控制

新場(chǎng)地區(qū)斷裂發(fā)育，根據(jù)走向可劃分為EW向、NE-SW向和SN向斷裂，均為逆沖性質(zhì)。其中，EW向和SN向斷裂規(guī)模較大，平面延伸長(zhǎng)度一般為2～7 km；縱向向上可斷至須三或須四段，向下可斷至須二段底部或雷口坡組。斷裂切割關(guān)系及區(qū)域構(gòu)造背景分析顯示，3組斷裂的形成時(shí)間分別大致為印支晚期、燕山中晚期和喜馬拉雅期。成像測(cè)井資料的鉆井產(chǎn)氣層段平均裂縫密度與距離SN向斷裂距離的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，距離SN向斷裂越近，構(gòu)造裂縫越發(fā)育。其中，斷裂上盤(pán)小于400 m的區(qū)域內(nèi)構(gòu)造裂縫發(fā)育，為“斷裂控制的裂縫發(fā)育區(qū)”；單井產(chǎn)能有效的井均位于距離SN向斷裂小于200 m的區(qū)域，且平均裂縫密度與SN向斷裂距離呈對(duì)數(shù)關(guān)系遞減(圖9d)。因此，井位距SN向斷裂的距離，控制有效的構(gòu)造裂縫發(fā)育程度。

4.2 構(gòu)造變形對(duì)裂縫發(fā)育的控制

構(gòu)造應(yīng)力是控制裂縫形成與發(fā)育的重要因素，它主要通過(guò)控制不同構(gòu)造部位的局部應(yīng)力場(chǎng)分布來(lái)控制巖石裂縫發(fā)育程度[42]。如在褶皺的軸部和傾伏端等應(yīng)力相對(duì)集中的部位，裂縫發(fā)育密度大，而在翼部等構(gòu)造主曲率小的部位，裂縫發(fā)育程度相對(duì)較低[43]。三維地震資料解釋結(jié)果顯示，新場(chǎng)地區(qū)單井產(chǎn)能有效的井除了位于距離SN向斷裂200 m范圍內(nèi)，皆位于斷裂上盤(pán)的褶皺發(fā)育區(qū)。區(qū)內(nèi)SN向斷裂的構(gòu)造組合樣式可分為4類(lèi)(圖10)：Ⅰ類(lèi)“Y”字型、Ⅱ類(lèi)單斷式、Ⅲ類(lèi)層間小斷層、Ⅳ類(lèi)斷階式。其中，Ⅰ類(lèi)“Y”字型和Ⅱ類(lèi)單斷式褶皺構(gòu)造變形強(qiáng)烈，Ⅲ類(lèi)層間小斷層和Ⅳ類(lèi)斷階式的巖層具有一定褶皺彎曲，但相對(duì)較弱。區(qū)內(nèi)具有產(chǎn)能的鉆井須二段構(gòu)造組合樣式統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，有效井的構(gòu)造組合樣式皆屬于Ⅰ類(lèi)“Y”字型和Ⅱ類(lèi)單斷式，部分低效井屬于Ⅲ類(lèi)層間小斷層和Ⅳ類(lèi)斷階式，說(shuō)明褶皺構(gòu)造變形和構(gòu)造組合樣式也是新場(chǎng)須二段氣藏裂縫發(fā)育的控制因素之一。

圖10 川西坳陷新場(chǎng)地區(qū)須二段SN向斷裂構(gòu)造組合示意圖(剖面位置見(jiàn)圖1)

4.3 巖石相對(duì)裂縫發(fā)育的控制

裂縫的形成除受構(gòu)造應(yīng)力控制外，在特定的地質(zhì)應(yīng)力條件下，巖石組分和結(jié)構(gòu)特征等差異導(dǎo)致的巖石機(jī)械強(qiáng)度的不同也可能對(duì)裂縫發(fā)育產(chǎn)生影響。選取距離SN向斷裂小于400 m且有成像測(cè)井資料的典型氣井，基于成像測(cè)井和常規(guī)測(cè)井的裂縫識(shí)別解釋成果，分砂組提取裂縫段和非裂縫段巖石相參數(shù)與裂縫參數(shù)交會(huì)分析顯示，粗砂巖有效裂縫發(fā)育程度最高，其次為中砂巖，細(xì)砂巖有效裂縫發(fā)育段占比明顯減小，粉砂巖幾乎不發(fā)育(圖11)，說(shuō)明砂巖的粒度越粗，有效裂縫越發(fā)育。在裂縫發(fā)育段，石英含量與裂縫發(fā)育程度及裂縫傾角呈正相關(guān)關(guān)系(圖12a—d)，即石英含量越高，有效裂縫越發(fā)育，裂縫傾角越大。巖層厚度同樣會(huì)制約裂縫的發(fā)育，野外露頭調(diào)查、巖心裂縫描述和測(cè)井解釋結(jié)果顯示，新場(chǎng)須二段氣藏裂縫穿層性差，裂縫縱向延伸一般不超過(guò)巖層厚度，即巖層厚度越大，裂縫縱向發(fā)育規(guī)模越大，但裂縫發(fā)育密度越低，裂縫密度與巖層厚度呈負(fù)相關(guān)性(圖12e，f)。

圖11 川西坳陷新場(chǎng)須二段不同砂組裂縫發(fā)育頻次與粒度關(guān)系

圖12 川西坳陷新場(chǎng)須二段裂縫段裂縫參數(shù)與巖石相參數(shù)交會(huì)圖

綜上所述，新場(chǎng)地區(qū)須二段天然構(gòu)造裂縫的發(fā)育是受斷裂、構(gòu)造變形、巖石粒度、巖石成分和巖層厚度等多方面因素綜合影響和控制的。相對(duì)而言，距離晚期SN向斷裂的距離是本區(qū)須二段天然構(gòu)造裂縫發(fā)育的關(guān)鍵控制因素，其次是構(gòu)造變形強(qiáng)度及構(gòu)造組合樣式，因此，應(yīng)該主要考慮這兩個(gè)因素來(lái)指導(dǎo)后續(xù)裂縫的綜合預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)工作。

5 結(jié)論

1)新場(chǎng)須二段氣藏天然裂縫可分為網(wǎng)狀縫、立縫、高角度縫、斜縫、低角度縫和平縫，其形成期次主要為3期，分別對(duì)應(yīng)印支末期、燕山中晚期和喜馬拉雅期。早期裂縫以充填裂縫為主，充填物主要為方解石或石英；晚期裂縫以未充填裂縫為主，其走向與區(qū)內(nèi)現(xiàn)今最大主應(yīng)力方向一致，與晚期SN向斷裂垂直。

2)新場(chǎng)須二段氣藏天然裂縫在Tx2(2)和Tx2(4)砂組最發(fā)育，在Tx2(3)和Tx2(5)—Tx2(7)砂組相對(duì)發(fā)育，而Tx2(1)，Tx2(8)和Tx2(9)砂組裂縫欠發(fā)育。區(qū)域上，新場(chǎng)構(gòu)造帶中東部地區(qū)裂縫最發(fā)育，裂縫發(fā)育程度從東向西呈遞減趨勢(shì)。

3)新場(chǎng)須二段氣藏有效裂縫類(lèi)型為傾角大于30°的構(gòu)造裂縫(立縫、高角度縫和斜縫)，屬于喜馬拉雅期形成的晚期裂縫。有效裂縫的發(fā)育受控于斷裂、構(gòu)造變形、巖石粒度、巖石成分和巖層厚度等多種因素，但關(guān)鍵控制因素為SN向斷裂，其次為構(gòu)造變形及組合樣式。

致謝：編輯部老師及審稿專(zhuān)家在文章最終成文過(guò)程中提出了寶貴的修改意見(jiàn)，在此一并表示衷心感謝。