天然裂縫對頁巖油產(chǎn)量可能無重大貢獻(xiàn)

通常認(rèn)為，頁巖儲層中天然裂縫的發(fā)育情況對水力壓裂的效果影響很大，天然裂縫越發(fā)育，壓裂后油氣產(chǎn)量提高得越明顯，但殼牌休斯敦國際勘探開發(fā)公司的研究人員對美國特拉華盆地沃爾夫坎普（Wolfcamp）頁巖開展的一項(xiàng)研究卻得出了相左的結(jié)論。

沃爾夫坎普頁巖可以劃分為5個(gè)地層單元，分別是A上、A下、B、C和D單元。就巖性而言，它是一套非均質(zhì)深海相沉積地層，主要由互層的富含有機(jī)質(zhì)的硅質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖、碳酸鹽碎屑巖和粉砂巖構(gòu)成，單層厚度從數(shù)毫米到數(shù)米不等。物性上其基質(zhì)滲透率與美國其他地區(qū)多套頁巖的實(shí)測值大體相當(dāng)，但天然裂縫比較發(fā)育、類型多樣。通過巖心觀察，共識別出了5種類型的裂縫：部分膠結(jié)的近垂直裂縫、順層裂縫、未膠結(jié)的張開節(jié)理、斷裂以及“束狀”裂理等。巖心裂縫線密度（巖心每英尺長度上的裂縫數(shù)）和面密度（巖心每平方英尺面積上的裂縫數(shù)）統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，就裂縫密度中位數(shù)而言，近垂直裂縫在裂縫總數(shù)中的平均占比約為70 %，而順層裂縫約為20 %，節(jié)理約為10 %，斷裂則小于1 %。除了A上單元中裂縫線密度相對較低外（平均為0.35條/ft），其他4個(gè)地層單元大致相等（0.74 ～ 0.96條/ft）（圖1）。

沃爾夫坎普頁巖儲層基質(zhì)滲透率僅約0.046×10-3μm2，但是水平井單井日產(chǎn)液量卻能多年維持在500 ～700 bbl（油和水）的水平，通常認(rèn)為這可能是誘導(dǎo)裂縫（水力壓裂）和天然裂縫相結(jié)合而使儲層有效滲透率提高一個(gè)或多個(gè)數(shù)量級所致。然而，對于已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)產(chǎn)期且生產(chǎn)時(shí)間在300 d或更久的15口井來說，其取心儲層段的天然裂縫發(fā)育強(qiáng)度與產(chǎn)量數(shù)據(jù)的對比結(jié)果卻并不支持兩者之間存在相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)，在初始返排階段之后，不管天然裂縫發(fā)育強(qiáng)度如何，所有生產(chǎn)井的日產(chǎn)油量都比較接近。對于天然裂縫發(fā)育強(qiáng)度較低的生產(chǎn)井，其日產(chǎn)水量相對穩(wěn)定（400 ～ 600 bbl），但與天然裂縫發(fā)育強(qiáng)度無關(guān)。而對于天然裂縫發(fā)育強(qiáng)度較高的生產(chǎn)井，其日產(chǎn)水量通常變化比較大，介于490 ～ 19600 bbl，同樣與天然裂縫發(fā)育強(qiáng)度無關(guān)。

由此可見，與誘導(dǎo)裂縫相比，天然裂縫對該頁巖區(qū)帶油藏中流體流動(dòng)的貢獻(xiàn)可忽略不計(jì)。對巴奈特（Barnett）頁巖區(qū)帶的研究也表明，盡管一些天然裂縫可能因水力壓裂而被重新激活，但生產(chǎn)數(shù)據(jù)似乎與天然裂縫發(fā)育強(qiáng)度以及可能被激活的天然裂縫無關(guān)。因此，對沃爾夫坎普頁巖這類水力壓裂儲層深入開展天然裂縫發(fā)育強(qiáng)度及力學(xué)地層學(xué)方面的量化研究，對于認(rèn)識或者預(yù)測儲層產(chǎn)能幾乎沒幫助。