天然裂縫對頁巖油產量可能無重大貢獻

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

沃爾夫坎普頁巖可以劃分為5個地層單元，分別是A上、A下、B、C和D單元。就巖性而言，它是一套非均質深海相沉積地層，主要由互層的富含有機質的硅質泥巖、鈣質泥巖、碳酸鹽碎屑巖和粉砂巖構成，單層厚度從數毫米到數米不等。物性上其基質滲透率與美國其他地區多套頁巖的實測值大體相當，但天然裂縫比較發育、類型多樣。通過巖心觀察，共識別出了5種類型的裂縫：部分膠結的近垂直裂縫、順層裂縫、未膠結的張開節理、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）和面密度（巖心每平方英尺面積上的裂縫數）統計結果表明，就裂縫密度中位數而言，近垂直裂縫在裂縫總數中的平均占比約為70 %，而順層裂縫約為20 %，節理約為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滲透率僅約0.046×10-3μm2，但是水平井單井日產液量卻能多年維持在500 ～700 bbl（油和水）的水平，通常認為這可能是誘導裂縫（水力壓裂）和天然裂縫相結合而使儲層有效滲透率提高一個或多個數量級所致。然而，對于已經進入穩產期且生產時間在300 d或更久的15口井來說，其取心儲層段的天然裂縫發育強度與產量數據的對比結果卻并不支持兩者之間存在相關性。研究發現，在初始返排階段之后，不管天然裂縫發育強度如何，所有生產井的日產油量都比較接近。對于天然裂縫發育強度較低的生產井，其日產水量相對穩定（400 ～ 600 bbl），但與天然裂縫發育強度無關。而對于天然裂縫發育強度較高的生產井，其日產水量通常變化比較大，介于490 ～ 19600 bbl，同樣與天然裂縫發育強度無關。

由此可見，與誘導裂縫相比，天然裂縫對該頁巖區帶油藏中流體流動的貢獻可忽略不計。對巴奈特（Barnett）頁巖區帶的研究也表明，盡管一些天然裂縫可能因水力壓裂而被重新激活，但生產數據似乎與天然裂縫發育強度以及可能被激活的天然裂縫無關。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育強度及力學地層學方面的量化研究，對于認識或者預測儲層產能幾乎沒幫助。