天然裂缝对页岩油产量可能无重大贡献

通常认为，页岩储层中天然裂缝的发育情况对水力压裂的效果影响很大，天然裂缝越发育，压裂后油气产量提高得越明显，但壳牌休斯敦国际勘探开发公司的研究人员对美国特拉华盆地沃尔夫坎普（Wolfcamp）页岩开展的一项研究却得出了相左的结论。

沃尔夫坎普页岩可以划分为5个地层单元，分别是A上、A下、B、C和D单元。就岩性而言，它是一套非均质深海相沉积地层，主要由互层的富含有机质的硅质泥岩、钙质泥岩、碳酸盐碎屑岩和粉砂岩构成，单层厚度从数毫米到数米不等。物性上其基质渗透率与美国其他地区多套页岩的实测值大体相当，但天然裂缝比较发育、类型多样。通过岩心观察，共识别出了5种类型的裂缝：部分胶结的近垂直裂缝、顺层裂缝、未胶结的张开节理、断裂以及“束状”裂理等。岩心裂缝线密度（岩心每英尺长度上的裂缝数）和面密度（岩心每平方英尺面积上的裂缝数）统计结果表明，就裂缝密度中位数而言，近垂直裂缝在裂缝总数中的平均占比约为70 %，而顺层裂缝约为20 %，节理约为10 %，断裂则小于1 %。除了A上单元中裂缝线密度相对较低外（平均为0.35条/ft），其他4个地层单元大致相等（0.74 ～ 0.96条/ft）（图1）。

沃尔夫坎普页岩储层基质渗透率仅约0.046×10-3μm2，但是水平井单井日产液量却能多年维持在500 ～700 bbl（油和水）的水平，通常认为这可能是诱导裂缝（水力压裂）和天然裂缝相结合而使储层有效渗透率提高一个或多个数量级所致。然而，对于已经进入稳产期且生产时间在300 d或更久的15口井来说，其取心储层段的天然裂缝发育强度与产量数据的对比结果却并不支持两者之间存在相关性。研究发现，在初始返排阶段之后，不管天然裂缝发育强度如何，所有生产井的日产油量都比较接近。对于天然裂缝发育强度较低的生产井，其日产水量相对稳定（400 ～ 600 bbl），但与天然裂缝发育强度无关。而对于天然裂缝发育强度较高的生产井，其日产水量通常变化比较大，介于490 ～ 19600 bbl，同样与天然裂缝发育强度无关。

由此可见，与诱导裂缝相比，天然裂缝对该页岩区带油藏中流体流动的贡献可忽略不计。对巴奈特（Barnett）页岩区带的研究也表明，尽管一些天然裂缝可能因水力压裂而被重新激活，但生产数据似乎与天然裂缝发育强度以及可能被激活的天然裂缝无关。因此，对沃尔夫坎普页岩这类水力压裂储层深入开展天然裂缝发育强度及力学地层学方面的量化研究，对于认识或者预测储层产能几乎没帮助。