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在泥页岩气的勘探开发中，泥页岩评价指标主要是总有机碳、成熟度、连续厚度和泥页岩中脆性矿物含量［1-4］等。除了以上评价指标以外，页岩裂缝发育情况也是一个关键评价指标，而不同构造区会形成不同类型及程度的裂缝，导致气体保存与逸散情况存在差异[5]。龙鹏宇等[6]分析了泥页岩裂缝的成因类型等，并分析了裂缝对页岩气聚集和产出的影响；焦淑静等[7]利用扫描电镜研究页岩中的孔隙类型及成因；骆杨等[8]考虑构造应力与流体压力耦合关系研究了页岩中裂缝发育特征。目前对于页岩中的裂缝与页岩的品质之间关系分析较少，泥页岩天然裂缝可以加快吸附态页岩气的解吸，有利于游离态页岩气的运移和保存，大大增加了页岩气藏的产气量；但裂缝常常与大断裂伴生，页岩气会沿断裂逸出，不利于页岩气的保存和产出[9]。基于以上分析本文针对渝东南地区下古生界五峰组-龙马溪组泥页岩层系中裂缝系统开展了分析，探究裂缝的主控因素为优选页岩气勘探靶区提供依据。

1 区域地质概况

渝东南地区位于重庆市的东南部。在大地构造上属于扬子准地台上扬子台内坳陷构造单元——黔川鄂台褶带。渝东南地区经历了至晋宁期扬子准地台褶皱基底形成、南华纪-三叠纪槽台分化和侏罗纪-第四纪陆内改造三个阶段的构造沉积演化。形成了现今北东向褶皱和断裂分布，北西至南东表现为隔挡式褶皱-过渡型-隔槽式褶皱的构造格局［10-12］。自下而上发育元古界南华系和震旦系、古生界、中生界三叠系和侏罗系以及新生界第四系地层。

下古生界五峰组－龙马溪组地层为本次研究目的层，以黑、灰黑色页岩和碳质页岩为主，夹硅质岩及泥灰岩凸镜体，富含笔石类及少量腕足类等化石。渝东南地区五峰组－龙马溪组地层厚度约为40 m～210m，总体具有南东薄、北西厚的特点。在研究区中部和南东部彭水、黔江、酉阳、秀山一带地层厚度约40 m～100m，地层厚度变化较慢；在研究区龙谢以北地层出现一个沉积中心，地层厚度为160 m～210m，地层厚度变化较快；在武隆－彭水一带，出现一个地层减薄的低值区，中心沉积厚度小于80m。

2 泥页岩裂缝发育特征

2.1 裂缝类型

通过野外剖面的实地观测表明：整个渝东南地区页岩层系裂缝较为发育，以构造成因的剪切缝为主，剪切缝又可分为平面剪切缝和剖面剪切缝。由于岩层非均质性的影响，两组共轭剪切缝一般会只有一组较发育。

2.2 裂缝发育程度

对于一个裂缝组系来说，裂缝的基本参数包括裂缝的宽度（张开度）、长度、间距、密度、产状、充填情况、溶蚀改造情况等，其中裂缝密度、宽度和长度等是研究裂缝作为储渗体系的重要参考指标［13-17］。在同等充填程度的情况下，裂缝发育程度越好，其渗流效果往往越好。

五峰组-龙马溪组以小型裂缝和中等裂缝为主。裂缝长度主要集中在≤5cm和5～10cm。裂缝宽度≤1mm的约占31%，1～2mm的约占48%，裂缝宽度在2～5mm的约16%，裂缝宽度＞5mm的约5%。渝东南地区地表泥页岩层系裂缝倾角在各区间内均有分布，但以高角度缝为主，占裂缝总数的60%左右，斜交缝次之，约占全部裂缝的25%，垂直缝再次之，水平缝较不发育。

2.3 裂缝充填特征

充填物的类型为方解石、石英、黄铁矿等，其中方解石为主要的充填物，如图1所示。

泥页岩层系岩心裂缝多以全充填为主，而未充填裂缝和半充填裂缝相对较少，反映出渝东南地区五峰组-龙马溪组泥页岩层系裂缝充填程度高。

图 1 渝东南地区龙马溪组裂缝充填物类型

Figure 1 The types of fault fill in the Longmaxi Formation in the southeast area of Chongqing

2.4 裂缝产状

通过对渝东南地区野外裂缝走向玫瑰花图的绘制表明，龙马溪组复平后裂缝走向包括NNW向、NNE向、近EW向，以NNW向裂缝最为发育，如图2所示。发育优势方位近NNW向及NNE向两个方向，整体优势方位为NNW向。

图 2 渝东南地区龙马溪组裂缝走向玫瑰花图

Figure 2 Rose diagram of the strike of the cracks in the Longmaxi Formation in the southeast area of Chongqing

3 裂缝形成的主控因素

3.1 岩性和矿物成分

页岩岩性的差异和矿物成分的不同影响了页岩的脆性，页岩的脆性大，在挤压、拉伸、扭曲等变形中容易发生破裂，形成裂缝［18］。

样品的矿物组成以黏土和石英为主，如图3所示。其中黏土矿物体积分数介于22.0%～56.0%，平均体积分数为42.7%；石英体积分数介于32.0%～48.0%，平均体积分数为38.3%；长石体积分数介于4.0%～25.0%，平均体积分数为12.1%；碳酸盐矿物体积分数分布在0%～19.0%之间，平均为3.1%；黄铁矿体积分数分布不均匀，露头样品中黄铁矿体积分数比钻井岩心的低（YY1样品为钻井样品，YLT为露头样品）。脆性矿物（石英、长石、方解石、白云石）体积分数均值达53.5％，表明渝东南地区五峰组-龙马溪组页岩脆性程度较高，有利于储层压裂改造。

图 3 渝东南地区龙马溪组矿物体积分数分布图

Figure 3 Volume fraction distribution map of the Longmaxi Formation in the southeast area of Chongqing

3.2 构造应力场与裂缝分期配套

野外裂缝定向观测结果表明：渝东南地区地表泥页岩层系主要发育有5个方位的构造裂缝，如图4所示。结合该地区的构造演化、裂缝成因和野外裂缝交切关系，综合分析认为页岩层系发育四组平面X型共轭剪切缝可两两配套，其中①NNW向（345°±5°）和③NE向（40°±5°）构成早期平面X型共轭剪切缝，形成时间最早，数量和规模均有限，为印支期受构造抬升形成，构造主应力方位为NNE向，同时形成了少量⑤近EW向（85°±5°）的剖面X型共轭剪切缝；②NWW向（285°±5°）和④NW向（330°±5°）构成平面X型共轭剪切缝，形成时间较①NNW向、③NE向和⑤EW向裂缝晚，属于燕山期构造运动形成，此时期是该区裂缝发育的主要时期，主要构造主应力方位为NW向。喜山期构造运动对本区裂缝发育影响较小，主要为改造作用，该时期构造主应力方向为近SN向，形成了少量近⑤EW向（85°±5°）的剖面X型共轭剪切缝。

图 4 渝东南地区页岩层系裂缝走向玫瑰花图

Figure 4 Rose diagram of the strike of the faults in the shale formation system in the southeast area of Chongqing

3.3 构造运动及改造强度

通过综合分析研究，该地区泥页岩层系发育的构造裂缝受到了印支期、燕山期、喜山期三期构造运动的影响，相对应的发育三齐次裂缝。

（1）印支期

该时期主要受构造抬升作用影响，局部地区受NE-SW向挤压应力场的影响，发育有部分平面X型共轭剪切缝，与层面高角度或垂直相交，裂缝走向与倾向方位不一致，走向主要方位为NNW向和NE向，这与野外剖面调查中观测到的①NNW向（345°±5°）和③NE向（40°±5°）相符，该两组裂缝锐夹角的平分线与最大主应力的方向相平行；随着构造应力的持续作用，岩层面逐渐发生变形，产生近EW向剖面剪切缝，野外观测到该组裂缝走向近EW向（85°±5°）。

（2）燕山期

本期受NW-SE向的强烈挤压应力作用影响，在NNE方向上形成一系列褶皱及断层构造，并发育大量NW向、NWW向平面X型共轭剪切缝，与野外剖面裂缝调查发现的②NWW向（285°±5°）和④NW向（330°±5°）裂缝一致，两组裂缝锐夹角的平分线为NW向，与最大主应力方向平行；随着构造应力的继续作用，在已变形的岩层中产生与主应力方向垂直的NE向剖面X型剪切缝。

（3）喜山期

喜马拉雅运动对本区裂缝发育起改造作用，裂缝发育规模较燕山期小，但该时期也存在一定程度的挤压作用，其主应力方向为近SN向，易形成NW向及NE向平面X型共轭剪切缝。实际野外观测结果发现，该时期NW向、NE向平面X型共轭剪切缝并不发育，可见，喜山期构造运动对本区裂缝发育影响很小。随着喜山运动对渝东南地区的持续影响，产生与主应力方向垂直的近EW向剖面X型共轭剪切缝，野外观测到该组裂缝走向为近EW向（85°±5°）。

4 结论

（1）渝东南地区五峰组-龙马溪组裂缝以小型裂缝和中等尺度裂缝为主。裂缝长度主要集中在≤5cm和5～10cm；裂缝宽度主要为≤2mm，约占79%；裂缝倾角以高角度缝为主，占裂缝总数的60%左右。

（2）裂缝走向包括NNW向、NNE向、近EW向，以NNW向裂缝最为发育。发育优势方位近NNW向及NNE向两个方向，优势方位NNW向明显。裂缝充填以方解石为主要的充填物，其次为石英、黄铁矿充填。

（3）页岩中的脆性矿物的体积分数越大，泥页岩裂缝发育程度越高。渝东南地区龙马溪组黑色页岩中石英、长石和碳酸盐等脆性矿物体积分数达53.5%，具有较好的脆性特征，易于形成天然裂缝。

（4）野外裂缝观察结合区域构造演化表明，渝东南地区泥页岩层系发育的构造裂缝受三期构造运动的影响，发育对应的三期裂缝发育期。三期裂缝的发育对应的形成时期分别是印支构造运动期、燕山构造运动期和喜马拉雅构造运动期。

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