Естественные трещины в сланце Барнетт и их значение для обработки гидравлическим разрывом пласта

Добыча газа из сланца Барнетт опирается на стимуляцию гидравлическим разрывом пласта. Естественные раскрывающиеся трещины реагируют повторно в процессе стимуляции и повышают эффективность за счёт расширения зоны обработки. Для эффективного проектирования гидравлических разрывов необходимо знать как современное направление максимального горизонтального напряжения, контролирующее направление распространения гидравлических трещин, так и геометрию системы естественных трещин, которую мы рассматриваем здесь. Мы охарактеризовали естественные трещины в четырёх кернах сланца Барнетт по ориентации, размеру и свойствам герметизации. Мы измерили механическое свойство горной породы — индекс подкритических трещин, который определяет развитие клинообразных систем трещин. Естественные трещины распространены, узки (<0,05 мм; <0,002 дюйма), запломбированы кальцитом и представлены в виде эше́лонных рядов. Отдельные трещины имеют высокое отношение длины к ширине (>1000:1). Они крутые (>75°), доминирующее направление — западо-северо-западное; другие наборы ориентированы в направлении север–юг. Узкие трещины запломбированы и не могут способствовать хранению в резервуаре или повышению проницаемости, но распределение размеров популяции может подчиняться степенному закону, при котором крупнейшие трещины открыты. Индекс подкритических трещин для сланца Барнетт высок, что указывает на кластеризацию трещин; мы предполагаем, что крупные открытые трещины существуют в кластерах, расположенных на расстоянии в несколько сотен футов друг от друга. Эти кластеры трещин могут локально повысить проницаемость, но представлять проблемы для гидравлических разрывов. Меньшие запломбированные трещины действуют как плоскости слабости и повторно активируются во время гидравлической стимуляции. Поскольку направление максимального горизонтального напряжения — северо-восток—юго-запад и оно почти перпендикулярно доминирующим естественным трещинам, их реактивация расширяет зону обработки вдоль нескольких ветвей.