Природные трещины в сланцах: обзор и новые наблюдения

Природные трещины давно рассматриваются как один из факторов, влияющих на добычу из сланцевых коллекторов, поскольку фактические дебиты газа и нефти часто превышают значения, ожидаемые для вмещающей сланцевой породы с низкими пористостью и проницаемостью. Во многих обнажениях сланцев, кернах и данных имидж-скважин выявляются трещины или их следы, а особенности распределения микроейсмических событий, связанных с гидроразрывом пласта, связывают с реактивацией природных трещин. В настоящей работе обобщены предыдущие исследования и представлены новые данные по керну и обнажениям из 18 сланцевых нефтегазоносных бассейнов, выявляющие распространённые типы сланцевых трещин, а также закономерности их минерализации, ориентации и размеров. Для широкого спектра сланцев характерен общий набор типов и конфигураций трещин: трещины, круто наклонённые к напластованию, разломы, трещины, параллельные напластованию, ранние уплотнённые трещины и трещины, связанные с конкрециями. Однако распространённость и пространственное распределение этих трещин в каждом сланцевом бассейне существенно различаются, формируя разные трещинные стратиграфии; эти различия зависят от свойств контактов и механических свойств, определяемых условиями осадконакопления, диагенеза и тектонического строения. Рост трещин может быть вызван несколькими механизмами, действующими независимо или совместно, включая дифференциальное уплотнение, локальные и региональные изменения напряжений, связанные с тектоническими событиями, компенсацию деформаций вокруг крупных структур, катагенез и поднятие. Системы трещин в сланцах неоднородны: они могут повышать или снижать продуктивность, увеличивать или уменьшать прочность породы, а также усиливать или ослаблять склонность породы к взаимодействию с гидроразрывом пласта. История погружения и диагенез трещин влияют на их характеристики и могут предоставлять больше информации для прогнозирования трещиноватости, чем обычно считается. Роль микротрещин в добыче из сланцев в настоящее время изучена недостаточно, хотя потенциально она может быть критически важной; необходимы дальнейшие исследования в этой области и роли природных трещин в целом.