鄂尔多斯盆地延长组长72油层组陆相页岩纹层及裂缝分布特征的量化表征

来源：石油科学通报杂志2024年第1期北京时间：

作者：何宗杭；陆子杰；李玉；段永婷

单位：东北大学资源与土木工程学院,沈阳 110819%东北大学资源与土木工程学院,沈阳 110819;东北大学深部工程与智能技术研究院,沈阳 110819

摘要：为明确鄂尔多斯盆地延长组陆相页岩纹层及裂缝分布特征,运用高清摄像、超景深显微镜、IPP软件、分形几何学、蒙特卡罗模拟等多种手段对长 72 油层组陆相页岩试样纹层及裂缝进行了观测和表征.划分了亮色和暗色纹层两种类型,并通过XRD实验对亮色和暗色纹层矿物组分进行了比较.分别统计了亮色和暗色纹层在宏观、放大 20 倍和 50 倍三种观测尺度下的纹层厚度分布规律,分析了不同厚度级(1 mm以下、1～10 mm和 10 mm以上)纹层平均厚度的分布规律.表征了裂缝宽度、间距和倾角的分布特征,并结合不同类型纹层分布规律,建立了陆相页岩二维细观结构模型.研究结果表明:(1)亮色纹层中矿物类型以石英、长石等脆性矿物(80%)为主,暗色纹层主要由40%的脆性矿物和40%的黏土矿物组成.(2)陆相页岩总纹层厚度与数量拟合满足指数函数关系,亮色纹层厚度与数量拟合满足幂函数关系,暗色纹层厚度与数量拟合满足对数函数关系.(3)随着观测尺度增大,薄纹层(1 mm以下)出现频率增高,中等纹层(1～10 mm)和厚纹层(10 mm以上)出现频率均降低,且不同类型纹层厚度级与相应纹层平均厚度的对数值间呈现出线性关系,纹层厚度分布具有分形特征.(4)裂缝宽度分布在细观尺度范围内,宽度均值和标准差分别为 0.271 mm和0.114 mm,分布较集中,裂缝间距的均值和标准差为8.115 mm和8.448 mm,分布较均匀,裂缝倾角的绝对值与数量拟合满足对数函数.相关研究成果可为纹层状陆相页岩的地质结构模型建立提供基础数据和方法参考.

关键词：陆相页岩,纹层类型,多尺度,分形维数,细观裂缝