收稿：2022-03-10，
修回：2022-07-19，
纸质出版：2022-10-01
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裂缝直接影响页岩储层特性和页岩气井单井测试产量。通过岩心和露头宏观裂缝描述、偏光显微镜和场发射扫描电镜微裂缝观察发现，川南地区五峰组-龙马溪组含气页岩宏观裂缝和微裂缝发育，可划分为顺层缝和非顺层缝。宏观裂缝中，顺层缝主要为页理缝和层间滑移缝，非顺层缝主要为斜交缝和垂直缝。微裂缝中，顺层缝主要为页理缝，非顺层主要为生烃增压缝、成岩收缩缝和溶蚀缝。含气页岩的裂缝以顺层缝为主，75 %的宏观裂缝和87 %的微裂缝均为顺层缝。裂缝密度和分布受埋深控制，埋深大于3 500 m地区裂缝集中发育于龙一
1（1-3）
小层，而埋深小于3 500 m地区裂缝集中发育于龙一
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小层。且随着埋深增加，宏观裂缝和微裂缝的密度均增大，部分井中埋深大于3 500 m含气页岩井宏观裂缝密度是其他埋深小于3 500 m同层含气页岩的10倍。页岩有机碳含量和层理类型也影响含气页岩的裂缝密度，高总有机碳含量的条带状粉砂型和砂-泥递变型水平层理页岩裂缝密度最大。裂缝发育有利于优质页岩段形成，埋深小于3 500 m地区优质页岩段主要发育于龙一
1（1）
小层；埋深大于3 500 m地区优质页岩段发育于龙一
1（1-3）
小层，部分井龙一
2
亚段底部由于成岩收缩缝发育，也成为优质页岩段。
Fractures are closely linked to the reservoir capacity of shale intervals， therefore also have a direct control over the test results of wells drilled into the intervals. A macro delineation based on cores and outcrops observation are combined with polarized microscopic and scanning electron microscopic images of samples to reveal the characteristics of fractures in the gas-bearing shale intervals of the Wufeng-Longmaxi Formations， southern Sichuan Basin. It shows that the shale intervals have highly-developed bedding-parallel and non-bedding-parallel macro and micro fractures， of which the bedding-parallel fractures take dominance and account for 75 % of the total macro fractures and 87 % of the total micro fractures. For macro fractures， the bedding-parallel fractures are generally foliation fractures and inter-layer sliding fractures， and the non-bedding-parallel fractures are oblique and vertical. For micro fractures， the bedding-parallel fractures are dominated by foliation fractures， while the non-bedding-parallel fractures are mostly fractures caused by abnormal pressure from hydrocarbon generation， diagenetic contraction fractures， and dissolution fractures. The density and distribution of the fractures are largely controlled by burial depth with the 3 500 m serving as a dividing line. For intervals below the line， fractures are mostly developed in the
L
1（1-3）
layer； for intervals above the line， fractures are concentrated in the L
1（1）
layer. Density of both macro and micro fractures increases with increasing burial depth. There are wells showing that density of macro fractures in shale intervals below the line is ten times higher than those above the line. The fracture density is also controlled by
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content and bedding types， which is well illustrated by shale intervals with high
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content and bedding of striped siltstone type and graded （siltstone to claystone） type also having the highest fracture density. As fractures are essential to the reservoir capacity of shale intervals， the
L
1（1-3）
and
L
1（1）
layers contain the best quality shale intervals. However， with diagenetic contraction micro-fractures well developed， the bottom of the
L
1（2）
also hosts some quality shale intervals.
Gale J F W ， Laubach S E ， Olson J E ， et al . Natural fractures in shale： A review and new observations ［J］. AAPG Bulletin ， 2014 ， 98 （ 11 ）： 2165 - 2216 .
Gale J F ， Reed R M ， Holder J . Natural fractures in the Barnett Shale and their importance for hydraulic fracture treatments ［J］. AAPG Bulletin ， 2007 ， 91 （ 4 ）： 603 - 622 .
王玉满 ， 李新景 ， 董大忠 ， 等 . 海相页岩裂缝孔隙发育机制及地质意义 ［J］. 天然气地球科学 ， 2016 ， 27 （ 9 ）： 1602 - 1610 .
Wang Yuman ， Li Xinjing ， Dong Dazhong ， et al . Development mechanism of fracture pores in marine shale and its geological significance ［J］. Natural Gas Geoscience ， 2016 ， 27 （ 9 ）： 1602 - 1610 .
郭旭升 ， 胡东风 ， 魏祥峰 ， 等 . 四川盆地焦石坝地区页岩裂缝发育主控因素及对产能的影响 ［J］. 石油与天然气地质 ， 2016 ， 37 （ 6 ）： 799 - 808 .
Guo Xusheng ， Hu Dongfeng ， Wei Xiangfeng ， et al . Main controlling factors on shale fractures and their influences on production capacity in Jiaoshiba area， the Sichuan Basin ［J］. Oil & Gas Geology ， 2016 ， 37 （ 6 ）： 799 - 808 .
汪虎 ， 何治亮 ， 张永贵 ， 等 . 四川盆地海相页岩储层微裂缝类型及其对储层物性影响 ［J］. 石油与天然气地质 ， 2019 ， 40 （ 1 ）： 41 - 49 .
Wang Hu ， He Zhiliang ， Zhang Yonggui ， et al . Microfracture types of marine shale reservoir of Sichuan Basin and its influence on reservoir property ［J］. Oil & Gas Geology ， 2019 ， 40 （ 1 ）： 41 - 49 .
Zeng L ， Liu W ， Li J ， et al . Natural fractures and their influence on shale gas enrichment in Sichuan Basin， China ［J］. Journal of Natural Gas Science and Engineering ， 2016 ， 30 ： 1 - 9 .
董大忠 ， 施振生 ， 孙莎莎 ， 等 . 黑色页岩微裂缝发育控制因素—以长宁双河剖面五峰组—龙马溪组为例 ［J］. 石油勘探与开发 ， 2018 ， 45 （ 5 ）： 763 - 774 .
Dong Dazhong ， Shi Zhensheng ， Sun Shasha ， et al . Factors controlling microfractures in black shale： A case study of Ordovician Wufeng Formation—Silurian Longmaxi Formation in Shuanghe Profile， Changning area， Sichuan Basin， SW China ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2018 ， 45 （ 5 ）： 763 - 774 .
田鹤 ， 曾联波 ， 徐翔 ， 等 . 四川盆地涪陵地区海相页岩天然裂缝特征及对页岩气的影响 ［J］. 石油与天然气地质 ， 2020 ， 41 （ 3 ）： 474 - 483 .
Tian He ， Zeng Lianbo ， Xu Xiang ， et al . Characteristics of natural fractures in marine shale in Fuling area， Sichuan Basin， and their influence on shale gas ［J］. Oil & Gas Geology ， 2020 ， 41 （ 3 ）： 474 - 483 .
王红岩 ， 施振生 ， 孙莎莎 ， 等 . 四川盆地及周缘志留系龙马溪组一段深层页岩储层特征及其成因 ［J］. 石油与天然气地质 ， 2021 ， 42 （ 1 ）： 66 - 75 .
Wang Hongyan ， Shi Zhensheng ， Sun Shasha ， et al . Characterization and genesis of deep shale reservoirs in the first Member of the Silurian Longmaxi Formation in southern Sichuan Basin and its periphery ［J］. Oil & Gas Geology ， 2021 ， 42 （ 1 ）： 66 - 75 .
张元动 ， 陈旭 . 奥陶纪笔石动物的多样性演变与环境背景 ［J］. 中国科学（D辑：地球科学） ， 2008 ， （ 1 ）： 10 - 21 .
Zhang Yuandong ， Chen Xu . Diversity evolution and environmental background of Ordovician graptolites ［J］. Science in China Series D： Earth Sciences ， 2008 ， （ 1 ）： 10 - 21 .
施振生 ， 董大忠 ， 王红岩 ， 等 . 含气页岩不同纹层及组合储集层特征差异性及其成因—以四川盆地下志留统龙马溪组一段典型井为例 ［J］. 石油勘探与开发 ， 2020 ， 47 （ 4 ）： 829 - 840 .
Shi Zhensheng ， Dong Dazhong ， Wang Hongyan ， et al . Reservoir characteristics and genetic mechanisms of gas‑bearing shales with different laminae and laminae combinations： A case study of Member 1 of the Lower Silurian Longmaxi shale in Sichuan Basin， SW China ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2020 ， 47 （ 4 ）： 829 - 840 .
刘宝珺 ， 许效松 ， 潘杏南 ， 等 . 中国南方古大陆地壳演化与成矿 ［M］. 北京 ： 科学出版社 ， 1993 .
Liu Baojun ， Xu Xiaosong ， Pan Xingnan ， et al . Evolution and mineralization of earth crust of paleocontinent in South China ［M］. Beijing ： Science Press ， 1993 .
赵圣贤 ， 杨跃明 ， 张鉴 ， 等 . 四川盆地下志留统龙马溪组页岩小层划分与储层精细对比 ［J］. 天然气地球科学 ， 2016 ， 27 （ 3 ）： 470 - 487 .
Zhao Songxian ， Yang Yueming ， Zhang Jian ， et al . Micro-layers division and fine reservoirs contrast of Lower Silurian Longmaxi Formation shale， Sichuan Basin， SW China ［J］. Natural Gas Geoscience ， 2016 ， 27 （ 3 ）： 470 - 487 .
Wang Hongyan ， Shi Zhensheng ， Zhao Qun ， et al . Stratigraphic framework of the Wufeng-Longmaxi shale in and around the Sichuan Basin， China： Implications for targeting shale gas ［J］. Energy Geoscience ， 2020 ， 1 （ 3-4 ）： 124 - 133 .
马永生 ， 蔡勋育 ， 赵培荣 . 中国页岩气勘探开发理论认识与实践 ［J］. 石油勘探与开发 ， 2018 ， 45 （ 4 ）： 561 - 574 .
Ma Yongsheng ， Cai Xunyu ， Zhao Peirong . China's shale gas exploration and development： Understanding and practice ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2018 ， 45 （ 4 ）： 561 - 574 .
邹才能 ， 赵群 ， 董大忠 ， 等 . 页岩气基本特征、主要挑战与未来前景 ［J］. 天然气地球科学 ， 2017 ， 28 （ 12 ）： 1781 - 1796 .
Zou Caineng ， Zhao Qun ， Dong Dazhong ， et al . Geological characteristics， main challenges and future prospect of shale gas ［J］. Natural Gas Geoscience ， 2017 ， 28 （ 12 ）： 1781 - 1796 .
Zhao J ， Jin Z ， Jin Z ， et al . Origin of authigenic quartz in organic⁃rich shales of the Wufeng and Longmaxi Formations in the Sichuan Basin， South China： Implications for pore evolution ［J］. Journal of Natural Gas Science and Engineering ， 2017 ， 38 ： 21 - 38 .
Lash G G ， Engelder T . An analysis of horizontal microcracking during catagenesis： Example from the Catskill delta complex ［J］. AAPG Bulletin ， 2005 ， 89 （ 11 ）： 1433 - 1449 .
Ougier-Simonin A ， Renard F ， Boehe C ， et al . Microfracturing and microporosity in shales ［J］. Earth‑Science Reviews ， 2016 ， 162 ： 198 - 226 .
丁文龙 ， 李超 ， 李春燕 ， 等 . 页岩裂缝发育主控因素及其对含气性的影响 ［J］. 地学前缘 ， 2012 ， 19 （ 2 ）： 212 - 220 .
Ding Wenlong ， Li Chao ， Li Chunyan ， et al . Dominant factor of fracture development in shale and its relationship to gas accumulation ［J］. Earth Science Frontiers ， 2012 ， 19 （ 2 ）： 212 - 220 .
Zeng W ， Zhang J ， Ding W ， et al . Fracture development in Paleozoic shale of Chongqing area （South China）. Part one： Fracture characteristics and comparative analysis of main controlling factors ［J］. Journal of Asian Earth Sciences ， 2013 ， 75 ： 251 - 266 .
赵建华 ， 金之钧 ， 金振奎 ， 等 . 四川盆地五峰组—龙马溪组含气页岩中石英成因研究 ［J］. 天然气地球科学 ， 2016 ， 27 （ 2 ）： 377 - 386 .
Zhao J ， Jin Z ， Jin Z ， et al . The genesis of quartz in Wufeng-Longmaxi gas shales， Sichuan Basin ［J］. Natural Gas Geoscience ， 2016 ， 27 （ 2 ）： 377 - 386 .
腾格尔 ， 申宝剑 ， 俞凌杰 ， 等 . 四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气形成与聚集机理 ［J］. 石油勘探与开发 ， 2017 ， 44 （ 1 ）： 69 - 78 .
Teng G ， Shen B ， Yu L ， et al . Mechanisms of shale gas generation and accumulation in the Ordovician Wufeng‑Longmaxi Formation， Sichuan Basin， SW China ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2017 ， 44 （ 1 ）： 69 - 78 .
牟传龙 ， 葛祥英 ， 许效松 ， 等 . 中上扬子地区晚奥陶世岩相古地理及其油气地质意义 ［J］. 古地理学报 ， 2014 ， （ 4 ）： 427 - 440 .
Mou Chuanlong ， Ge Xiangyin ， Xu Xiaosong ， et al . Lithofacies palaeogeography of the Late Ordovician and its petroleum geological significance in Middle‑Upper Yangtze Region ［J］. Journal of Palaeogeography ， 2014 ， （ 4 ）： 427 - 440 .
Macquaker J H ， Bentley S J ， Bohacs K M . Wave‑enhanced sediment‑gravity flows and mud dispersal across continental shelves： Reappraising sediment transport processes operating in ancient mudstone successions ［J］. Geology ， 2010 ， 38 （ 10 ）： 947 - 950 .
Jarvie D M ， Hill R J ， Pollastro R M . Evaluation of unconventional natural gas prospects： The Barnett Shale fractured shale gas model ［C］. Poland ： IMOG Research Conference ， 2003 .
施振生 ， 邱振 . 海相细粒沉积层理类型及其油气勘探开发意义 ［J］. 沉积学报 ， 2021 ， 39 （ 1 ）： 181 - 196 .
Shi Zhensheng ， Qiu Zhen . Main bedding types of marine fine⁃grained sediments and their significance for oil and gas exploration and development ［J］. Acta Sedimentologica Sinica ， 2021 ， 39 （ 1 ）： 181 - 196 .
Shi Zhensheng ， Zhou Tianqi ， Wang Hongyan ， et al . Depositional structures and their reservoir characteristics in the Wufeng⁃Longmaxi Shale in Southern Sichuan Basin， China ［J］. Energies ， 2022 ， 15 （ 5 ）： 1618 .
熊周海 ， 操应长 ， 王冠民 ， 等 . 湖相细粒沉积岩纹层结构差异对可压裂性的影响 ［J］. 石油学报 ， 2019 ， 40 （ 1 ）： 74 - 85 .
Xiong Zhouhai ， Cao Yingchang ， Wang Guanming ， et al . Influence of laminar structure differences on the fracability of lacustrine fine‑grained sedimentary rocks ［J］. Acta Petrolei Sinica ， 2019 ， 40 （ 1 ）： 74 - 85 .
王永辉 ， 刘玉章 ， 丁云宏 ， 等 . 页岩层理对压裂裂缝垂向扩展机制研究 ［J］. 钻采工艺 ， 2017 ， 40 （ 5 ）： 39 - 42 .
Wang Yonghui ， Liu Yuzhang ， Ding Yunhong ， et al . Research on influence of shale bedding to vertical extension mechanism of hydraulic fracture ［J］. Drilling & Production Technology ， 2017 ， 40 （ 5 ）： 39 - 42 .
孙可明 ， 冀洪杰 ， 张树翠 . 页岩层理方位及强度对水力压裂的影响 ［J］. 实验力学 ， 2020 ， 35 （ 2 ）： 343 - 348 .
Sun Keming ， Ji Hongjie ， Zhang Shucui . Influence of bedding azimuth and strength on hydraulic fracturing in shale ［J］. Journal of Experimental Mechanics ， 2020 ， 35 （ 2 ）： 343 - 348 .
丁文龙 ， 张博闻 ， 李泰明 . 古龙凹陷泥岩非构造裂缝的形成 ［J］. 石油与天然气地质 ， 2003 ， 24 （ 1 ）： 50 - 54 .
Ding Wenlong ， Zhang Bowen ， Li Taiming . Formation of non⁃tectonic fractures in mudstones in Gulong Depression ［J］. Oil & Gas Geology ， 2003 ， 24 （ 1 ）： 50 - 54 .
Zou C ， Qiu Z ， poulton S W ， et al . Ocean euxinia and climate change “double whammy” drove the Late Ordovician mass extinction ［J］. Geology ， 2018 ， 46 （ 6 ）： 535 - 538 .
梁兴 ， 徐政语 ， 张朝 ， 等 . 昭通太阳背斜区浅层页岩气勘探突破及其资源开发意义 ［J］. 石油勘探与开发 ， 2020 ， 47 （ 1 ）： 11 - 28 .
Liang Xin ， Xu Zhengyu ， Zhang Zao ， et al . Breakthrough of shallow shale gas exploration in Taiyang anticline area and its significance for resource development in Zhaotong， Yunnan province， China ［J］. Petroleum Exploration and Development ， 2020 ， 47 （ 1 ）： 11 - 28 .
郭旭升 ， 胡东风 ， 黄仁春 ， 等 . 四川盆地深层—超深层天然气勘探进展与展望 ［J］. 天然气工业 ， 2020 ， 40 （ 5 ）： 1 - 14 .
Guo Xusheng ， Hu Dongfeng ， Huang Renchun ， et al . Deep and ultra-deep natural gas exploration in the Sichuan Basin： Progress and prospect ［J］. Natural Gas Industry ， 2020 ， 40 （ 5 ）： 1 - 14 .
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