Características del desarrollo de fracturas naturales en los reservorios de petróleo y gas de esquisto y su papel en la formación y almacenamiento

YUAN DENGFU ,  

WANG BOYANG ,  

LIU BO ,  

LI SHICHAO ,  

XIAO FEI ,  

QAMAR YASIN ,  

HUANG YIMING ,  

YANG JIANGUO ,  

摘要

El petróleo y gas de esquisto, como recursos no convencionales importantes en China, desempeñan un papel clave en la optimización de la estructura energética y en mejorar la autosuficiencia energética. Los yacimientos de esquisto generalmente presentan características típicas de baja porosidad y baja permeabilidad, y el grado de desarrollo y la estructura espacial del sistema de fracturas naturales controlan directamente el estado de existencia del petróleo y gas y su capacidad de flujo. Por lo tanto, llevar a cabo un estudio detallado del sistema de fracturas en los yacimientos es un problema geológico central para predecir los "puntos dulces" y desarrollar eficientemente el petróleo y gas de esquisto. Basándose en los últimos resultados de investigaciones nacionales e internacionales, y empleando un método de investigación que combina enfoques macro y micro junto con la colaboración de múltiples tecnologías, se realizó un estudio sistemático sobre los tipos de fracturas en el esquisto, la caracterización integrada, los principales factores de control y su papel en la formación y almacenamiento de los yacimientos. Los resultados muestran que las fracturas naturales en el esquisto son un sistema complejo de red que se desarrolla de forma ordenada con múltiples orígenes y a múltiples escalas. Según su origen geológico, se pueden clasificar en tres categorías principales: fracturas tectónicas, fracturas diagénicas y fracturas de alta presión anómala, con escalas que abarcan desde nanómetros hasta kilómetros, requiriendo una caracterización precisa mediante la integración de múltiples tecnologías como predicción sísmica, imageno logging, observación de núcleos, análisis de láminas delgadas, microscopía electrónica de barrido y tomografía computarizada 3D. El desarrollo de las fracturas está controlado por la interacción de múltiples factores geológicos: las fracturas tectónicas se ven afectadas por la tectónica, la fragilidad de la roca y el grosor mecánico de las capas; las fracturas diagénicas están principalmente controladas por la combinación de laminaciones, el contenido total de carbono orgánico y el grado de evolución térmica; mientras que el desarrollo de las fracturas de alta presión anómala depende de los mecanismos de sobrepresión como la sobrepresión por generación de hidrocarburos y el subreducimiento, así como las condiciones de conservación. La investigación revela además un efecto "doble filo" significativo del desarrollo de fracturas en la formación de yacimientos de petróleo y gas de esquisto: constructivamente, una red de fracturas desarrollada moderadamente puede aumentar eficazmente el espacio de almacenamiento, mejorar significativamente la capacidad de flujo, conectar poros aislados, formar canales preferenciales de migración y controlar la distribución de las zonas de alta producción "puntos dulces"; destructivamente, el desarrollo excesivo de fracturas (especialmente las tectónicas tardías) puede destruir la capacidad de auto-sellado de las capas de esquisto, provocando la fuga de hidrocarburos acumulados y potencialmente causando un fuerte efecto de fraccionamiento de hidrocarburos que deteriora el componente del petróleo residual y reduce su movilidad. Por lo tanto, la configuración óptima de los tipos, escalas y densidades de fracturas junto con el estado actual del esfuerzo, formando una red de fracturas "moderadamente desarrollada", es clave para una eficiente concentración y producción elevada de petróleo y gas de esquisto. Los resultados anteriores proporcionan una base teórica importante para la caracterización detallada de los yacimientos de petróleo y gas de esquisto en China y para la exploración y desarrollo eficientes.

关键词

petróleo de esquisto;gas de esquisto;fracturas naturales;caracterización integrada;factores principales;formación y almacenamiento

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