涪陵地区五峰-龙马溪组页岩气储层裂缝特征及其控制因素

2021-07-30彭女佳石万忠舒志国

东华理工大学学报(自然科学版) 2021年3期

徐壮，彭女佳，石万忠，舒志国

(1.东华理工大学地球科学学院，江西南昌 330013；2.东华理工大学核资源与环境国家重点实验室，江西南昌 330013； 3.中国地质大学(武汉) 资源学院，湖北武汉 430074； 4.中石化江汉油田分公司勘探开发研究院，湖北武汉 430074)

由于页岩气储层低孔隙度、低渗透率特征，在生产开采的过程中，对高脆性储层进行压裂产生诱导裂缝进而形成裂缝网络，这对于实现页岩气的有效增产至关重要(Montgomery et al., 2005；李澈等，2014)。在实际生产中，直接对储层裂缝的发育形态、数量进行分析和描述并不现实，往往是通过地震资料的叠前弹性参数反演对区域裂缝进行预测。赵剑等(2014)利用叠前弹性参数反演方法对中国西部地区的含气储层进行了预测，通过反演出拉梅系数、剪切模量和密度，成功地预测了储层的含气性。但是页岩储层相比于常规储层厚度要小很多，因此利用叠前弹性参数反演的精度较低，误差较大。在页岩储层的评价中,通常用脆性来表征页岩产生裂缝、形成裂缝网络的能力，并以此作为评价储层可压裂性的主要参数。刘玉章等(2015)通过页岩储层的脆性指数分析了页岩储层压裂形成缝网的受控因素，发现页岩脆性指数越高，储层越容易压裂。但是该方法的缺点是忽视了储层内部先天裂缝对于储层的影响。天然裂缝发育体系以及裂缝空间形态对页岩气藏的发育和富集具有重大影响(聂海宽等，2009；丁文龙等，2012；曾联波等，2008)。裂缝的发育程度不仅影响岩体力学强度,也影响压裂过程裂缝网络的形成(Gale et al., 2007；徐中华，2014)。在压裂过程中,通过合理的压裂技术可以有效利用天然裂缝诱导产生次生裂缝, 形成体积压裂，从而提高井筒附近储层的导流能力(Hill et al., 2004；杨恒林等，2013)。目前，关于裂缝发育程度对储层评价影响的相关研究较少。因此，总结出一套储层裂缝控制下的页岩气成藏模式特征对于页岩气勘探尤为重要(刘理湘等，2018；章双龙等，2019)。

中国海相页岩气资源丰富，同时由于经历多期次的构造改造，具有页岩时代老、热演化程度高和埋深差异大等特殊性。其中，涪陵地区作为中国南方海相页岩最具代表性的区域得到广泛关注和深入研究。笔者综合分析了涪陵地区页岩气的生烃、储集、保存等多个要素，基于典型钻井的测井资料、岩心观察及测试数据，研究和探讨涪陵地区五峰-龙马溪组页岩的裂缝发育模式及其控制因素，为南方海相页岩气的勘探开发提供了重要的指导作用。

1 区域概况

南方古生界海相页岩是中国页岩气主要勘探对象(李建青，2012)。涪陵地区五峰-龙马溪组黑色页岩最具代表性。该套页岩主体位于四川盆地东部万县复向斜的东南区域(杨锐等，2015)，基本被西北部的川东高陡褶皱带与东南方向的川黔坳陷断褶带边缘所发育的一系列断层所夹持(郭旭升等，2014b；张晓明等，2015；管全中等，2015)。西北部的地层坡度较陡，东南部断层发育，而奥陶系和志留系产状一致，总体走势平缓，呈现向西南、东北方向倾覆趋势。

奥陶系沉积时期，中扬子广大地区在华南板块的挤压作用下基底迅速下沉，大规模的海侵形成了一套稳定分布的富有机质硅泥质沉积(Dong et al., 2018；郭旭升等，2014b)。奥陶纪末全球冰川活动时期，沉积环境从深水相沉积转变为浅水台地相沉积。志留纪早期，华南板块的挤压作用使扬子板块由台地相转换为前陆盆地沉积环境。石炭纪中晚期，本区整体遭受海侵和抬升剥蚀，石炭系中统地层剥蚀殆尽(张晓明等，2015；管全中等，2015)。海西运动晚期，全区形成广泛海侵，二叠纪本区沉积稳定，为开阔海台地相。进入三叠纪，海退开始，下三叠统沉积厚度较稳定。中三叠世末期，印支构造旋回结束了本区漫长的海相沉积历史。侏罗纪末期，太平洋板块向扬子板块俯冲产生了强烈挤压应力作用和宁镇运动，开始了强烈褶皱造山运动(Zou et al., 2017；张晓明等，2015)。至此，本区的前陆盆地演化历史告一段落，主体构造形成(图1)。

图1 研究区区域构造位置图Fig.1 The region tectonic map of the research area

研究区沉积环境相对稳定，在沉积过程中东部水体逐渐加深，南部为黔中隆起，西部为川中古隆起。在几大古隆起的夹持下，研究区处于相对安静的陆棚沉积环境，发育了一套暗色富有机质和硅质泥页岩(Yang et al., 2016；徐壮等，2017)。研究区从晚奥陶纪一直到三叠纪的地层发育完整齐全，仅有晚志留纪到石炭纪的地层被剥蚀掉。而三叠系嘉陵江组至奥陶系十字铺组厚度较大，可达4 100 m。涪陵地区在龙马溪组底部区域，浅海陆棚相广泛沉积炭质泥页岩、深灰色-灰黑色泥页岩。依据岩性特征、岩相以及生物特征等变化趋势与规律，其又可以分为深水陆棚亚相沉积和浅水陆棚亚相沉积(Mcdanlel et al., 2002；郭念发等，1998；王东，2009)。沉积初期主要发育灰黑色含粉砂炭质泥岩、页岩、含粉砂泥岩夹少量深灰色泥质粉砂质条带(Duan et al., 2017；郭旭升等，2014b)。五峰组沉积时水体更深，黄铁矿富集，岩性多以炭质泥岩、页岩为主，含少量粉砂(图2)。

图2 研究区A井综合柱状图Fig.2 The comprehensive histogram of well A in the research area1.页岩；2.泥质灰岩；3.炭质页岩；4.炭质泥岩；5.粉砂质泥岩；6.粉砂岩

2 裂缝类型

由于形态规模、形成机理、破裂性质等评价标准的不同，裂缝的分类也不尽相同。一般来说，裂缝的形态对于页岩储层的改造和影响最为直接。油气开采时采用的压裂技术尽可能产生理想的立体裂缝系统，从而最大限度提高产能。在页岩储层中发育的天然裂缝可以分为层理缝、刺穿型高角度缝、内部高角度缝、低角度缝和微裂缝等5种类型。

2.1 层理缝

综合电成像图可以识别页理-层理缝。层理和页理缝在动态图上均有很好反应，均显示为暗色线状模式。其中层理在静态图上表现为不明显的暗色线状模式，而页理缝依旧显示为较为明显的暗色线状模式(唐佳伟，2013；高松洋，2007；郭旭升，2015)。

综合薄片、扫描电镜及FMI成像测井识别结果，判别A井89 m厚的页岩气储层段页理-层理缝整体较为发育，其下部38 m厚的页岩储层页理-层理缝最为发育(图3)。深度增加，其发育程度越高(表1)。页理-层理缝对于储层储集性能的贡献并不明显，然而，页理-层理缝的广泛发育可以连通更多的无机和有机孔隙，从而使得总的有效孔隙体积增加。

图3 A井页岩储层层理发育特征Fig.3 Developmental characteristics of shale reservoir in well A

表1 A井岩芯纹层发育特征统计

从稳态法测定水平渗透率统计结果来看，目的层段水平渗透率主要为0.034～6.463 mD，平均值为1.330 mD。垂直渗透率不高于1 mD，最小值为0.000 2 mD，峰值为0.020 4 mD，平均值为0.003 2 mD，而页理缝发育的样品经由稳态法测定，其渗透率显著增高，普遍高于1 mD，峰值可达6.463 mD(表2，图4)。研究区测井渗透率也显示出了相同的规律，由此可知页理-层理缝对地层水平渗流能力具有显著的贡献作用(Ma et al., 2017；管全中等，2015)。

图4 B井五峰组-龙马溪组储层渗透率Fig.4 The reservoir permeability of Wufeng-Longmaxi formation in well B

表2 A井水平渗透率和垂直渗透率对比统计数据

A井实测数据表明，涪陵地区五峰组-龙马溪组页岩垂直渗透率普遍小于1 mD，平均为0.003 2 mD；而在页理-层理缝发育处，水平方向的渗流性能普遍得到改善，普遍大于1 mD，最高值达到6.463 mD，证实了页理-层理缝是页岩气储层段渗流性能的关键控制因素。同时页理-层理缝可沟通大量的有机孔隙和无机孔隙，从而使得总有效孔隙体积增加，其对于水平渗流能力和储集性能起到了双重贡献作用(Curtis，2002；Jarvie et al.,2003；郭旭升等，2014a)。

2.2 刺穿型高角度缝

五峰-龙马溪组下部岩芯中主要发育大量水平缝以及局部少量高角度缝。高角度缝长度通常较长，可以达几米到几十米，但该类大型裂缝少见，即使在储层边界处发育密度也不大。但是由于优质页岩储层内部的裂缝网络相互贯通，造成页岩气的散失不可忽视(Dong et al., 2018；Lin et al., 2017)。

页岩储层中天然开启的大型裂缝很少见。大型裂缝越发育，其对储层的破坏越明显，页岩产气能力越低,这是由于大型裂缝可能会引起天然气窜层,导致天然气大量漏失(龙鹏宇等，2011)。而在漫长的地质历史时期，刺穿型高角度缝对于储层的破坏同样不可忽视。岩芯照片及FIM成像测井显示，A井上部地层高角度缝发育明显(图5)。

图5 A井上部FIM成像测井图Fig.5 FIM images of the upper formation in well A

2.3 内部高角度缝和低角度缝

内部高角度缝和低角度缝是连接水平井和微裂缝、层理缝的重要通道。若页岩储层只发育微裂缝和层理缝，仅依靠压裂很难有效沟通大部分储存空间，诱导裂缝连接层理缝和微裂缝的作用也很有限。而低角度缝发育的规模往往也不大，延伸不远，一般不会导致页岩气大规模地逸散。岩芯观察结果显示，五峰-龙马溪组页岩储层段构造裂缝整体欠发育，岩芯中局部段可见高角度缝和构造剪切缝，被方解石半充填-全充填，少数未充填。因此在储层内部的裂缝系统中，内部高角度缝相当于一级干道，低角度缝相当于二级干道。低角度缝与微裂缝可以串联起层理缝，使页岩气裂缝由平面裂缝系统转化成立体裂缝系统，从而大大提高页岩气聚集和渗流的能力。低角度缝发育的规模往往也不大，延伸不远，一般不会导致页岩气大规模地逸散。

A、B、C井上部地层发育高角度缝，均钻遇了较好的气测异常显示，而不发育裂缝的D井在上部地层未见到气测异常显示。分析认为，高角度缝对于页岩气储层段的含气性起到了调节作用，高角度缝的发育使储层上部所赋存的页岩气向上部地层进行渗流运移，从而导致了上部含气性整体变差，故对其含气性评价将综合考虑上部地层高角度缝发育情况。

2.4 微裂缝

涪陵地区五峰-龙马溪组暗色富有机质泥页岩段的氩离子抛光扫描电镜及普通扫描电镜结果显示纳米级微裂缝极其发育。微裂缝长度通常由微米级到纳米级,缝宽由几百纳米级到几微米级。该套页岩沉积后经历了深埋藏-抬升变浅的构造演化过程，在后期的抬升过程中，上覆地层遭受剥蚀导致地层压力下降，形成了五峰-龙马溪组内部压力大于上覆地层压力，地层内部高压使得岩石的有效应力降低，使微裂缝在沿着页岩层理面等薄弱层带大量发育(Yang et al., 2016；管全中等，2015)。这类微裂缝横向延伸一般绕过碎屑颗粒，沿着上下岩层应力差异性界面处发育。其主要类型包括3种：①在片状矿物(云母)内部容易劈开形成解理缝(图6a)；②沿碎屑颗粒与黏土矿物界面处形成的紧贴碎屑颗粒边缘发育的裂缝(图6b)；③黏土矿物晶间缝(图6c)。微裂缝若彼此首尾连接会形成水平产状的长条状微裂缝，而在微裂缝内部则呈现网状特征。

图6 A井微裂缝氩离子抛光扫描电镜图片Fig.6 Scanning electron microscopy images of microfracture argon ion polishing in well Aa.解理缝(2 411.84 m)；b.碎屑颗粒与黏土矿物界面贴粒缝(2 406.32 m)；c.黏土矿物晶间缝(2 415.10 m)

在后期的构造演化过程中，受构造应力的作用，在岩层中形成一些构造成因的微裂缝。这类裂缝缝壁比较平直，产状多样，多呈低角度-高角度，裂缝在延伸过程中往往切穿碎屑颗粒。

3 裂缝分布的控制因素

3.1 构造因素的影响

构造因素是造成岩石破裂的主要外在因素,是造成涪陵地区高角度缝与层间滑动缝形成的主要控制因素。一般认为，高角度缝主要为韧性剪切破裂作用形成的以剪切和张剪性构造裂缝为主的构造裂缝。这类裂缝常与层面方向近似垂直，方向性较为明显，裂缝面光滑平整。其主要发育在岩层内部，部分裂缝可以切穿页岩层面从而形成刺穿型裂缝。岩相相同时，断层规模越大、活动性越强则越容易产生裂缝。低角度滑脱缝则是在区域构造作用下，在页岩层的顶底部，沿着层面顺层滑动的剪切应力作用于页岩储层所产生。这种裂缝主要呈现倾角小，倾向变化大的特征。在裂缝面上往往可以见到明显的镜面和擦痕。受北西-南东向构造运动挤压，在该地区似箱状断背斜形成同时，高角度缝与层间缝得以相伴而生。但是，由于似箱状断背斜整体较为平缓，致使本区五峰组-龙马溪组高角度缝整体不发育。

涪陵地区五峰-龙马溪组页岩底部页理缝、滑动缝尤其发育。滑动缝裂缝面可见明显的擦痕、阶步或者光滑平整的镜面特征。由此推断，印支期以来，多期构造运动造成五峰组-龙马溪组作为区域性塑性层起到了层滑作用，尤其五峰组-龙马溪组下部沉积环境相对更加安静、贫氧，页理相对更发育。同时，沿层理缝更容易造成层间的滑动，因此层间滑动缝发育程度更高。

3.2 岩性界面物性差异

由于界面物性的差异，构造应力会使小型滑脱面产生。界面附近层间滑动缝可见集中发育。五峰组内部还存在着与斑脱岩相关的小型岩性界面，与其伴生的水平裂缝发育密度较高。因此，裂缝在具有物性差异的岩性界面附近集中发育。五峰组尤其明显，这是因为五峰组地层薄，顶底岩性为硬度较大的灰岩，在韧性相对较强的页岩中，层间滑动缝更为发育。在A井岩芯五峰-龙马溪组页岩地层中，五峰组底部，即炭质笔石页岩与临湘组含泥瘤状灰岩之间的界面，裂缝的发育密度高达12.8条/m；在五峰组与龙马溪组接触界面，即含生屑含炭灰质泥岩与含骨针含放射虫笔石页岩之间，裂缝的密度也明显高于上下地层，统计结果为2.19条/m。

3.3 脆性矿物含量与岩石破裂压力

脆性矿物含量与破裂压力是构造裂缝在纵向上发育差异的主要原因。脆性矿物主要包括石英、长石和黄铁矿等。无论是天然裂缝还是诱导裂缝,脆性矿物含量都是裂缝发育的前提，即一定范围内，脆性矿物含量越高，裂缝-微裂缝越发育(图7)。

图7 A井脆性矿物含量与裂缝-微裂缝关系图Fig.7 The relationship of brittleness mineral content and crack-microfracture in well A

通过对研究区A井龙马溪组-五峰组目的层段43块岩芯样品进行裂缝统计，以及对渗透率和脆性矿物含量进行测试。结果表明，在页岩优质储层中，膨胀性黏土矿物含量相对较少，而硅质、碳酸盐岩和长石等脆性矿物的含量相对较多。这是因为当黏土矿物含量较高时，胶结物中比重较大的泥质成分会导致储层强度和稳定性较低。石英等脆性矿物含量越高，胶结物中硅质成分比重就越大，强度和稳定性也就越高。同时，脆性矿物含量的增加会增强岩石的刚度，从而抵消压实作用对于孔隙减少的影响，致使更多的有机质孔隙得以保存。因此储层的抗压强度与石英、长石等脆性矿物的含量表现为正相关性。当地层应力达到屈服极限时，岩石稳定性越强，越会通过破裂产生裂缝释放压力。因此，富含硅质的页岩要比富含黏土质的页岩容易发育更多的天然裂缝(Zhang et al., 2014；马云鹏等，2015；蒲泊伶等，2008)。

在五峰-龙马溪组下部，页岩储层脆性矿物含量高，破裂压力低，裂缝更容易产生，自下而上脆性矿物含量逐渐减少，破裂压力逐渐升高，裂缝发育程度由好变差。A井五峰组地层脆性矿物含量的均值高达62.4%，峰值为80.3%，破裂压力的平均值为62.57 MPa，裂缝密度高达20条/m。水平缝与高角度缝相互交织，网状裂缝系统较为发达。在涪陵地区龙马溪组-五峰组的矿物组成方面，以A井为例，对按照深度(2 414.15～2 330.46 m)均匀取样的84块钻井岩芯样品的矿物组分数据进行分析。结果表明石英含量远大于其他脆性矿物含量(图8)。此84块钻井岩芯的实测石英含量与ECS元素测井所测得的硅质含量及随深度的变化趋势具备相当好的一致性，这说明了二者结果都较为准确。在本地区，随着深度增加，地层密度由于储层的孔隙度以及有机质的含量逐渐增加而逐渐降低，与石英含量变化呈负相关。根据A井实测石英含量与地层密度良好的响应关系(R=87.7%)，计算得到B、C、D井石英含量(图9)。对比图3和图9发现，石英含量在纵向上与层理缝发育具备良好的对应关系。

图8 脆性矿物含量百分比Fig.8 Percentage content of brittleness mineral

图9 涪陵地区石英含量纵向分布连井剖面Fig.9 The longitudinal distribution of silica content even the well profile in Fuling area1.石灰岩；2.炭质泥岩；3.粉砂质泥岩；4.页岩；5.硅质页岩；6.粉砂岩；7.砂质泥岩；8.炭质泥岩；9.砂质页岩

3.4 岩石内部结构与非均质性对裂缝的影响

岩石粒径的大小对于裂缝发育同样产生影响。曾联波等(2008)通过研究认为，岩石颗粒的粒径越细，越有利于裂缝的发育。例如北美Barnett页岩属于较深水的前陆盆地沉积,岩石多以微细颗粒为主，裂缝广泛发育。此外，岩性变化处往往是裂缝发育的地区(郭英海等，2015)。扫描电镜显示纹层、夹层、有机质与纯净的页岩相间分布，黄铁矿等矿物团状聚集，区域聚集的矿物组合等都造成了页岩的非均质性，从而导致了页岩微裂缝形态的多样特征。常见的形态包括平直状、弯曲状、分叉状、交叉状等，其发育部位、配置关系、发育方向、发育特征在微观尺度下也具有强非均质性(杨海雨，2014)。

脆性较高、粒径较小的页岩在充分破坏时, 宏观各向异性和微观均质性共同影响裂缝-微裂缝的扩展。宏观各向异性表现在不同方向上的力学差异影响优势破裂面的选择，其造成的非稳态扩展控制产生最后复杂的主破裂面(Price, 1996；Bowker, 2007；杨振恒等，2013)。微观均质性控制微裂缝沿多角度、多方向进行扩展。其决定了岩石完全破碎时能否形成多重破裂面(曹华龄，1991；莫生娟，2013；左中航等，2012)。微裂缝通常来说都是平行于层理和在黏土矿物粒间发育的，常与黏土颗粒具有相同的定向特征(梁豪，2014)。各向异性程度也决定了天然微裂隙的定向发育程度。各向异性越高，对于压力变化也更加敏感，在后期压裂改造过程中也越容易形成网状诱导裂缝(胡东风等，2014)。

4 裂缝型储层页岩气富集模式

一般认为，裂缝对于页岩储层的意义在于裂缝不仅可以作为页岩气的储集空间和运移通道，同时还可以作为页岩生烃形成的有机烃以及酸性流体的通道，使其在更广的范围内对不稳定矿物进行溶蚀。此外，裂缝对后期压裂改造效果具有重要的影响(Gillespie et al., 2015；Lin et al., 2017)。

北美典型页岩气藏所在的盆地主要展布于被动大陆边缘演化成前陆盆地的区域以及古生界克拉通地台区，这些盆地一般构造稳定、地层总体较为平缓,储层埋藏深度适中(Gale et al., 2007)。例如密歇根盆地就是一个基底为前寒武系结晶岩系,自寒武纪开始发育的克拉通内古生代盆地。该盆地特点为沉降速率较小,构造变形较弱,无中新生界覆盖,油气保存较好(Gale et al., 2007；Montgomery et al., 2005)。因此，北美页岩气的勘探开采经验中，并不需要着重关注区域尺度构造因素对于储层裂缝发育的影响。

涪陵地区五峰-龙马溪组黑色含炭页岩储层的渗流储集模式与北美典型页岩气藏存在较为明显的差异。区域尺度上，四川盆地古生代属于海相沉积盆地,页岩沉积环境属于深水相沉积、浅-深水陆棚相,主力层段为下寒武统以及下志留统。储层深度更深，断裂活动强烈,裂缝广泛发育。四川盆地所发育海相地层虽然经过多次后期的构造改造,但是总体面貌没有遭到明显的破坏。下古生界地层较好的保存程度和高稳定性表明，构造运动并没有对页岩气藏造成巨大破坏。本地区主体为似箱状背斜，两翼陡，顶部缓，边缘逆断层封堵良好，高角度缝不发育，开采获得高产，其中A井日产量可达20.3×104m3。彭水地区则处于向斜构造带，边缘同样被逆断层封闭，但该地区构造改造强度大，抬升剥蚀强烈，刺穿型高角度断层发育，较差的保存条件导致大量的游离气沿着层间滑动缝逸散(图10)。以E井为代表的诸多钻井均钻遇到了优质页岩储层，只收获了低产页岩气流，E井的测试日产量仅为2.5×104m3，尚未获得页岩气的商业性发现(Dong et al., 2018；Zou et al., 2017)。

图10 川东南涪陵地区以及彭水地区地层发育以及断裂发育模式(Jarvie et al., 2003)Fig.10 The formation development and fracture development pattern in Fuling and Pengshui area1.侏罗纪；2.志留纪；3.二叠纪-三叠纪；4.石炭纪-奥陶纪；5.新元古代

宏观上，岩芯观察页理缝较为发育，局部见到层间滑移，推测在该套地层内部是闭合的，高角度缝主要发育在底部，多被方解石充填。由于页岩页理缝和层间滑动缝发育，顺页理方向上的扩散作用大大增加，岩芯中密集发育的镜面、擦痕和阶步就是最有力的证据。其影响就是顺层方向的渗透率远远超过垂直层理方向的渗透率(图4)。这意味着平行层理面方向孔隙的连通性以及微裂缝的发育情况远优于垂直层理面方向，页岩气扩散作用增强，甚至页岩气沿层面主要以扩散相运移至埋深较浅处。同时，页理缝的进一步发育还可以连通更多的无机和有机孔隙，使储集空间进一步增加。理论上，埋深由深到浅往往意味着围压的降低。实验证明，围压下降到一定值时，岩石将发生剪切破裂，从而裂缝-微裂缝的规模进一步扩大。断裂开启，孔隙度和渗透率都将增大。龙马溪组富有机质页岩埋深不足1 500 m时，对自身页岩气的封盖保存作用较差，埋藏越浅，封盖效果越差(Zhang et al., 2014；Ma et al., 2017)。

微观上，氩离子扫描电镜下可见矿物和有机质内部发育缝宽约5～200 nm的微裂缝。微裂缝和微裂隙的存在对于储层的储集性能和渗流性能均具备一定的贡献，特别是对于渗流性能的贡献作用十分显著。在此情况下，侧向扩散作用成为页岩气(主要是游离气)扩散运移的主要作用方式之一。四川盆地以及周缘下古生界海相页岩成岩程度普遍较高，页岩压实作用导致片状的黏土矿物近似平行岩层面进行定向排列。反复叠加及本身塑性变形造成了垂直岩层面方向上延伸的孔隙被大量阻塞，分子扩散作用在垂向上受到一定程度的减缓和限制(Curtis, 2002；Schlomer et al., 2004)。

通过对诸多勘探实例进行归纳总结，并结合裂缝对于页岩气富集的影响的相关结论，建立了裂缝型储层的页岩气富集模式。参考多个影响因素，裂缝型储层的页岩气富集模式大体上可以分为9种。水平缝发育、构造活动影响较小的北美地区典型页岩气藏模式一直是世界各国开展页岩气相关研究的模型与基础(图11a)。在该模式中，游离气与吸附气均匀分布于页岩储层中，后期通过对储层的压裂改造往往能够形成较好的单井产量。在单斜型构造模式中，构造高点处的纵向以及侧向的封闭性对于能否成藏起到决定性的作用。这是因为在该模式中，页岩气(主要是游离气)在流体势的驱动下从高势区(构造低点)向低势区(构造高点)运移。如果构造高点处的封闭性良好，那么常会形成储量相当可观的页岩气藏(图11c)；一旦刺穿型裂缝或者断层分布于构造高点，则对于页岩气成藏起毁灭性破坏作用(图11b)。受到多期构造作用的改造效果叠加，以涪陵地区焦石坝为代表模式的背斜型构造样式和彭水地区为代表的向斜型构造模式在广大的中国南方地区发育。在背斜型和向斜型构造模式当中，储层顶底板的封闭效果对于成藏至关重要。如果顶底板封闭性较差，其中断裂发育或者由渗透效果良好的砂岩构成，那么页岩气可能直接穿透顶底板或者在运移的过程中透过顶底板进行散失掉(图11f,g)。如果构造高点处刺穿型裂缝或者断裂发育，聚集于此的页岩气同样会散失(图11e,g)。在顶底板封闭效果良好且刺穿型裂缝不发育的情况下，背斜型构造的页岩气成藏位置往往在于背斜核部(图11d),而向斜型构造的成藏位置在于向斜两侧翼部(图11i)。这为页岩气甜点区的勘探提供了一定程度的指向性。

图11 页岩气储层构造裂缝复合控制模式(王超等，2017)Fig.11 Composite control mode of shale gas reservoirs structural fractures a.北美页岩气藏模式图，构造影响小，水平缝发育；b.构造高点裂缝发育的单斜型构造模式图；c.构造高点无裂缝发育的单斜型构造模式图d.背斜型构造对储层游离气运移的影响；e.构造高点裂缝发育的背斜型构造模式图；f.顶底板条件不佳的背斜型构造模式图；g.构造高点裂缝发育的向斜型构造模式图；h.顶底板条件不佳的向斜型构造模式图；i.向斜型构造对储层游离气运移的影响