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Nature fractures in shales of the Lianggaoshan Formation in northern Sichuan Basin: Fracture development characteristics and fracture formation and evolution model
Jianhua HE, Hongxiu CAO, Hucheng DENG, Changhai YIN, Yanping ZHU, Chang LI, Yong LI, Shuai YIN
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Nature fractures in shales of the Lianggaoshan Formation in northern Sichuan Basin: Fracture development characteristics and fracture formation and evolution model
The Jurassic Lianggaoshan Formation in Yingshan-Pingchang region, northeastern Sichuan has great exploration potential for shale oil and gas resources. To better understand the control of natural fractures on oil and gas enrichment and reservoir production, this paper utilizes multi-scale fracture characterization methods such as field observation, imaging, core logging, thin section, and CT scanning, combined with vein inclusion analysis, carbon-oxygen isotope analysis, acoustic emission testing, and U-Pb dating of veins. The characteristics of the multiscale fracture system in the study area are revealed; the formation history of natural fractures of different origins are clarified; and the fracture evolution model is constructed. The Jurassic shale reservoir mainly develops mechanical types of fractures, such as shear fractures, bedding slip fractures, bedding fractures, and fluid overpressure fractures. The tectonic deformation zone is dominated by NW-/NE-striking, high-angle parallel shear fractures and reticulate tension-shear hybride fractures, with high fracture density and large-scale vertical interlayers. The stable zone is characterized by bedding fractures, fluid overpressure fractures, and a small number of near-EW-/NNE-striking planar shear fractures, with low fracture density and high fracture filling. The Jurassic mainly experienced four episodes of fracture development : the early-middle Yanshanian (170-140 Ma), with the formation of near SN/NE-striking hydraulic overpressure fractures fully filled with fibrous calcite; the late Yanshanian (100-80 Ma), with the development of NNE-/near-EW-striking conjugate planar shear fractures, NE-striking expansion fractures, and hydrocarbon generation overpressure fractures; the early-middle Himalayan (67-32 Ma), with the continued development of planar shear fractures, NW-treding parallel shear fractures, longitudinal tension fractures, and bedding fractures; and the late Himalayan (15-6 Ma) with the activation of pre-existing fractures and formation of small number of NNE-striking tensile fractures. This study provides important support for quantitative prediction of effective fractures under multistage tectonic superposition in the Jurassic and identification of favorable areas for shale oil and gas enrichment.
shale reservoir / natural fractures / formation and evolution / effectiveness / Lianggaoshan Formation / Yingshan-Pingchang area
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