Fracture development characteristics and main controlling factors of natural fracture in the Upper Triassic Xujiahe Formation in Yuanba area, northeastern Sichuan Basin

doi:10.13745/j.esf.sf.2024.6.12

Abstract

Abstract:

The Upper Triassic Xujiahe Formation in Yuanba area, northeastern Sichuan Basin is a typical tight reservoir with poor physical properties, whilst the development of natural fractures improves the reservoir properties. Natural fractures provide the main reservoir spaces and seepage channels thus have an important impact on the natural gas migration, accumulation and high yield. Based on outcrop, core, thin section and image log data, this paper investigates the genetic origin of natural fractures and analyzes the characteristics and main controlling factors of natural fracture development in the study area. Natural fractures are mainly low- and high-angle shear fractures of tectonic origin and oriented NW-SE (300°±10°) and NEE-SWW (70°±5°), with low fracture filling. Fracture development is mainly influenced by structural location, lithology and rock thickness. The favorable sites condusive to high natural gas production have the nose-like structure, within 400 m from the upthrown side of the fault, with vertical fault length between 60-120 m, in the vicinity of the inflection point of the NW fault extension line. Fractures are most developed in medium-fine quartz sandstone and fine-grained feldspar lithic sandstone, with the high-energy, large-scale sand body (high content of quartz and low content of shale) more conducive to fracture development. There is a significant negative correlation between the degree of fracture development and the thickness of the rock layer, where high fracture density and high fracture development are achieved when the rock layer is less than 1 m thick.

Key words: tight reservoir, natural fractures, development characteristics, main controlling factors, Xujiahe Formation, northeastern Sichuan Basin

CLC Number:

P618.130.2

PAN Lei, DU Hongquan, LI Leitao, LONG Tao, YIN Xuefeng. Fracture development characteristics and main controlling factors of natural fracture in the Upper Triassic Xujiahe Formation in Yuanba area, northeastern Sichuan Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2024, 31(5): 156-165.

Figures/Tables 17

Fig.1 Structural location (a) and regional structural map (b) of Yuanba area, northeastern Sichuan

Fig.2 Fractures (dotted lines) in the outcrops

Fig.3 Fractures in cores

Fig.4 Thin sections and image logs showing fracture characteristics

Fig.5 Bar graph showing the distribution of fracture length

Fig.6 Distribution of fracture width

Fig.7 Distribution of fracture density

Fig.8 Distribution of fracture filling level

Fig.9 Filling level distriubtions for different fracture types

Fig.10 Rose diagram showing fracture strikes

Fig.11 Relationship between gas well production and the distance from fault, Yuanba area

Table 1 Comparison of fracture conditions and gas test results between wells

井号	层位	试气产量/ (10⁴m³·d^-1)		垂直断距/ m	延伸长度/ km	部位	断层延伸方位
Y1	须四段	14.200 5	6	70	2.6	临近断层拐点	北西
Y1	珍珠冲	30.056 9	6	70	2.6	临近断层拐点	北西
Y3	须四段	22.83	16	61	6.85	断层拐点	北西
Y3	珍珠冲	18.1	16	61	6.85	断层拐点	北西
Y4	须四段	2.28	23	80	5.863	断层直线段	北西-南北
Y4	珍珠冲	0.51	23	80	5.863	断层拐点	北西-南北
Y5	须四段	2.57	13	118	16.34	断层直线段	北西
Y6	须四段	0.003				断层直线段
Y7	珍珠冲	150.39				断层拐点
Y8	须二段	2.13	8	292	12.2	断层直线段	北西西-近南北
Y2	须二段	0.050 2	3	151	7.05	断层直线段	北东

Fig.12 Fracture density under different lithologies

Fig.13 Fracture density of clastic rocks with different particle sizes

Fig.14 Fracture development levels under different mineral compositions (a) and lighologies (b)

Fig.15 Influence of rock layer thickness on fracture development in the Xujiahe Formation in Nanjiang outcrop

Fig.16 Relationship between fracture density and sandstone thickness

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