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1、储层地质学第五章 储层裂缝裂缝是油气储层特别是裂缝性储层的重要储集空间，更是良好的渗流通道。世界上许多大型、特大型油气田的储集层即为裂缝性储层。作为一种特殊的孔隙类型，裂缝的分布及其孔渗特征具有其独有的复杂性，它不象正常孔隙那样通过沉积相、成岩作用及岩心分析能够较为容易地预测和评价。由于裂缝的存在对油气储层的勘探和开发会导致很大的影响，因而对油气储层中裂缝的研究就显得十分重要。本章主要介绍裂缝系统的成因、裂缝的基本参数、孔渗性以及裂缝的探测和预测方法。第一节 裂缝的成因类型及分布规律所谓裂缝，是指岩石发生破裂作用而形成的不连续面。显然，裂缝是岩石受力而发生破裂作用的结果。本节分别从力学和地质方

2、面简要介绍裂缝的成因分类及分布规律。一、裂缝的力学成因类型在地质条件下，岩石处于上覆地层压力、构造应力、围岩压力及流体(孔隙)压力等作用力构成的复杂应力状态中。在三维空间中，应力状态可用三个相互正交的法向变量(即主应力)来表示，以分量1、2、和3别代表最大主应力、中间主应力和最小主应力(图5-1)。在实验室破裂试验中，可以观察到与三个主应力方向密切相关的三种裂缝类型，即剪裂缝、张裂缝(包括扩张裂缝和拉张裂缝)及张剪缝。岩石中所有裂缝必然与这些基本类型中的一类相符合。图5-1 实验室破裂实验中三个主应力方向及潜在破裂面的示意图图中A示扩张裂缝，B、C表示剪裂缝1.剪裂缝剪裂缝是由剪切应力作用形成

3、的。剪裂缝方向与最大主应力(1)方向以某一锐角相交(一般为30)，而与最小主应力方向(3)以某一钝角相交。在任何的实验室破裂实验中，都可以发育两个方向的剪切应力(两者一般相交60)，它们分别位于最大主应力两侧并以锐角相交(图5-1)。当剪切应力超过某一临界值时，便产生了剪切破裂，形成剪裂缝。根据库伦破裂准则，临界剪应力与材料本身的粘结强度(o)及作用于该剪切平面的正应力(n)和材料的内摩擦系数()有关，即，临界on剪裂缝的破裂面与12面呈锐角相交，裂缝两侧岩层的位移方向与破裂面平行，而且裂缝面上具有“擦痕”等特征。在理想情况下，可以形成两个方向的共轭裂缝(即图5-1中的B、C)。共轭裂缝中两组

4、剪裂缝之间的夹角称为共轭角。但实际岩层中的剪裂缝并不都是以共轭型式出现的，有的只是一组发育而另一组不发育。剪裂缝的发育型式与岩层均质程度、围岩压力等因素有关。当岩层较均匀、围岩压力较大时，可形成共轭的剪裂缝；而当岩层均质程度较差、围岩压力较小时，趋向于形成不规则的剪裂缝。2.张裂缝 张裂缝是由张应力形成的。当张应力超过岩石的扩张强度时，便形成的张裂缝。张应力方向(岩层裂开方向)与最大主应力(1)垂直，而与最小主应力(3)平行，破裂面与12平行，裂缝两侧岩层位移方向(裂开方向)与破裂面垂直。张裂缝一般具有一定的开度，有的被后期矿物充填或半充填。根据张应力的类型，可将张裂缝分为二种，即扩张裂缝和拉

5、张裂缝。(1)扩张裂缝图5-2 扩张裂缝的形成和应力单元扩张裂缝是在三个主应力均为压应力的状态下诱导的扩张应力所形成的裂缝。当扩张应力超过岩石的抗张强度时，便形成扩张裂缝。裂缝面与1和2平行，而与3垂直；裂缝张开方向与裂缝面垂直(图5-1，A；5-2)。扩张裂缝经常与剪裂缝共生。(2)拉张裂缝 拉张裂缝是由拉张应力形成的张裂缝，亦具有裂开方向与破裂面垂直的特征。从裂缝形态来看，拉张裂缝与扩张裂缝相同，但扩张裂缝是在三个主应力都是挤压时(应力值为正)形成的，而拉张裂缝形成时，至少有一个主应力(3)是拉张的(即应力值为负)。拉张应力可以是区域性的，也可以是局部性的，如在岩层受到主压应力作用而形成褶

6、皱时，在褶皱顶部可派生出平行褶皱短轴方向的拉张应力，从而形成平行褶皱长轴的纵向裂缝，这种纵向裂缝即为一种拉张裂缝(图5-3)。 图5-3 与褶皱有关的三种裂缝型式(1与褶皱短轴方向一致) 共轭裂缝为剪裂缝；横向裂缝为扩张裂缝；纵向裂缝为拉张裂缝 在图5-3中，褶皱是在较大压应力作用状态下形成的。最大主应力1平行于褶皱短轴。在主压应力作用下，最先形成横向裂缝即扩张裂缝，然后形成共轭剪裂缝。在褶皱发展过程中，在褶皱横截面上的局部应力状态可能发生变化，即褶皱上部发生拉张，褶皱下部压缩，其间有一个中性面(即岩层受力前后长度不变的面)。在褶皱上部发生拉张的岩层内，即可形成拉张裂缝，裂缝延伸方向平行褶皱长

7、轴，故称为纵向裂缝或纵张裂缝。在向斜底部亦可能形成这种拉张裂缝。值得注意的是，并非所有的纵向裂缝都是拉张裂缝，如果最大主应力平行于褶皱长轴，则可能形成属于扩张裂缝性质的纵向裂缝。一般地，将那些3是挤压或符号未知且裂缝面平行于12面而垂直于3的裂缝称为扩张裂缝，而只有当有证据表明3为拉张(即符号为负)时才能称为拉张裂缝。3.张剪缝除上述剪裂缝和张裂缝外，还存在一种过渡类型，即张剪缝。它是剪应力和张应力的综合作用形成的，一般是两种应力先后作用，或先剪后张，或先张后剪。张剪缝的破裂面上可见擦痕，但裂缝具有一定的开度。在很多情况下，孔隙流体压力在裂缝的形成过程中起着一定的作用。孔隙压力(p)的作用在于

8、它抵消了围压的作用。这时对外形起作用的是有效应力：- p因此，当在岩石中存在异常孔隙压力时，就产生了类似降低围压的效果，使岩石易于破裂。莫尔圆图解可以很好地说明孔隙压力对岩石破坏的促进(图5-4)。图中横坐标表示有效正应力(正应力与孔隙压力之差)。圆代表孔隙压力为零时的应力状态，这时岩石是稳定的。随着孔隙压力的逐渐增大，虽然外加的总应力不变，但有效正应力逐渐减小，使应力圆向左移动。一般应力圆移到圆处，与摩尔包络线相切，岩石就要遭受破坏。因此异常压力的作用可使岩石发生破裂。 图54 孔隙压力的效应圆I位于莫尔包络线下，岩石处于稳定状态。随着孔隙压力P的增加，应力圆向左移动。当与莫尔包络线相切时，

9、形成剪裂(A)或张裂(B)而破坏。在正常情况下，地壳内任一深度的流体静压力相当于这一深度到地表水柱的压力，约为静岩压力的40%。由于某些原因，如快速沉积或构造运动使沉积物快速压实而孔隙水不能及时排出时，可使孔隙压力异常增大。在油田中曾测得，孔隙压力与围压之比可达80%，甚至也存在接近1.0的可能性(如“封存箱”中)。在这种情况下，岩石发生破裂形成裂缝的可能性大大地增加了。 二、裂缝的地质成因类型及分布规律从地质角度来讲，裂缝的形成受到各种地质作用的控制，如局部构造作用、区域应力作用、收缩作用、卸载作用、风化作用等，在不同的地区可能有不同的控制裂缝形成的因素。上述地质作用是控制裂缝形成的主要地质

10、因素，并可分别形成构造裂缝、区域裂缝、收缩裂缝、卸载裂缝和风化裂缝。 1.构造裂缝构造裂缝指由局部构造作用所形成或与局部构造作用相伴生的裂缝，主要是与断层和褶被有关的裂缝。裂缝的方向、分布和形成均与局部构造的形成和发展相关。(1)与断层有关的裂缝断层实际上是裂缝的宏观表现。断层的两盘岩层沿断裂面发生了明显相对位移。裂缝是断层形成的雏形。一般地，在业已存在的断层附近，总有裂缝与其伴生，两者发育的应力场是一致的。 对于正断层而言，最大主应力1为垂直方向，中间主应力2和最小主应力3为水平方向(如图5-5)。断裂面实际上为剪切面，与正断层伴生的主要裂缝有：张裂缝：平面上平行于断层方向，而在剖面上则为垂

11、直方向，即破裂面与1方向平行(亦即平行于12面，而与3垂直)。如果3为拉张应力，则形成拉张裂缝；如果3为压应力，形成的张裂缝则为扩张裂缝。剪裂缝：可发育两组剪裂缝，一组平行于断层，另一组与断层共轭；这二组剪裂缝本身又呈共轭型式。但在实际岩层中，这二组裂缝并非都能均等发育。图5-5 与正断层伴生的裂缝分布示意图 图 5-6 与逆断层伴生的裂缝分布示意图对于逆断层而言，最大主应力(1)为水平方向，最小主应力方向为垂直方向。断层面亦为剪切面，岩层沿水平方向缩短(图5-6)，与逆断层相伴生的裂缝则主要为扩张裂缝和剪裂缝。扩张裂缝：在平面上与断层垂直，在剖面上则为水平方向，裂缝面与12面平行，与3垂直。

12、在这种理想情况下，扩张裂缝为水平缝。剪裂缝：一组剪裂缝与断裂面平行，另一组剪裂缝与断层面共轭；两组裂缝若均等发育可构成共轭裂缝。以上分析了理想情况下的裂缝发育类型和发育方向与断层的关系。实际上，断层与裂缝的关系是十分复杂的，这与断层发育的复杂性有关，特别是在考虑裂缝发育程度与断层的关系时，情况更为复杂。与断层作用相关的裂缝发育程度与下列因素有关：距断层面的距离、断层的位移量、岩性、岩体的总应变、埋深及断层类型。一般地，断层附近裂缝较发育，随着与断层面距离的增加，裂缝发育程度降低。另外，根据力学实验可知，断层末端、断层交汇区及断层外凸区是应力集中区，因而也是裂缝相对发育带。(2)与褶皱有关的裂缝

13、系统岩层发生褶皱时，应力和应变历史十分复杂。不同的褶皱所经受的应力状态不同，而对于同一褶皱来讲，在其形成过程中亦可能会经历不同的应力作用历史。在不同的应力状态下，则可发育不同的裂缝型式。下面简述几种主要的与褶皱有关的裂缝型式：类型横向扩张裂缝与平面X剪切缝在长轴背斜的弯曲变形过程中，应力状态一般为：最大主应力1平行于倾向和层面，最小主应力3平行于走向，中间主应力垂直层面(图5-7)。岩层沿倾向方向压缩，此时，将形成沿倾向方向的扩张裂缝及共轭剪裂缝。该类型中的扩张裂缝为横向裂缝。图5-7 与褶皱有关的裂缝类型类型纵向扩张裂缝与平面X剪切缝最大主应力1作用于褶皱轴的方向(走向)，最小主应力平行于构

14、造倾向和层理面，中间主应力仍垂直于层面(如图5-8)。这时将导致背斜沿走向方向的缩短。在这种情况下，将产生沿走向方向的扩张裂缝(此时扩张裂缝为纵向裂缝)和平面X剪切缝。一般说来，类型先于类型。在产生类型裂缝的过程中，岩层发生褶皱；而在产生类型裂缝的过程中，应力作用是对已形成的褶皱进行改造。 图5-8 与褶皱有关的裂缝类型 类型褶皱轴部的拉张裂缝在岩层发生褶皱过程中，岩层发生弯曲变形，这时，随着弯曲过程的进行，在褶皱轴部会发生局部应力和应变的转化，即岩层上部发生拉张，岩层下部发生挤压，中间为中性面(岩层受力前后长度不变的面)。当岩层上部拉张应力超过岩石拉张强度时，则形成拉张裂缝，而中性面以下不形

15、成裂缝，只可能形成一些缝合线。对于长轴背斜来讲，拉张裂缝沿背斜长轴延伸，为纵向裂缝；对于短轴背斜和穹窿而言，则可能形成二组相互正交的拉张裂缝，构成拉张裂缝网络；对于向斜来说，在其弯曲底部亦可形成拉张裂缝(图5-9)。图5-9 与褶皱有关的裂缝类型类型平行层面的扩张裂缝及与其呈锐角相交的剖面X剪切缝当最大主应力1平行倾向和层面(1方向与类型情况相同)，最小主应力垂直于层面，中间主应力平行于层面走向时，将产生平行层面的扩张裂缝及与其呈锐角相交的剖面X剪切缝(图510)。类型垂直层面的扩张裂缝与剖面X剪切缝如果最大主应力作用于垂直层面的方向上，将产生垂直层面的扩张裂缝及与其呈锐角相交的剖面X剪切缝(

16、如图5-11)。类型与层间滑动相伴生的裂缝在褶皱过程中，可能发生层间滑动，并可能导致层间脱空缝和层间剪切缝的形成。此时的应力状态为：1和3分别与层面呈一定角度相交，而2平行于岩层走向。图5-10 与褶皱有关的裂缝类型 图5-11 与褶皱有关的裂缝类型2.区域裂缝区域裂缝是指那些在区域上大面积内切割所有局部构造的裂缝。在大面积内，裂缝方位变化相对较小，破裂面两侧沿裂缝延伸方向无明显水平错移，而且总是垂直于主层面。这些裂缝与上述构造裂缝的主要差别在于：区域裂缝的几何形态简单且稳定、裂缝间距相对较大，一般为二组正交裂缝，多为垂直缝，并且在大面积内切割所有局部构造。区域裂缝一般以二组正交裂缝的形式发育

17、。Price(1974)指出，在沉积盆地中，这两组正交方向分别平行于盆地的长轴和短轴，其成因是由于岩层的负载和卸载历史造成的。然而，对于区域裂缝的成因机理目前并不十分清楚。在许多油气田中，区域裂缝作为油气储集空间，如美国的Big Sandy气田是在发育区域裂缝的页岩中产气。区域裂缝在油气储层中的重要性仅次于构造裂缝。当构造裂缝系统与区域裂缝系统互相叠加时，将形成极好的裂缝性储集层。3.收缩裂缝收缩裂缝是与岩石总体积减小相伴生的张性裂缝的总称。这些裂缝的形成与构造作用无关，而为成岩收缩缝。形成这些裂缝的原因主要有：干缩作用(形成干缩裂缝，即泥裂)、脱水作用(形成脱水收缩裂缝)、矿物相变(形成矿物

18、相变裂缝)和热力收缩作用(形成热力收缩裂缝)。(1)干缩裂缝干缩裂缝实际上就是我们所熟悉的泥裂。这种裂缝是在炎热气候条件下，粘土沉积物或灰泥沉积物出露地表因干燥失水收缩(Desiocation)而形成。裂缝断面呈上宽下窄的楔状“V”字形或“U”字形，裂缝上部宽度一般小于23cm，深度为几毫米至几十厘米；在平面上，裂缝系统呈多边形。由于这种裂缝系统局限发育于较薄的地形暴露面上，且往往被后期沉积物所充填，因此对油气储集的意义不大。(2)脱水收缩裂缝脱水作用(Syneresis)是沉积物体积减小的一种化学过程，它包括粘土的失水和体积减小以及凝胶或胶体的失水和体积减小。它与前述的干燥作用不同，干燥作用

19、仅发生于地表，且为一种机械过程，而脱水作用既可发生于地表，又可发生于水下或地下，且为一种化学过程。 脱水收缩裂缝在沉积物三维空间内发育成三维多边形的网络，且裂缝间隔小，形成所谓的“鸡笼状”，在三维空间上均匀分布，裂缝系统在三维空间中互相连通(图5-12)；这种裂缝不仅可出现于泥页岩中，还可出现于粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、石灰岩和白云岩中。发育这种裂缝的岩层可形成很好的油气储层。(3)矿物相变裂缝矿物相变裂缝是由于沉积物中碳酸盐或粘土组分的矿物相变引起的体积减小而形成的裂缝。 例如，方解石向白云石的化学转变、蒙脱石向伊利石的相变可导致体积的减小，可能形成裂缝。(4)热力收缩裂缝热力收缩裂缝是指那些

20、受热岩石在冷却过程中发生收缩而形成的裂缝。火成岩(如玄武岩)中的柱状节理是典型的热力收缩裂缝。4.卸载裂缝卸载裂缝是由于上覆地层的侵蚀而诱导的裂缝。其形成机理至少有以下二种：由于上覆地层的侵蚀，岩层的负载减小，应力释放，岩层内部则通过力学上薄弱的界面产生膨胀、隆起和破裂，从而形成裂缝；如果在一定范围内侵蚀厚度变化较大，即地形起伏较大，地下岩层所承受的静水压力在横向上出现了差异，于是造成流体的横向运移，若运移的流体与深部高压剖面或连续含水层相通，则会大大增加流体压力梯度，从而可能形成天然水压裂缝。5.风化裂缝风化裂缝是指那些在地表或近地表与各种机械和化学风化作用(如冻融循环、小规模的岩石崩解、矿

21、物的蚀变和成岩作用)及块体坡移有关的裂缝。图5-12 岩心中的“鸡笼状”收缩裂缝(据纳尔逊，1985)第二节 裂缝性储层特征一、裂缝的基本参数对于一个裂缝组系来说，裂缝的基本参数是指裂缝的宽度、大小、产状、间距、密度、充填性质等。这些参数可在野外露头和岩心上直接测量。1.裂缝宽度(张开度)裂缝的宽度，也叫张开度(或叫开度)，是指裂缝壁之间的距离。这个参数是定量描述裂缝的重要参数，它与裂缝孔隙度和渗透率，特别是渗透率的关系很大。在实际的油藏岩石中，裂缝宽度往往变化很大。在研究裂缝时，往往要根据裂缝宽度的观测结果进行统计分析，并作出分布图(如图5-13)，以了解裂缝宽度的主要分布范围。2.裂缝的大

22、小裂缝的大小是指裂缝的长度及其与岩层的关系。平面上的裂缝长度数据在地下岩层中往往难于准确获取，但裂缝与岩层的关系则较容易观测。根据裂缝切穿岩层中的情况，可将裂缝分为二类：一级裂缝：切穿若干岩层的裂缝；二级裂缝：局限于单层内的裂缝。3.裂缝的间距裂缝间距是指两条裂缝之间的距离。对于岩石中同一组系的裂缝，应对其间距进行测量。所谓同一组系裂缝，是指那些具有成因联系的、产状相近的多条裂缝的组合。裂缝间距变化较大，由几毫米可变化到几十米。图5-13 裂缝宽度的统计频率分布图4.裂缝密度裂缝密度反映了裂缝的发育程度，是十分重要的裂缝参数。它与裂缝孔隙度和渗透率直接相关，根据测量的参照系的不同，可分为三种密

23、度类型：(1)线性裂缝密度(LfD，简称线密度)指与一条直线(垂直于流动方向的直线或岩心中线)相交的裂缝条数与该直线长度的比值。 式中LfD线性裂缝密度，也称为裂缝频率或裂缝率；LB所作直线的长度；nf与所作直线相交的裂缝数目。(2)面积裂缝密度(AfD，简称面密度)指流动横截面上裂缝累计长度(L)与该横截面积(SB)的比值。 式中 AfD面积裂缝密度；L裂缝总长度；nf裂缝总条数；l裂缝平均长度；SB流动横截面积。(3)体积裂缝密度(VfD，简称体密度)指裂缝总表面积(S)与岩石总体积(VB)的比值。 上述三种裂缝密度的单位均为长度的倒数，常以m-1来表示。裂缝体积密度是静态参数，而面积密度

24、和线性密度都与流体流动的方向有关。影响裂缝密度的因素很多，其中地质因素有岩石成分、粒度、孔隙度、层厚、构造位置等。 总的来说，相对坚硬、致密、层薄的岩层，在应力集中或曲率大的构造部位具有较高的裂缝密度。5.裂缝产状裂缝产状指裂缝的走向、倾向和倾角。在岩心描述中，根据裂缝与岩心横截面的夹角将裂缝分为四个类别： 水平缝：夹角为015低角度斜交缝：夹角为1545高角度斜交缝：夹角 4575 垂直缝：夹角为7590裂缝产状在野外露头、岩心上可直接测量，通过测井亦可获取裂缝产状。裂缝产状有助于裂缝的预测，且在油藏开采过程中对流体流动有很大的影响，因此准确测定裂缝产状(走向、倾向和倾角)对于裂缝性储层的勘

25、探和开发具有十分重要的意义。6.裂缝的性质裂缝的性质主要涉及裂缝张开与闭合性质、裂缝充填情况和裂缝壁特性等。根据裂缝的张开与闭合性质及充填情况，可将裂缝分为四类。(1)张开缝：缝宽较大，基本无充填物，为有效裂缝，流体可在其中流动。 (2)闭合缝：基本闭合，基本无充填物。对这类裂缝的有效性要慎重分析。在油藏条件下充满流体的张开裂缝，当取芯至地面或因构造运动抬升至地面时，由于孔隙压力被释放，裂缝宽度可能变小甚至闭合。因此在岩芯和地面露头上观察到的闭合裂缝在油藏条件下有可能是张开的，即有效的。另外，即使在地下条件下为闭合的裂缝，当油田注水开发或在压裂过程中，这些裂缝可能会被启动而张开。(3)半充填缝

26、：裂缝间隙被充填物部分地充填。常见的充填矿物有石英、方解石和泥质。实际的有效裂缝为未被矿物充填的部分空间。这类裂缝也是有效缝。(4)全充填缝：裂缝完全被充填物质充填，有效缝宽为零，为无效缝。实际上，这种裂缝是流体渗流的隔板。二、裂缝孔隙度裂缝性储集岩一般具有两种孔隙度系统，即双重孔隙介质，一种为基质岩块的孔隙介质，一种为裂缝和(或)溶洞的孔隙介质。基岩孔隙分布比较均匀，而裂缝与溶洞孔隙分布则很不均匀，这就造成了裂缝性储集岩的孔隙分布的非均质性。岩石裂缝孔隙度定义为裂缝孔隙体积与岩石体积之比。用下式表示： 式中 f裂缝孔隙度，小数；Vf裂缝孔隙体积，m3；V岩石体积，m3。裂缝孔隙度一般较小，大

27、都小于0.5% 。因此，当基岩孔隙度较大时，评价f的精确度无多大意义，而只有当岩石孔隙度很小时(f5%)，评价f才是重要的。裂缝孔隙度可通过裂缝宽度与密度、特殊岩心分析、三维岩心试验等方法求得，亦可用测井方法间接求取。下面简单介绍利用裂缝宽度和密度求取裂缝孔隙度的方法。如果通过岩心观测获得了裂缝的平均宽度和体积密度资料，则可直接计算裂缝孔隙度。因为体积裂缝密度(VfD)为： 而裂缝总体积为裂缝总表面积与平均裂缝宽度的乘积，即，因此， 实际上，岩心的体积密度并不容易测得，而测定裂缝面积密度则较容易，因此常用面积裂缝密度和裂缝平均宽度来求取裂缝的面孔率。 式中f裂缝面孔率，小数；Sf裂缝面积，m2

28、；S测量截面积；m2b裂缝平均宽度，m；L测量截面积上裂缝总长度。由此可见，裂缝孔隙度的大小与裂缝宽度和密度成正比。三、裂缝渗透率裂缝性储集岩由裂缝和基质岩块组成，具有双重孔隙介质，因此存在两种渗透率，即裂缝渗透率和基岩渗透率。岩石总渗透率是这两种渗透率之和。通常，裂缝渗透率很高，而基岩渗透率相对较低，裂缝渗透率往往要高于基岩渗透率数百倍至数千倍以上。裂缝性储层的孔隙度与渗透率之间没有任何唯一的正比关系。例如，裂缝孔隙度很小，但由于裂缝连通性很好，因而渗透率很高；而基岩孔隙度虽然比裂缝孔隙度大，但它的孔隙连通性相对较差，因此基岩渗透率较低。裂缝渗透率具有两种含义，即固有裂缝渗透率和岩石裂缝渗透

29、率。1.固有裂缝渗透率(Kff)固有裂缝渗透率是流体沿单一裂缝或单一裂缝组系流动而与其周围基岩无关的裂缝渗透率。 流体流动截面积只是裂缝孔隙面积。图5-14给出了一个计算固有裂缝渗透率的简单模型。对于图5-14中的裂缝1来说，裂缝平行于流动方向，根据流体驱动力与粘滞力的平衡方程，可知通过该裂缝的单位时间的流量(Qf) 另一方面，根据达西定律，流经截面ab的流量可表达为： 对比上述两式，则可求得固有裂缝渗透率(Kff) 对于裂缝2来说，裂缝与流动方向有一夹角，则裂缝2的固有裂缝渗透率(Kff) 上式中，b为裂缝宽度，为裂缝与流动方向的夹角，(Kff)为固有裂缝渗透率。从上可知，固有裂缝渗透率与裂

30、缝宽度及裂缝与流动方向的夹角有关。 图5-14 计算裂缝渗透率的简单地质模型2.岩石裂缝渗透率固有裂缝渗透率只与裂缝本身有关而与基质岩块没有关系。而在常规计算渗透率时(根据达西方程)，是将孔隙空间与岩石骨架作为统一的流体动力学单元来考虑的，因此，在以岩石为单元计算裂缝渗透率时，应将裂缝与基质岩块作为统一的流体动力学单元。这时所计算的裂缝渗透率为岩石裂缝渗透率。常用的裂缝渗透率即为岩石裂缝渗透率。在用达西方程计算流体流量时，流动截面积就不是ab了，而是ah(h为岩石厚度)，因此， 将上式与前述Qf公式对比，则可求得岩石裂缝渗透率(Kf) 即对于图5-14中的裂缝1来说，岩石裂缝渗透率可表达为。对

31、于裂缝2来说，岩石裂缝渗透率(Kf) 岩石裂缝渗透率(Kf )与固有裂缝渗透率的关系为：前面介绍的是单一裂缝的渗透率。对于具多条裂缝的岩石，裂缝渗透率则为所有单一裂缝渗透率之和。如对于一个由两组裂缝组系(以A组、B组表示)构成的裂缝网络来说，岩石裂缝渗透率为： 式中Kf岩石裂缝渗透率；h岩层流动截面的高度；裂缝组系A与流动方向的夹角；bi裂缝组系A中第i条裂缝的宽度，(i=1，2，n)；裂缝组系B与流动方向的夹角；bj裂缝组系B中第j条裂缝的宽度(j=1，2，m)。3.岩石总渗透率 裂缝性岩石的总渗透率为岩石裂缝渗透率与基质岩块渗透率之和，即 式中 Kt岩石总渗透率；Kf常规裂缝渗透率，简称裂缝渗透率；Km基质岩块渗透率；由于裂缝渗透率与流动方向有关，因此岩石总渗透率亦取决于流动方向。在不同的流动方向上，具有不同的总渗透率值。四、裂缝性储层的分类根据岩石裂缝孔隙度和渗