鄂尔多斯盆地北部新召区块构造复杂、天然裂缝十分发育,对天然气富集、高效开发和工程钻探具有重要影响。本文以新召区块上古生界致密砂岩储层及周边露头为研究对象,综合利用露头、岩心、测井、薄片及扫描电镜等多尺度、多维度资料,对研究区裂缝成因类型和发育特征进行定量表征,揭示了不同尺度裂缝分布规律与空间配置关系;结合岩石力学、声发射及流体包裹体等测试分析,明确了裂缝形成序列、主控因素及控藏作用;利用分形几何理论和地质力学模拟,对裂缝分布规律进行综合评价。 研究区整体裂缝发育程度较高。成像测井显示高导缝较发育开度大、面密度低,有效性好;岩心尺度以高角度张性裂缝为主,多为未充填裂缝,线密度高;薄片尺度以穿粒缝为主,形成连续渗流通道;电镜尺度多为未充填裂缝及半充填裂缝,有效性佳;微裂缝开度小但面密度高,提升储层渗透率。多尺度裂缝参数符合幂律分布,裂缝孔隙度和渗透率随尺度变化明显,微观裂缝提供储集空间,宏观裂缝增强渗流能力。 结合声发射实验、流体包裹体均一温度测试及岩石力学分析,明确研究区裂缝分四期形成:海西晚期、印支期、燕山期、喜山期。声发射实验显示,燕山期与喜山期裂缝渗透率提升1-2个量级,与生排烃期耦合,成为有效储渗空间;流体包裹体分析表明,晚期未充填裂缝与天然气富集相关。岩性、岩石力学层及断层协同控缝:砂岩层脆性强,发育高角度张性裂缝;泥岩层塑性变形抑制裂缝扩展;断层交叉区及端部破碎带裂缝密度明显升高,穿层裂缝垂向输导能力突出。 基于分形理论建立断层生长模型,预测伴生裂缝分布;地质力学模拟结合破裂准则定量预测裂缝发育程度。预测结果显示,盒一段与山二段裂缝高密度区与岩心实测数据吻合(吻合率达到80%),证实分形几何结合地质力学模拟的可靠性。研究成果为致密砂岩储层甜点预测及水平井轨迹优化提供了理论支撑。