广西页岩气资源分布规律研究
The Research on Distribution Regularities of Shale Gas in Upper Paleozoic in the Guangxi Area

随着我国经济社会持续快速发展和能源结构的调整,天然气等清洁能源的需求迅速大幅增长,能源供需矛盾日益突出.页岩气的出现与发展为解决能源危机带来了希望,由于其巨大的资源潜力和经济效益被人们所重视.页岩气是指在富有机质的页岩地层中,以吸附、游离状态为主要方式存在并富集的天然气.我国广西地区上古生界泥页岩分布广泛,残余有机质丰富,热演化程度适中,生烃潜力巨大,石油地质特征与四川盆地的含气页岩很相似,对其分布规律进行研究将极有可能在广西地区实现页岩气勘探的突破,开拓广西地区天然气勘探的新领域.本文通过对广西地区黔南凹陷、桂中凹陷、南盘江凹陷的研究认为该地区上古生界二叠-泥盆系发育有很好的海相暗色泥页岩,主要分布于下泥盆统的郁江阶、中泥盆统的东岗岭阶、下石炭统的岩关阶和大塘阶以及上二叠统的合山-大隆组.通过野外地质剖面的测量和实际踏勘,结合钻井资料以及前人研究成果综合分析认为中泥盆统和上二叠统的泥页岩为区域性页岩,下泥盆统和下石炭统的泥页岩为局部性页岩.早泥盆世时期,研究区以台盆相沉积为主,下泥盆统上部的郁江阶暗色泥页岩发育,主要分布于桂中坳陷和南盘江坳陷,厚度一般为200-300m;中泥盆世时期,由于海平面上升,主要发育深水一次深水盆地相暗色泥页岩沉积,在黔南坳陷、桂中坳陷和南盘江坳陷均有分布,厚度一般为300~600m;早石炭世时期,海平面下降,暗色泥页岩主要分布于桂中坳陷台盆相沉积的岩关阶,在黔南坳陷和南盘江坳陷分布极少,桂中坳陷暗色泥页岩厚度一般为400~500m;上二叠世时期主要发育弧后裂陷盆地和次深海的暗色泥页岩沉积,在黔南坳陷、桂中坳陷和南盘江坳陷均有分布,厚度一般为150-250m.对泥页岩地化指标分析后认为下泥盆统泥页岩TOC高值区主要分布在南盘江坳与黔南坳陷交界处的南丹-乐业-望谟一带,以及桂中坳陷鹿寨北部一带,TOC值大于1.0%,有机质类型总体表现为Ⅱ1型,黔南、桂中坳陷主体部分泥页岩Ro值处于2.0-3.0%之间,南盘江坳陷泥页岩Ro整体在3.0%以上.桂中坳陷中泥盆统泥页岩TOC值在1.0%以上,黔南坳陷和南盘江坳陷TOC高值区分布于册亨-天峨-南丹一带,有机质类型总体表现为Ⅰ型-Ⅱ1型,黔南、桂中坳陷主体部分泥页岩Ro值介于2.0-3.0%之间,南盘江坳陷大部分地区Ro值大于3.0%.整个桂中坳陷和黔南坳陷的南部下石炭统暗色泥页岩TOC大于1.0%,有机质类型总体表现为Ⅱ型,黔南大部分地区和桂中坳陷的东北部、东南部Ro值介于1.0-2.0%之间,黔南西南部、桂中坳陷中、西部和南盘江坳陷南部地区Ro值介于2.0-3.0%之间,南盘江坳陷大部分地区Ro大于3%.上二叠统泥页岩大部分地区TOC均低于0.6%,有机质类型总体表现为Ⅱ型-Ⅲ型,黔南、桂中坳陷大部分地区Ro低于2.0%,南盘江坳陷大部分地区Ro超过了3%.综上可以看出,下石炭统泥页岩分布广泛,有机质丰度高,有机质类型主要为Ⅱ型,热演化程度适中,页岩气生成条件最好;中、下泥盆统泥页岩分布范围最广,厚度最大,有机质丰度最高,热演化程度过高,页岩气生成条件良好;上叠统泥页岩分布范围广,但是其厚度有限,泥页岩有机质丰度低,不具备页岩气生成条件.通过全岩矿物组分分析和X衍射实验分析,与四川地区泥页岩储层物性进行对比,发现广西地区整体保存条件良好,盖层封盖能力强.桂中坳陷下石炭统泥页岩储层物性明显好于四川盆地寒武系、志留系页岩,中下泥盆统页岩储层物性接近于四川盆地页岩,鉴于四川盆地威201井在寒武系、志留系页岩中已获得了工业气流,所以桂中坳陷中下泥盆统以及下石炭统泥页岩具备页岩气富集条件.结合广西地区页岩气勘探实际情况,最终确定广西地区页岩气富集特征为:页岩厚度大于100m,埋深大于500m,页岩TOC大于1.0%,Ro介于1.0~3.0%之间.综合广西地区上古生界各年代页岩气勘探前景,认为广西上古生界页岩气一类有利勘探区分布于南丹一带和都安一带以及柳州东部;二类有利区分布于天峨-河池一带和大化-忻城-合山-来宾-鹿寨一带;三类有利区分布于环江-罗城-柳州一带和武宣-宾阳一带.与四川盆地成藏条件对比,认为广西页岩气泥盆-二叠系发育的页岩沉积厚度、有机质成熟度、有机质含量和类型、裂缝发育程度等成藏条件与四川页岩气相似性较大,具有可比性,利于类比法计算可得下泥盆统页岩气地质资源量为3400.10~6136.98*108m3,中泥盆统页岩气地质资源量为15958.38~33667.70*108m3,下石炭统页岩气地质资源量为20584.43~49370.74*108m3.三套层系合计页岩气远景资源量为3.99~8.92*1012m3.