胡東風(fēng) 魏志紅 劉若冰 范志偉 韓 京

中國(guó)石化勘探分公司

0 引言

伴隨涪陵、長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)等頁(yè)巖氣田的發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者在頁(yè)巖氣基礎(chǔ)理論研究[1-4]和勘探評(píng)價(jià)技術(shù)[5-6]方面取得了諸多認(rèn)識(shí)，對(duì)于中國(guó)南方復(fù)雜改造區(qū)選區(qū)和目標(biāo)評(píng)價(jià)具有重要的參考意義。桂中坳陷作為南方海相頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的重要潛力接替區(qū)，越來(lái)越受到石油地質(zhì)學(xué)家的重視。

桂中坳陷下石炭統(tǒng)鹿寨組具有富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖厚度大、有機(jī)碳含量（TOC）高、有機(jī)質(zhì)成熟度（Ro）高等特點(diǎn)[7]，且多口井見(jiàn)良好的天然氣顯示，揭示該區(qū)良好的頁(yè)巖氣勘探潛力。前人關(guān)于桂中坳陷鹿寨組頁(yè)巖沉積環(huán)境[8]、有機(jī)地球化學(xué)[9]、儲(chǔ)層特征[10]以及保存條件[11-12]的研究已取得部分進(jìn)展，對(duì)該區(qū)頁(yè)巖氣勘探潛力評(píng)價(jià)具有重要參考價(jià)值。但受限于勘探程度和研究手段，桂中坳陷鹿寨組黑色頁(yè)巖發(fā)育特征及勘探潛力還存在許多亟需解決的問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：①桂中地區(qū)早石炭世具有臺(tái)盆相間的沉積格局[13]，在“槽—臺(tái)”格局下頁(yè)巖非均質(zhì)性較強(qiáng)，深水陸棚相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖縱向上分布位置在哪里？平面上分布規(guī)律如何？②與四川盆地早古生代海相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖相比，鹿寨組優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖品質(zhì)如何？是否也具有較好的頁(yè)巖氣勘探潛力？③桂中地區(qū)經(jīng)歷了多期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造[14]，構(gòu)造變形復(fù)雜，有利的保存區(qū)分布在哪里？目前關(guān)于這些方面的研究較為薄弱，也成為制約該區(qū)頁(yè)巖氣勘探成效的關(guān)鍵問(wèn)題。

桂中坳陷前期以常規(guī)油氣勘探為主，頁(yè)巖氣勘探尚處于起步階段，雖然以往的很多鉆井在石炭系頁(yè)巖中見(jiàn)天然氣顯示[7,15]，但年代久遠(yuǎn)，大多未獲取系統(tǒng)的頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)參數(shù)和巖心資料。因此，筆者研究的資料主要取自野外露頭資料和部分公開(kāi)發(fā)表的地質(zhì)調(diào)查井。筆者在分析桂中地區(qū)典型野外露頭剖面和鉆井資料的基礎(chǔ)上，利用地球化學(xué)、巖石礦物以及地球物理等實(shí)驗(yàn)分析手段和方法，查明鹿寨組黑色頁(yè)巖發(fā)育特征，總結(jié)優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖展布規(guī)律，分析鹿寨組頁(yè)巖氣勘探潛力，以期為該區(qū)下一步頁(yè)巖氣勘探提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

桂中坳陷位于雪峰山隆起南部，東部以龍勝—永福斷裂及賓陽(yáng)—大黎斷裂為界，與大瑤山隆起相鄰，西部以南丹—都安斷裂為界，與南盤江坳陷相鄰，西北以三都斷裂為界，與黔南坳陷相鄰，面積4.6×104km2。桂中坳陷發(fā)育NNE—NE、NW、近EW與近SN向四組規(guī)模不等的斷裂系，近EW與近SN向斷裂是坳陷內(nèi)的主要斷裂，它控制著坳陷的主體。根據(jù)構(gòu)造單元的劃分，可將桂中坳陷劃分為宜山凹陷、紅渡凹陷、象州凹陷，馬山凸起、柳江凸起、柳城斜坡，即“三凹兩凸一斜坡”6個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元（圖1-a）。

研究區(qū)先后經(jīng)歷了早古生代褶皺基底形成、泥盆世—中三疊世陸緣裂陷、晚三疊世—早侏羅世前陸盆地形成和中侏羅世—現(xiàn)今陸內(nèi)改造4大階段，沉積了以變質(zhì)巖為基底、沉積巖為生儲(chǔ)蓋層的巖性組合，地表主要分布大片石炭系和泥盆系，二疊系、三疊系多分布在向斜核部。在中泥盆世—早石炭世陸緣裂陷階段，受海西期區(qū)域拉張應(yīng)力影響，桂中坳陷發(fā)育河池—宜州、南丹—都安、龍勝—永福3個(gè)裂陷槽，盆地相區(qū)沉積了下石炭統(tǒng)鹿寨組及中泥盆統(tǒng)納標(biāo)組、羅富組3套頁(yè)巖。其中，早石炭世鹿寨期以坳陷為主，隨著大規(guī)模海侵作用[16]，在鹿寨期中期海平面達(dá)到最高，深水陸棚相廣泛分布在坳陷內(nèi)部，巖性以碳質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖為主（圖1-b），靠近北部雪峰山古陸發(fā)育濱岸—淺水陸棚相，巖性以粉砂巖、含灰泥巖為主，靠近南部馬山—柳江—象州等孤立臺(tái)地則發(fā)育碳酸鹽臺(tái)地相，巖性以石灰?guī)r為主；中泥盆世以裂陷為主，深水陸棚相主要沿南丹—都安、龍勝—永福兩個(gè)裂陷槽分布在桂中坳陷東西兩側(cè)，分布較為局限，坳陷主體則發(fā)育斜坡—淺水陸棚相。

2 黑色頁(yè)巖發(fā)育特征

2.1 頁(yè)巖分布特征

早石炭世鹿寨期，在晚泥盆填平補(bǔ)齊基礎(chǔ)上，桂中地區(qū)出現(xiàn)隆坳格局，坳陷區(qū)發(fā)育淺水—深水陸棚相頁(yè)巖，受構(gòu)造—巖相古地理格局控制，區(qū)域上沉積了一套厚度較大的黑色頁(yè)巖。鹿寨期整體呈現(xiàn)早期海侵晚期海退的特征，縱向上鹿寨組自下而上可劃分為四段：鹿一段為淺水陸棚沉積，巖性主要為灰色泥巖夾少量淺灰色硅質(zhì)巖，黏土質(zhì)含量較高，自然伽馬值較低；鹿二段為深水陸棚沉積，巖性主要為灰黑色薄層頁(yè)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖、碳質(zhì)頁(yè)巖，竹節(jié)石等浮游生物化石含量較高，自然伽馬值穩(wěn)定分布在高值區(qū)，黃鐵礦以薄層、條帶狀富集；鹿三段、鹿四段為淺水陸棚沉積，巖性以泥巖、鈣質(zhì)泥巖為主，鈣質(zhì)夾層明顯增加，竹節(jié)石迅速下降，自然伽馬值較低，電阻率曲線呈現(xiàn)明顯鋸齒狀，黃鐵礦以團(tuán)塊狀富集（圖2）。

圖1 桂中坳陷構(gòu)造區(qū)劃圖及地層綜合柱狀圖

根據(jù)實(shí)測(cè)野外露頭剖面及周緣資料，黑色頁(yè)巖的沉積中心主要沿河池—宜州斷裂一線分布，其中河池—宜州—柳城一帶厚度達(dá)到100～200 m（圖3）。此外，結(jié)合地震資料，采用正演模型分析、鉆井標(biāo)定和波阻抗反演等技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)桂中地區(qū)鹿寨組黑色頁(yè)巖的地震響應(yīng)通常表現(xiàn)為“雙強(qiáng)軸”特征。平面上，靠近北部連陸臺(tái)地表現(xiàn)為“單強(qiáng)軸”特征，往南過(guò)渡為連續(xù)穩(wěn)定的“雙強(qiáng)”特征，至持續(xù)深水背景厚度較大的區(qū)域表現(xiàn)為“多強(qiáng)軸”特征（圖4-a），再往南又過(guò)渡為“雙強(qiáng)軸”特征，靠近孤立臺(tái)地區(qū)則具有“單強(qiáng)軸”特征（圖4-b），反映鹿寨組黑色頁(yè)巖呈現(xiàn)往北部雪峰古陸和往南部柳江凸起方向變薄的特征。優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖（TOC＞2%，下同）厚度一般介于20～60 m，其中南丹、鹿寨等地區(qū)優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖厚度超過(guò)60 m。

2.2 巖石礦物學(xué)特征

根據(jù)宜州峽口、河池龍頭等露頭剖面及DY2井鹿寨組頁(yè)巖X射線衍射分析結(jié)果，石英含量介于39%～88%，平均值為58%；黏土礦物含量介于9%～45%，平均值為35%；長(zhǎng)石平均含量為0.48%；碳酸鹽礦物含量為中，白云石、方解石平均含量分別為0.69%、1.07%。縱向上，自下而上石英、長(zhǎng)石等脆性礦物含量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)（圖2），有機(jī)碳含量與石英含量呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)性（圖5-a），與黏土礦物含量則呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)（圖5-b）。宜州峽口、河池龍頭等露頭剖面鹿寨組頁(yè)巖中可見(jiàn)到大量的硅質(zhì)海綿骨針等化石，是頁(yè)巖脆性礦物含量高的主要原因之一。

2.3 有機(jī)地化特征

圖2 桂中坳陷下石炭統(tǒng)鹿寨組典型單井地層綜合柱狀圖（據(jù)羅勝元等[10]修改）

根據(jù)野外露頭、巖心分析測(cè)試結(jié)果，研究區(qū)鹿寨組頁(yè)巖具有有機(jī)碳含量高、有機(jī)質(zhì)類型好、熱演化程度適中等特點(diǎn)。宜州峽口、河池龍頭、宜山洛東等剖面有機(jī)碳測(cè)試樣品186個(gè)，有機(jī)碳含量介于0.47%～9.50%，平均值為3.08%，有機(jī)碳含量大于2%的樣品主要分布在鹿二段；干酪根鏡檢樣品14個(gè)，有機(jī)質(zhì)顯微組分測(cè)定顯示腐泥組含量最高，介于44%～62%，其次為藻類體，表明有機(jī)質(zhì)類型主要為腐泥型；測(cè)定了14塊樣品的瀝青反射率，換算鏡質(zhì)體反射率介于1.89%～2.68%，平均值為2.19%，表明鹿寨組頁(yè)巖進(jìn)入高演化階段，以生氣為主，平面上呈現(xiàn)自南向北減小的趨勢(shì)。

與四川盆地龍馬溪組頁(yè)巖有機(jī)地化指標(biāo)相比（表1），桂中地區(qū)鹿寨組頁(yè)巖有機(jī)碳含量、有機(jī)質(zhì)類型相似，有機(jī)質(zhì)成熟度適中，具有較好的生烴潛力。

2.4 儲(chǔ)層發(fā)育特征

2.4.1 儲(chǔ)層物性

從桂中地區(qū)露頭及鉆井取心物性分析資料來(lái)看，鹿寨組頁(yè)巖具有較好的儲(chǔ)集物性。宜州峽口、DY2井以及HY1井[17]等鹿寨組頁(yè)巖物性數(shù)據(jù)顯示，比表面積介于6.60～20.89 m2/g，平均值為9.73 m2/g，孔隙度介于1.45%～11.22%，平均值為4.99%；滲透率介于0.006 1～0.049 1 mD，平均值為0.018 7 mD，且HY1鹿寨組頁(yè)巖儲(chǔ)層孔隙度與有機(jī)碳含量之間存在明顯的正相關(guān)性，這與四川盆地海相頁(yè)巖孔隙度和有機(jī)碳含量的相關(guān)性較好相似。綜上表明，桂中坳陷鹿寨組頁(yè)巖與四川盆地海相頁(yè)巖在物性特征上相似，具有較好的儲(chǔ)集物性，其有機(jī)質(zhì)是提供鹿寨組頁(yè)巖儲(chǔ)層孔隙發(fā)育的重要物質(zhì)。

圖3 桂中坳陷及周緣鹿寨組黑色頁(yè)巖厚度等值線圖

圖4 桂中坳陷鹿寨組黑色頁(yè)巖地震響應(yīng)特征圖

圖5 鹿寨組頁(yè)巖有機(jī)碳含量與硅質(zhì)礦物、黏土礦物含量關(guān)系圖

表1 桂中坳陷鹿寨組與四川盆地龍馬溪組頁(yè)巖物質(zhì)基礎(chǔ)指標(biāo)對(duì)比表

2.4.2 儲(chǔ)層空間類型

頁(yè)巖儲(chǔ)集方式不同于常規(guī)的油氣儲(chǔ)層，表現(xiàn)為頁(yè)巖氣主要以吸附狀態(tài)賦存在微孔隙的內(nèi)表面及以游離狀態(tài)存在于頁(yè)巖的孔隙和裂隙中[18-20]。通過(guò)氬離子拋光掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，鹿寨組富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖中儲(chǔ)集空間類型多樣，主要包括有機(jī)質(zhì)孔、黏土礦物粒間孔、晶間孔以及裂縫等類型。

2.4.2.1 有機(jī)質(zhì)孔

桂中地區(qū)鹿寨組頁(yè)巖中觀察到的有機(jī)質(zhì)孔隙主要為納米孔，孔徑主要介于20～300 nm，平面上通常為似蜂窩狀的不規(guī)則橢圓形（圖6-a）；部分有機(jī)質(zhì)內(nèi)部納米孔數(shù)量豐富，一個(gè)有機(jī)質(zhì)片內(nèi)部可含幾百到幾千個(gè)納米孔，在有機(jī)質(zhì)中的面孔率一般介于20%～30%，局部可達(dá)到60%～70%。

圖6 桂中坳陷鹿寨組頁(yè)巖儲(chǔ)集空間類型以及構(gòu)造裂縫特征

2.4.2.2 黏土礦物粒間孔

鹿寨組頁(yè)巖中黏土礦物粒間微孔多表現(xiàn)為片狀黏土礦物邊緣的微小裂隙，寬度一般小于1 μm，于黏土礦物周緣不均勻分布（圖6-b）。

2.4.2.3 晶間孔

主要以草莓狀黃鐵礦晶間孔為主，黃鐵礦集合體直徑多介于3～6 μm，黃鐵礦晶粒間存在一定數(shù)量的納米級(jí)孔隙，孔徑介于20～200 nm（圖6-c）。另外，還見(jiàn)到少量重結(jié)晶形成的方解石晶間孔和自生硅質(zhì)礦物形成的硅質(zhì)礦物晶間孔。

2.4.2.4 裂縫

通過(guò)氬離子拋光掃描電鏡發(fā)現(xiàn)，鹿寨組富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖中微裂縫較發(fā)育，微裂縫多呈鋸齒狀，并且延伸較好（圖6-d）。根據(jù)桂中地區(qū)及周緣巖心資料，鹿寨組頁(yè)巖中宏觀裂縫也較發(fā)育，主要為構(gòu)造裂縫、成巖收縮縫以及層間頁(yè)理縫（圖6-e）。裂縫以高角度裂隙為主，少量低角度裂縫，局部見(jiàn)高角度裂縫相切,裂縫大多被方解石充填（圖6-f），偶爾見(jiàn)少量黃鐵礦。

2.4.3 儲(chǔ)層含氣性分析

通過(guò)等溫吸附試驗(yàn)對(duì)宜州峽口、德勝塞平、宜州懷遠(yuǎn)以及DY2井4個(gè)樣品進(jìn)行了測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果和蘭格繆爾模型計(jì)算，鹿寨組頁(yè)巖在初始?jí)毫橛?.52～2.12 MPa時(shí)，最大吸附含氣量可達(dá)3.66 m3/t（圖7）。隨著有機(jī)碳含量增加，最大吸附氣量也出現(xiàn)一定程度的增加，表明鹿寨組頁(yè)巖具有較強(qiáng)的吸附能力。

圖7 桂中坳陷鹿寨組頁(yè)巖等溫吸附曲線圖（100 ℃，干樣體系）

根據(jù)鄰區(qū)黔南坳陷內(nèi)DY1井和CY1井鹿寨組頁(yè)巖現(xiàn)場(chǎng)解析情況來(lái)看，DY1井井深446～530 m段頁(yè)巖現(xiàn)場(chǎng)解吸量介于0.15～2.02 m3/t，總含氣量介于0.40～4.97 m3/t，CY1井井深708～933 m段頁(yè)巖現(xiàn)場(chǎng)解析氣量介于0.51～2.08 m3/t，總含氣量介于0.9～2.84 m3/t，整體呈現(xiàn)較好的含氣性特征。與焦石壩地區(qū)相比，桂中坳陷鹿寨組頁(yè)巖含氣量整體偏低，這可能與這些井的頁(yè)巖埋深較淺有關(guān)。

3 桂中坳陷保存條件分析

參考四川盆地及周緣下古生界海相頁(yè)巖保存條件的評(píng)價(jià)方法和綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[21-22]，結(jié)合桂中坳陷及周緣典型鉆井的解剖研究，筆者主要從封蓋條件以及構(gòu)造變形作用兩方面探討桂中坳陷鹿寨組頁(yè)巖氣保存條件。

3.1 封蓋條件

3.1.1 蓋層條件

影響蓋層的質(zhì)量有諸多因素，主要宏觀因素包括蓋層厚度、巖石類型、區(qū)域分布情況，微觀評(píng)價(jià)參數(shù)包括巖石的突破壓力等。桂中坳陷地表出露地層以古生界為主，且多以碳酸鹽沉積為主，封蓋條件較好的泥質(zhì)巖、膏巖等巖石類型在研究區(qū)主要發(fā)育在中泥盆統(tǒng)（納標(biāo)組和羅富組）和下石炭統(tǒng)（鹿寨組和寺門組），呈現(xiàn)較大面積連片分布，而下三疊統(tǒng)泥巖則分布非常局限。因此，下石炭統(tǒng)大塘階寺門組泥質(zhì)巖可作為鹿寨組頁(yè)巖氣的區(qū)域蓋層，蓋層厚度總體上具有坳陷區(qū)相對(duì)穩(wěn)定、往雪峰山隆起方向減薄、臺(tái)地區(qū)缺失的特征。其中，桂中坳陷南部紅渡凹陷、象州凹陷，馬山凸起、柳江凸起寺門組相變?yōu)樘妓猁}巖，而宜山凹陷、柳城斜坡寺門組泥質(zhì)巖厚度介于30～200 m，柳城氣井寺門組突破壓力介于31.8～51.0 MPa，且柳城斜坡帶柳城氣井及宜山凹陷DT1井兩口井在該套蓋層之下獲得油氣流，表明桂中坳陷柳城斜坡帶和宜山凹陷蓋層條件較好。

3.1.2 頂?shù)装鍡l件

頂?shù)装遄鳛橹苯优c含氣頁(yè)巖層段接觸的上覆、下伏地層，與頁(yè)巖氣層接觸關(guān)系以及物性特征對(duì)含氣頁(yè)巖的保存條件非常關(guān)鍵。桂中地區(qū)臺(tái)盆相區(qū)泥盆系—石炭系地層為整合接觸關(guān)系，底板為上泥盆統(tǒng)融縣組頂部石灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r，頂板為下石炭統(tǒng)大塘階底部石灰?guī)r和致密砂巖；臺(tái)地相區(qū)石炭系—泥盆系地層多為不整合接觸關(guān)系，發(fā)育石炭系風(fēng)化殼，其接觸面成為常規(guī)油氣和頁(yè)巖氣逸散的主要通道，如宜山地區(qū)DS1井中、上泥盆統(tǒng)生物礁儲(chǔ)層發(fā)育，但鉆井效果不佳，與該不整合面的存在有較大關(guān)系[13]。羅城黃金以及河池龍頭等剖面物性分析資料表明，作為底板的融縣組石灰?guī)r孔隙度平均值為1.28%，滲透率平均值為0.001 2 mD，突破壓力為62.4 MPa；作為頂板的羅城組石灰?guī)r孔隙度平均值為1.56%，滲透率平均為0.009 2 mD，突破壓力為56.54 MPa，反映桂中地區(qū)柳城斜坡、宜山凹陷、紅渡凹陷、象州凹陷等區(qū)鹿寨組含氣頁(yè)巖的頂?shù)装鍡l件良好。

3.2 構(gòu)造變形作用

3.2.1 構(gòu)造剝蝕程度

構(gòu)造剝蝕程度越強(qiáng)，對(duì)頁(yè)巖氣保存條件破壞越嚴(yán)重。桂中坳陷自海西期以來(lái)，經(jīng)歷了東吳運(yùn)動(dòng)、印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)，而尤以印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)對(duì)頁(yè)巖氣的成藏和保存影響較大。前人大量研究表明[11-12,14]，中三疊世末印支運(yùn)動(dòng)使桂中坳陷“山字形”構(gòu)造定型；燕山運(yùn)動(dòng)使坳陷發(fā)生全面的褶皺和斷裂，并對(duì)印支運(yùn)動(dòng)形成的構(gòu)造進(jìn)一步改造，使之復(fù)雜化；喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)造成坳陷全面抬升剝蝕，使泥盆系及其以上地層遭受了不同程度的剝蝕。結(jié)合前人測(cè)試的成熟度、均一溫度和碳氧同位素等資料[11]，海西運(yùn)動(dòng)對(duì)桂中坳陷影響很小，地層為間斷性連續(xù)沉積，上、下二疊統(tǒng)之間為平行不整合；印支運(yùn)動(dòng)影響也不大，剝蝕厚度普遍介于300～800 m；但經(jīng)過(guò)燕山—喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈抬升剝蝕，累計(jì)剝蝕厚度約3 500 m，其中宜山凹陷區(qū)西部、柳城斜坡南部、象州凹陷北部，紅渡凹陷北部剝蝕厚度介于1 500～3 000 m，出露地層以二疊系和三疊系為主，柳江凸起、馬山凸起以及柳城斜坡北部剝蝕厚度普遍超過(guò)3 500 m，出露地層以泥盆系和石炭系地層為主，且平面上呈現(xiàn)中部剝蝕程度較弱，往北部雪峰山古陸、南部柳江凸起，西部馬山凸起，西部大瑤山隆起剝蝕作用變強(qiáng)的特征。通過(guò)上述分析，桂中坳陷宜山凹陷、柳城斜坡帶南部統(tǒng)鹿寨組地層存在相對(duì)較好的保存條件。

3.2.2 斷裂發(fā)育情況

四川盆地頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐表明，走滑性質(zhì)較強(qiáng)的逆斷層和張性正斷層對(duì)頁(yè)巖氣保存條件影響最大，而逆沖斷層或具弱走滑性質(zhì)的逆斷層對(duì)頁(yè)巖氣保存條件影響較小。桂中坳陷早期形成的斷層多為走滑逆斷層（河池—宜州、福田—板壩、南丹—都安、龍勝—永福等斷層），也有與逆斷層伴生的正斷層，后期則主要發(fā)育逆沖斷層。區(qū)內(nèi)主要鉆井情況揭示，正斷層對(duì)該區(qū)頁(yè)巖氣保存具有較大的破壞作用，例如HY1井緊鄰南丹—都安斷裂派生的正斷層，氣體成分主要以N2為主，保存條件較差；走滑性質(zhì)較弱的逆斷層對(duì)該區(qū)頁(yè)巖氣保存條件影響較弱，例如距走滑逆斷層埡紫羅斷裂北段3 km的SY1井在未實(shí)施壓裂技術(shù)改造的情況下測(cè)試日產(chǎn)氣2×104m3，緊鄰福田—板壩斷裂的Y2井放噴火焰高1.4 m，反映保存條件較好；而走滑性質(zhì)較強(qiáng)的逆斷層對(duì)頁(yè)巖氣保存條件影響較大，例如走滑性質(zhì)較強(qiáng)的加黃—古逢斷層和里苗—喬賢斷層附近，地表裂縫可見(jiàn)2～3期剪切縫（圖6-f），GZ1井在鉆遇良好的頁(yè)巖儲(chǔ)層中未見(jiàn)氣顯示，保存條件較差。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合區(qū)內(nèi)老井鉆探顯示情況分析認(rèn)為，河池—宜州斷裂、福田—板壩斷裂是區(qū)內(nèi)走滑作用相對(duì)較弱的逆斷層，對(duì)保存條件影響較弱。

3.2.3 地層變形強(qiáng)度

地層產(chǎn)狀是反映地層變形強(qiáng)度的重要指標(biāo)。本區(qū)及鄰區(qū)勘探實(shí)踐證實(shí)，遠(yuǎn)離出露區(qū)、地層相對(duì)寬緩的褶皺保存條件較好。南部柳江凸起帶和馬山凸起位于福田—板壩斷裂以南，鄰近構(gòu)造強(qiáng)烈的大瑤山和西大明山隆起，受推覆擠壓逆沖作用，地層近乎直立，保存條件較差；中部宜山凹陷處于走滑斷褶帶，受南北兩條區(qū)域走滑斷裂夾持，西部相對(duì)平緩，發(fā)育寬緩向斜構(gòu)造，如宜州西向斜，構(gòu)造走向近東西，面積為460.6 km2，長(zhǎng)軸為30.6 km，短軸為22.1 km，地層傾角為2.5°～5.5°，埋深適中，保存條件好；北部柳城斜坡帶整體表現(xiàn)為向北抬升的斜坡構(gòu)造，靠近河池—宜州斷裂發(fā)育大型寬緩向斜，如宜州北向斜，構(gòu)造北東走向，面積為732.8 km2，長(zhǎng)軸為47.1 km、短軸為14.3 km，長(zhǎng)短軸比為3.3，地層傾角為9.5°～12.5°，埋深適中，保存條件好。

4 桂中坳陷頁(yè)巖氣勘探潛力分析

四川盆地及周緣海相頁(yè)巖氣勘探實(shí)踐中形成了中國(guó)南方復(fù)雜改造區(qū)海相頁(yè)巖氣具有“二元富集”理論，即深水陸棚優(yōu)質(zhì)泥頁(yè)巖發(fā)育是頁(yè)巖氣富集的基礎(chǔ)，良好的保存條件是頁(yè)巖氣高產(chǎn)的關(guān)鍵[3]。結(jié)合桂中坳陷的地質(zhì)背景，筆者從物質(zhì)基礎(chǔ)和保存條件兩方面探討該區(qū)頁(yè)巖氣勘探潛力。

1）桂中坳陷北緣發(fā)育深水陸棚相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖。桂中坳陷鹿寨組頁(yè)巖厚度、有機(jī)地化特征、儲(chǔ)集物性、壓裂品質(zhì)等基本地質(zhì)特征方面與四川盆地及周緣海相頁(yè)巖相似，特別是桂中坳陷北緣河池—宜州—柳城一帶，具有優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖厚度大、有機(jī)碳含量高、有機(jī)質(zhì)類型好、有機(jī)質(zhì)成熟度適中、儲(chǔ)集物性好、壓裂品質(zhì)好的特征。

2）桂中坳陷柳城斜坡和宜山凹陷為構(gòu)造變形相對(duì)較弱區(qū)域，頁(yè)巖氣保存條件較好。柳城斜坡和宜山凹陷發(fā)育良好的區(qū)域蓋層和頂?shù)装澹哂袔r性致密、厚度大、大面積連片分布的特征，構(gòu)造變形程度較弱，特別是該帶內(nèi)宜州北向斜、宜州西向斜和環(huán)江復(fù)向斜等一系列寬緩向斜地層變形程度較弱，抬升剝蝕作用較小，遠(yuǎn)離走滑性質(zhì)較強(qiáng)的逆斷層，具有良好的保存條件。從桂中坳陷及周緣早期淺層地表構(gòu)造的鉆探資料來(lái)看[23-24]，區(qū)內(nèi)下石炭統(tǒng)氣顯示豐富，多口井獲得天然氣流。因此，構(gòu)造完整、埋藏深度較大的寬緩向斜構(gòu)造更值得探索。

埋深條件一方面影響地層中裂縫的發(fā)育進(jìn)而影響頁(yè)巖氣的保存，另一方面也是工程壓裂需要考慮的重要指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，桂中坳陷柳城斜坡以及宜山凹陷一系列寬緩向斜整體埋深在2 000～4 000 m，埋深條件適中，具有經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的價(jià)值。

根據(jù)鹿寨組頁(yè)巖發(fā)育特征、保存條件和埋深條件等綜合分析認(rèn)為，桂中坳陷北緣整體含氣較好，早期地表構(gòu)造淺井氣顯示豐富，多口井獲得天然氣流，因此，桂中坳陷柳城斜坡帶、宜山凹陷埋藏深度較大的寬緩向斜具有較好的頁(yè)巖氣勘探潛力。

5 結(jié)論

1）桂中坳陷鹿寨組發(fā)育深水陸棚相優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖，優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖平面上沿河池—宜州斷裂一線分布，厚度介于20～60 m，呈現(xiàn)中部宜山凹陷往北部雪峰古陸和南部柳江凸起方向變薄的特征。

2）桂中坳陷柳城斜坡和宜山凹陷發(fā)育良好的區(qū)域蓋層和頂?shù)装?，具有巖性致密、厚度大、大面積連片分布的特征，構(gòu)造變形程度較弱，特別是該帶內(nèi)宜州北向斜、宜州西向斜和環(huán)江復(fù)向斜等一系列寬緩向斜地層變形程度較弱，抬升剝蝕作用較小，遠(yuǎn)離走滑性質(zhì)較強(qiáng)的逆斷層，具有良好的保存條件。

3）桂中坳陷北緣鹿寨組頁(yè)巖整體含氣較好，早期地表構(gòu)造淺井氣顯示豐富，多口井獲得天然氣流，柳城斜坡帶、宜山凹陷埋藏深度較大的寬緩向斜具有較好的頁(yè)巖氣勘探潛力。