導(dǎo)語(yǔ)：黃鐵礦特征對(duì)地質(zhì)勘探的新應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

頁(yè)巖氣作為一種干凈清潔的非常規(guī)能源，近年來(lái)在我國(guó)的四川盆地取得重大的勘探突破，在很大程度上解決了我國(guó)的能源安全問題。頁(yè)巖氣勘探也受到了眾多石油地質(zhì)學(xué)家的密切關(guān)注，他們從多方面對(duì)其進(jìn)行了深入研究[1-4]。作為一種致密氣藏，在工程上需要進(jìn)行壓裂改造才能得到產(chǎn)能。礦物脆性是影響頁(yè)巖可壓裂性的重要因素之一，黃鐵礦作為一種脆性礦物，影響了頁(yè)巖的可壓裂性。黃鐵礦的特性使其在尋找油氣中有一定的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，近十年來(lái)許多人在黃鐵礦應(yīng)用研究方面做了大量工作。SHILEY等[5]研究表明，在伊利諾斯盆地肯塔基州，根據(jù)巖心中鐵離子的含量可以預(yù)測(cè)天然氣大量聚集的地區(qū)。崔景偉等[6]認(rèn)為頁(yè)巖中黃鐵礦對(duì)有機(jī)質(zhì)聚集、生排烴與油氣的儲(chǔ)集具有積極的影響。徐祖新等[7]、陳康等[8]、朱華[9]等對(duì)實(shí)驗(yàn)研究了黃鐵礦含量與吸附氣含量之間的關(guān)系，指出兩者之間存在一定的正相關(guān)關(guān)系，為基于黃鐵礦含量預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣富集區(qū)域提供了依據(jù)。因此文章總結(jié)了黃鐵礦在我國(guó)的主要特征及分布，總結(jié)了這些特性在當(dāng)前地質(zhì)勘探中發(fā)揮的重要作用。

1黃鐵礦主要特征及分布

1.1主要特征。黃鐵礦是一種常見的自生礦物，在泥頁(yè)巖中以自形晶或莓球集合體的形式存在，直徑一般1.0～20.0μm，由數(shù)百至數(shù)萬(wàn)個(gè)等大小同形態(tài)的微晶組成[10-11]。黃鐵礦的發(fā)育形態(tài)受沉積環(huán)境控制明顯。黃鐵礦的主要化學(xué)成分為FeS2，是地殼中分布最為廣泛的硫化物。一般情況下，F(xiàn)e含量為46.55%，S含量為53.45%。成分中還常存在Co、Ni、As等微量元素，表面呈淡黃銅色、黃褐色、赭色，并有綠色或棕色的黑色條紋，不透明，金屬光澤明亮，解理極不完全，硬度4.9~5.2，半導(dǎo)體礦物。1.2分布。我國(guó)眾多的含油氣盆地的頁(yè)巖儲(chǔ)層中均含有一定量的黃鐵礦。由于受到不同性質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力的影響，黃鐵礦的分布深度不一。黃鐵礦形成的沉積環(huán)境多樣，主要形成于較強(qiáng)的還原環(huán)境。我國(guó)頁(yè)巖儲(chǔ)層中黃鐵礦的沉積環(huán)境以深水-半深水陸棚沉積為主。例如，四川盆地焦石壩地區(qū)、長(zhǎng)寧-威遠(yuǎn)地區(qū)頁(yè)巖儲(chǔ)層中黃鐵礦含量相對(duì)非常高，平均含量介于2%~4%，最大含量達(dá)到17%，其中，深水陸棚沉積的海相頁(yè)巖較厚，有機(jī)孔隙發(fā)育，更有利于黃鐵礦的沉積。

2在地質(zhì)勘探找油中的新應(yīng)用

2.1黃鐵礦一般形成于優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖中。研究表明，黃鐵礦含量增加也象征著有機(jī)質(zhì)含量的增加。鐵含量高有利于有機(jī)質(zhì)富集，而有機(jī)質(zhì)含量越高越有利于頁(yè)巖氣的生成和賦存，頁(yè)巖儲(chǔ)層中TOC含量與黃鐵礦呈一定的相關(guān)關(guān)系。在水動(dòng)力條件較弱的地區(qū)黃鐵礦含量與有機(jī)質(zhì)含量之間的正相關(guān)性比較明顯，而在水動(dòng)力條件較強(qiáng)的環(huán)境下兩者之間的相關(guān)性并不明顯[12]。黃鐵礦在還原環(huán)境下容易形成粒間孔與晶體溶蝕孔縫，從而增加儲(chǔ)層滲透性，水動(dòng)力條件較弱的還原環(huán)境有利于頁(yè)巖氣的形成與保存，兩者具有一定的共性，因此黃鐵礦含量高的頁(yè)巖一般為優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖。2.2黃鐵礦形成過(guò)程伴隨著生烴作用。含硫的干酪根在低溫的條件下生烴時(shí)間明顯早于不含硫的干酪根。原因是：1）富有機(jī)硫的干酪根因C-S鍵具有較低的鍵能，在相對(duì)較低的溫度下即可發(fā)生斷裂，因此提前了生烴時(shí)間。2）Fe2+屬于過(guò)渡金屬，可以明顯影響裂解有機(jī)物的電子云分布，從而促進(jìn)生烴。3）Ⅲ型有機(jī)質(zhì)生烴過(guò)程中能通過(guò)誘導(dǎo)自由基的形成而促進(jìn)烴類物質(zhì)的形成。這表明黃鐵礦具有催化生烴的作用，黃鐵礦催化生烴的機(jī)理表明利用黃鐵礦來(lái)預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣富集有利區(qū)具有一定的指導(dǎo)意義。2.3利用地球物理手段預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣富集有利區(qū)。由于黃鐵礦含量與有機(jī)質(zhì)含量有一定的相關(guān)關(guān)系，因此用黃鐵礦含量判斷頁(yè)巖氣富集有利區(qū)是有效的。黃鐵礦是富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖中良好的電子導(dǎo)體，影響著頁(yè)巖的極化特性。黃鐵礦對(duì)應(yīng)每一項(xiàng)測(cè)井均有明顯的響應(yīng)。大量試驗(yàn)表明，含黃鐵礦儲(chǔ)層的明顯地球物理響應(yīng)特征是低電阻率和高極化率。隨著近年來(lái)地球物理手段的不斷成熟，利用地球物理方法判斷黃鐵礦富集有利區(qū)是一種較為可靠且可行的方法。測(cè)井系列包括復(fù)電阻率測(cè)井、電阻率測(cè)井、電成像測(cè)井、孔隙度測(cè)井及元素俘獲測(cè)井。其中復(fù)電阻率測(cè)井最適用于勘探含黃鐵礦頁(yè)巖。在尋找頁(yè)巖氣富集有利區(qū)塊時(shí)，通過(guò)黃鐵礦的地球物理響特征是尋找頁(yè)巖氣富集有利區(qū)的有力手段，但在實(shí)際操作中，需通過(guò)結(jié)合其他實(shí)驗(yàn)手段，例如頁(yè)巖中其他礦物比例、有機(jī)質(zhì)成熟度、有機(jī)質(zhì)豐度以及構(gòu)造因素，建立他們之間的關(guān)系模型，這樣才能得到更為可靠的結(jié)果。

3結(jié)語(yǔ)

黃鐵礦作為一種重要的脆性礦物，在我國(guó)大部分頁(yè)巖中分布廣泛，因此掌握頁(yè)巖儲(chǔ)層中黃鐵礦具有重要的意義。雖然在頁(yè)巖礦物含量中總占比較小，形成于較強(qiáng)的還原環(huán)境，但由于它生烴演化過(guò)程以及獨(dú)特的地球物理響應(yīng)。因此在目前油氣地質(zhì)中具有重要的應(yīng)用。通過(guò)明確黃鐵礦與頁(yè)巖之間的相互關(guān)系，可以為目前頁(yè)巖氣勘探提供有利的參考，其將在未來(lái)地質(zhì)勘探中發(fā)揮更為有利的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]CurtisJB．Fracturedshale-gassystem[J]．AAPGBulletin，2002，86(11):1921-1938．

[2]張金川，金之鈞，袁明生．頁(yè)巖氣成藏機(jī)理和分布[J]．天然氣工業(yè)，2004，24(7):15-18．

[3]鄒才能，董大忠，王社教，等．中國(guó)頁(yè)巖氣形成機(jī)理、地質(zhì)特征及資源潛力[J]．石油勘探與開發(fā)，2010，37(6):641-653．

[4]郭彤樓，張漢榮．四川盆地焦石壩頁(yè)巖氣田形成與富集高產(chǎn)模式[J]．石油勘探與開發(fā)，2014，41(1):28-36．

[5]SHILEYRH,CLUFFRM,DKERSONDR,etal.CorrelationofnaturalgascontenttoironspeciesintheNewAlbanyshalegroup[J].Fuel,1981,60(8):732-738.

[6]崔景偉，朱如凱，吳松濤，等．黃鐵礦在頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)富集、生排烴與頁(yè)巖油聚集中的作用[J]．地質(zhì)論評(píng)，2013，59(增刊):783-784.

[7]徐祖新，韓淑敏，王啟超．中揚(yáng)子地區(qū)陡山沱組頁(yè)巖儲(chǔ)層中黃鐵礦特征及其油氣意義[J]．巖性油氣藏，2015，27(2)：31-37.

[8]陳康，張金川，唐玄，等．湘鄂西地區(qū)下志留統(tǒng)龍馬溪組頁(yè)巖吸附能力主控因素[J]．石油與天然氣地質(zhì)，2016，37(1)：23-29.

[9]朱華．渝頁(yè)1井頁(yè)巖氣聚集地質(zhì)條件解剖[D]．北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2011.

[10]鄒才能．非常規(guī)油氣地質(zhì)[M]．北京：地質(zhì)出版社，2014：127-167.

[11]吳勘，馬強(qiáng)分，馮慶來(lái)．鄂西建始中二疊世孤峰組孔隙特征及頁(yè)巖氣勘探意義[J]．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)，2012，37（增刊2）：175-183.

[12]曹濤濤，鄧模，宋之光，等.黃鐵礦對(duì)頁(yè)巖油氣富集成藏影響研究[J]．天然氣地球科學(xué)，2018，29(3):404-414．

作者:雷 寧 秦啟榮 單位:西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院