自然伽马能谱测井在准噶尔盆地中部1区块的应用

王新娥

【摘要】简要介绍自然伽马能谱测井的核物理基础，主要通过准噶尔盆地中部1区块实际测井资料应用实例介绍了自然伽马能谱测井在中部1区块地层粘土矿物分析、生油能力评价以及岩石生热率计算等方面的应用。

【关键词】自然伽马能谱测井 粘土矿物 生油能力 生热率计算

准噶尔盆地中部1区块主要含油层系为侏罗系三工河组。有11口井进行了自然伽马能谱测井。粘土矿物分析与油气勘探开发各阶段的地质与工程研究密切相关，对储集层粘土矿物类型及含量有一个定量的认识非常必要，因此，利用自然伽马能谱测井开展粘土矿物测井定量分析为油田开发储层敏感性和油层伤害研究提供一项重要的基础资料具有重要意义。此外，自然伽马能谱测井在沉积环境分析以及生油能力评价、生热率计算等方面也具有独特优势[1]。

1 自然伽马能谱测井资料的分析与应用1.1 粘土矿物含量计算模型建立

采用多元回归分析，将已知分析粘土矿物——高岭石、绿泥石、蒙脱石、伊利石的含量与自然伽马能谱测井U、TH、K含量进行多元线性回归，建立研究区粘土矿物含量计算模型，从而获得随深度变化的连续4种粘土矿物含量的曲线。

根据收集该区薄片分析及粘土矿物分析资料，对伊蒙混层、伊利石、高岭石及绿泥石进行了建模。由于铀曲线与粘土矿物含量没有必然的联系，故而在建模中采用了TH、K、TH/K及SH来进行建模：

伊蒙混层：I/S=-

4.078*K+0.523*TH+0.279*SH+-1.469*TH/ K+24.626

伊利石：IL=-

0.074*K+1.281*TH+0.078*SH+-2.167*TH/ K+10.105

高岭石：KK=-10.975*K+1.850*TH+-

0.305*SH+-5.151*TH/K+75.447

绿泥石：LV=15.196*K+-3.673*TH+-

0.052*SH+8.845*TH/K+-10.412

式中，K的单位为百分数，TH的单位为ppm计算所得结果均为各粘土矿物的相对百分含量。

1.2 资料处理成果分析

研究工区主要目的层为侏罗系下统的三工河组。统计结果表明：三工河组储层粘土矿物以高岭石、绿泥石为主、其次为伊蒙混层和伊利石。油层粘土总体积18.34（%），伊蒙混层12.86（%），伊利石9.77（%），高岭石52.95（%），绿泥石24.41（%）；油水同层粘土总体积18.44（%），伊蒙混层19.00（%），伊利石13.13（%），高岭石42.47（%），绿泥石25.40（%）。

根据中1区块储层粘土矿物分析类型可知：中1区块三工河组储层敏感性以速敏、酸敏和水敏为主。速敏：高岭石为4级，伊蒙混层为3级，伊蒙及绿蒙混层为2级，绿泥石为1级；酸敏：绿泥石为5级，绿蒙混层为4级，伊蒙混层为3级，伊利石为2级，高岭石为1级；水敏：蒙脱石为5级，伊蒙混为4级，绿蒙混层为3级，伊利石为1级（1、2、3、4、5代表了它们对敏感性的影响级别，数字越大影响程度越强）。2 生油能力定性评价

自然伽马能谱测井中铀曲线指示地层中铀的含量。有关研究资料表明，铀含量的高低与有机碳的含量有密切的关系，有机质越富集的地方，能谱曲线中所显示的铀含量越高[2]。通常有机碳含量越高，铀的含量越高，一般铀值大于8-10ppm，认为泥岩生油能力较好，因此可以用铀值来定性评价地层

生油能力[3]。

根据准噶尔盆地中1区块侏罗系下统的三工河组铀曲线统计：庄3井铀曲线数值大都在0.4-3.4ppm之间，铀测井数值相对集中在1.0ppm左右；庄5井铀曲线数值大都在0.6-4.6ppm之间，峰值在2.0ppm左右，该区三工河组地层生油能力较差。

3 岩石生热率（A） 的计算

岩石生热率是热结构分析的主要参数，通过对岩石圈各层发射性物质生热率的确定和估计，确定地壳各层放射性生热对地表热流的影响，为岩石圈演化，特别是盆地的成因演化和动力学提供依据。岩石中所含的天然放射性元素虽然很多，但只有铀、钍、钾3个元素因具有足够的丰度且其半衰期可与地球的年龄相比拟而被列为主要生热元素。其中钾的分布较为均匀稳定，但总体生热贡献仅占总量的1/10～2/10；而铀最为活跃，钍次之，两者在地球演化和分异淋滤过程中易受水热活动影响而迁移富集至地壳顶部。因此，岩石生热率在近地表几千米以内可以通过测井测量的U、TH、K含量进行计算，公式如下：A=10-2*DEN*（9.6U+2.65*Th+3.58*K） 。

式中：DEN表示密度单位g/cm3，U单位为ppm，Th单位为ppm，K为百分比，A表示生热率单位为μW/m3。

根据准噶尔盆地中部1区块测量自然伽马能谱测井资料，可以计算庄3井生热率曲线（图1）。

4 结论

准噶尔盆地中1区块侏罗系三工河组储层粘土矿物类型以高岭石、绿泥石为主，其次为伊蒙混层和伊利石。储层敏感性主要为速敏、酸敏、水敏，在对储层进行作业时，要注意储层敏感性的潜在影响。地层铀测井数值相对集中在1.0-3.0ppm左右，因此生油能力较差，三工河组储层主要油源来自二叠系生油岩。利用自然伽马能谱测井资料可计算岩石生热率，为盆地的成因演化和动力学研究提供依据。

参考文献

[1] 黄茜，刘菁华，王祝文. 自然伽马能谱测井资料在确定粘土矿物含量中的应用[J].吉林大学学报（地球科学版）第37卷增刊：143～150

[2] 陆巧焕，张晋言，李绍霞.测井资料在生油岩评价中的应用[J].测井技术，2006年2月，第30卷第1期：81～83

[3] 陈曜岑.利用测井资料研究和评价生油岩[J].石油物探，1996，35（1）：100～106