自然伽馬能譜測井在涪陵頁巖氣解釋中的應用

摘 要：涪陵地區頁巖氣的常規測井方法無法精細的判斷沉積環境。自然伽馬能譜測井是地質研究的一項重要資料，它不僅可以判斷沉積環境，還能計算泥質含量，并可大致確定粘土礦物類型，該測井項目在涪陵頁巖氣開發中得到廣泛的應用。

關鍵詞：自然伽馬能譜測井；五峰組；龍馬溪組；釷；鈾；鉀

1 自然伽馬能譜測井資料的應用

自然伽馬能譜測井不僅測量地層中放射性元素的總含量，還可測量不同放射性元素放射出不同能量的伽馬射線，從而確定地層中含有何種放射性元素。自然伽馬能譜測井資料包括：地層總自然伽馬、地層無鈾伽馬及地層中鈾、釷、鉀的含量。焦頁A井直井測量井段為1048-4085.0m。

1.1 計算泥質含量

在自然伽馬能譜測井資料中，通常認為鉀含量K、釷含量Th及其總和KTH與泥質含量的關系最好，鈾含量U與泥質含量關系最差，高鈾會指示滲透性良好的儲集層。因此，一般情況，可以同時利用K、Th、KTH曲線或根據地質情況選其中一條曲線，計算地層泥質含量。

1.2 計算泥頁巖儲層中粘土礦物含量

在自然伽馬能譜測井資料中，以鉀含量、釷含量及其總和KTH與泥質含量的相關性最好，鈾含量與泥質含量相關性最差，高鈾含量甚至會指示滲透性良好的儲集層，因此，可以同時利用K、Th、KTH曲線或根據地質情況選其中一條曲線，計算地層泥質含量。當用多種方法同時計算時，應選各種方法中的最小值為結果。

從測井資料分析，測量段內總自然伽馬曲線與去鈾伽馬曲線變化幅度較一致，對應性較好，U、TH、K曲線均未有出現異常值現象，因此，利用總自然伽馬GR、去鈾伽馬KTH、鉀K、釷TH曲線值或其任意一條曲線，均可計算地層泥質含量。

本井測井資料處理參數采用了去鈾自然伽馬來計算泥質含量，對組合測量井段內的去鈾伽馬做直方圖統計（見下圖1-1），通過分析直方圖中去鈾伽馬數值的分布特點，選擇計算泥質含量的參數。龍馬溪組-五峰組：KTHmax=170API，KTHmin=70API。

1.3 研究沉積環境

將測量的鈾、釷、鉀，忽略各自的單位計算比值Th/U、Th/K和U/K，則這些比值在地質上有較大的意義。

1.3.1 粘土礦物類型識別

對于測量的鈾、釷、鉀，忽略各自的單位計算比值Th/K、Th/U和U/K，這些比值在地質上有相當大的意義。

1）粘土礦物類型識別

一般來講，在絕大多數粘土礦物中，鉀和釷的含量高，而鈾的含量相對較低，因此，根據Th/K，可大致確定粘土類型。

下表1-1為各種粘土礦物的Th/K判斷依據。

本井頁巖層段（3395.4.0-3510.8m）做Th-K、TH-U交會圖（見下圖1-2、圖1-3）。由圖中可以看出：

龍馬溪-五峰組的粘土礦物成分以伊、蒙混層為主。

1.3.2 沉積環境分析

一般情況下，高能環境下的釷含量比低能環境下高，鈾和鉀含量在低能環境下比高能環境下高。另外，鈾含量與氧化還原條件有關，還原環境有機質含量高、鈾含量高；鉀含量與粘土關系密切。因此，Th/K主要反映沉積相，在高能環境下Th/K比值高，低能環境下Th/K比值低；Th/U主要反映化學相，氧化環境下Th/U比值高，還原環境下Th/U比值低。

Th/U值可判斷沉積環境的氧化還原條件，據經驗統計：Th/U值大于7時，主要為陸相泥巖和鋁土礦，屬風化完全、有氧化和淋濾作用的陸相沉積；2～7一般為海相還原環境，巖性為灰色和綠色泥巖夾砂巖；小于2為海相沉積，巖性為黑色海相泥巖、石灰巖及磷酸鹽巖，強還原環境。

Th/K值可判斷沉積環境的能量，比值在10以上為高能環境，10～6為亞高能環境，6～3為低能環境。

龍馬溪組：釷鉀比值在3.5～10的變化范圍，釷鈾比值在1.5～9的變化范圍，表明沉積環境主要以亞高能和低能的還原、氧化環境的沉積為主。

五峰組：釷鉀比值在3～9的變化范圍，釷鈾比值在1～8的變化范圍，表明沉積環境主要以低能的還原、強還原環境的海相沉積為主。

作者簡介：

馮鎮濤（1990-），男，重慶綦江，漢族，研究生，助理工程師，研究方向：測井解釋.