青海海西W地區鹵水鉀鹽礦的地球物理測井響應特征

楊生鵬　刁俊魏　周鈺邦　牛尊毅

摘 要：為加快柴達木盆地深層鹵水礦勘查評價和開發利用的研究進度，提供海西W地區地層物性參數和大致了解確定該區石鹽層的埋深、厚度及結構。對青海海西W地區以鉀為主的固液相鹽類礦產開展了地球物理測井工作，本次測井工作選擇多參數組合測井方法探測，通過對各鉆孔測井資料的綜合分析，并結合地質鉆探資料加以對測井識別的巖性分層對比驗證，獲得了該區測井識別石鹽層的測井響應特征。結果表明，W區石鹽層均表現為低自然伽瑪和高視電阻率的測井反映。這為更加快速有效識別本區石鹽層段的劃分和后期地質勘探開發提供了有力依據。

關鍵詞：勘查；測井；特征

中圖分類號：P62 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）04-0069-02

Abstract： Abstract： in order to quicken the research progress of exploration， evaluation， exploitation and utilization of deep brine deposits in Qaidam Basin， the physical parameters of strata in Haixi W area are provided， and the burial depth， thickness and structure of rock and salt beds in this area are roughly understood and determined. Geophysical logging work has been carried out for the solid liquid phase salt minerals in Haixi W area of Qinghai Province. This logging work selects the multi-parameter combination logging method to detect， through the comprehensive analysis of the logging data of each borehole. Combined with the geological drilling data， the lithologic stratification identified by logging is verified， and the logging response characteristics of identifying halite formations in this area are obtained. The results show that the low gamma ray and high apparent resistivity are well logging reflections in the rock salt beds in the W area. This provides a powerful basis for more rapid and effective identification of the division of rock and salt layers and later geological exploration and development in this area.

Keywords： exploration； logging； characteristics

引言

鹵水鉀鹽礦作為我國重要戰略性資源，有著十分重要的意義。2014年11月我國深層鹵水找鉀工作取得重大突破，在柴達木盆地首次發現儲量巨大的新型鉀鹽資源——“大厚度的深層孔隙鹵水”，使柴達木盆地繼在成為全國鉀鹽整裝勘查區以后，又正在成為全國新的重點鉀鹽資源勘查區。同年李洪普等人指出柴達木盆地西部深層鹵水鉀鹽礦作為液體礦的一種，分為構造裂隙孔隙鹵水鉀鹽礦床、化學鹽類晶間鹵水鉀鹽礦床和砂礫石層孔隙鹵水鉀鹽礦床，且目前技術條件下對化學鹽類晶間鹵水鉀鹽礦床的開采難度大。到2018年，李文學等人采用爆破法及大氣聯通法在羅北凹地鉀鹽礦區不同水文地質區域對深部承壓含水層進行大規模抽水試驗研究，確定了不同水文地質區域深部承壓鹵水合理且經濟的開采方法，實現了羅北凹地鉀鹽礦深部含鉀承壓鹵水資源的大規模有效采出，將很難利用的深部富鉀承壓水變成可利用資源，提高了羅北凹地液體鉀鹽礦的深部承壓鹵水資源的利用率。但現今為止，通過地質鉆探和地球物理測井方式結合進行相關鹵水鉀鹽礦的研究文獻相對較少。因此本文試圖通過對青海海西W地區以鉀為主的固液相鹽類礦產預查工作中的各個鉆孔地球物理測井資料的對比研究，并結合地質鉆探資料，尋找出識別該區主要礦層石鹽層的特定的測井響應特征，為該區鹵水鉀鹽礦埋深、厚度及結構的確定提供合理有效的直接證據。

1 地質與地球物理特征

預查區位于柴達木盆地西部，海拔相對較高，相對高差100～300m。區內地表水系極不發育，除北部及西南部山前沖洪積平原發育少量沖溝，除雨季外再無其他地表水。

1.1 地質概況

區內出露地層主要有第四紀及新近紀地層。第四紀地層在礦區內廣泛分布，地表出露有全新統（Q4）、上更新統（Q3），隱伏下更新統（Q1+2）。新近紀地層主要在工作區南部和東北部尖頂山，主要發育獅子溝組（N2s）和油砂山組（N1y）。

本次預查工作施工的鉆孔鉆獲的巖芯顯示該區所涉及勘查深度范圍內的地層主要有粘土層、粗砂、芒硝及礦層石鹽巖組成。

1.2 地球物理特征

自然伽瑪測井是以測定鉆孔地質剖面中各種巖層的自然放射性強度為基礎的一種方法，不同的巖層，其放射性物質含量就不同，在自然伽瑪參數上就有不同的反映。一般而言，巖石的天然放射性有以下變化規律：隨泥質含量的增加而增加；隨有機物含量增加而增加；隨著鉀鹽和某些放射性礦物的增加，區內粘土層自然伽瑪呈現高值反映，粗砂及石鹽層自然伽瑪為低值反映；電阻率測井的地質效果是由不同的巖石和礦物的導電性具有不同程度的差異所決定的，區內第四紀地層膠結較差，地層水礦化度較高，整體呈明顯低阻異常反映；新近紀地層膠結較好，巖層電阻率相對較高，但受高礦化度泥漿影響，其電阻率值與第四紀地層差異不明顯；而石巖巖具有較差的導電能力，故相對于其他圍巖表現為電阻率幅值高的測井曲線形態特征。另外自然伽瑪能譜測井能有效識別蒸發巖中的鉀鹽巖，但對于不含高放射性的石鹽巖來說，U、Th、K礦物含量均較低，而對于鉀鹽巖而言，鉀礦物含量較高。所有區內自然伽瑪能譜測井能有效識別鉀鹽巖等。

鑒于自然伽瑪及視電阻率兩種參數對不同巖層有較明顯的物性差異，且石鹽巖層相對于其他圍巖表現為自然伽瑪低值、視電阻率相對較高值的特定測井曲線組合形態特征，能夠較準確地判斷巖層粒級，故本次測井解釋中主要應用這兩種參數方法。

2 實例研究

區內鉆孔所見石鹽層成透明至半透明狀，導電性較弱，與芒硝共伴生。鉆孔所見石鹽層在測井參數中的反映為較高視電阻率（相對頂底圍巖）、低-極低天然放射性。井徑參數曲線在石鹽層一般較規則，且大于鉆頭直徑。其自然伽瑪曲線幅值在0.05～0.55pA/kg之間，一般在0.1～0.2pA/kg范圍內變化；視電阻率較高，曲線幅值變化范圍為15～32Ω.m，物性參數幅值統計見表1。物性反映特征見圖1，可見明顯低自然伽瑪高視電阻率異常。

圖2是Y號鉆孔在90米至105米段的測井解釋成果與鉆探編錄成果的對比，100米附近所見石鹽層與測井成果基本吻合，僅100.35至100.55米處鉆探所見的0.2米厚的石鹽層測井曲線沒有顯示，這是由于本次所用數據采樣間隔為0.05米，測井能識別的巖層最小厚度應大于0.3米，故在本層沒有反映。

3 結論

通過對該預查區內施工鉆孔測井資料的綜合對比研究得出了該區主要礦層石鹽巖層相對于其他圍巖呈現低自然伽馬、高電阻率的測井響應特征，石鹽巖層處的自然電位曲線呈現相對負異常反映。這為以后鹵水鉀鹽礦的勘探開發奠定了基礎。同時在測井解釋過程中參考了鉆探地質編錄成果，兩者間有較好的驗證關系，通過測井解釋成果發現的粘土層位、石鹽層位與地質編錄劃分的層位誤差很小，進一步驗證了利用該測井響應特征去識別鉀鹽礦目的層厚度及縱向分布范圍的可行性。也說明此次地球物理測井所選用參數方法在鉀鹽礦勘查中是較為可靠的。

參考文獻：

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