新疆吉木薩爾南蘆草溝組油頁巖物性特征分析

夏 明，王海濤，韓建華，祁萬修

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第一區域地質調查大隊，新疆烏魯木齊830011）

吉木薩爾南蘆草溝組位于博格達山前東部邊緣，構造上處于北天山山前坳陷帶博格達山前斷褶帶東段，出露長達40余千米，主要為一套湖泊相暗色細碎屑巖、碳酸鹽巖夾油頁巖沉積組合，是博格達北麓油頁巖礦帶的一部分。

為了解蘆草溝組各類巖性的物性參數，據此劃分且對油頁巖層進行定位或定厚，2013年在吉木薩爾東大龍口一帶實施的鉆探工程，首次進行了較為系統的物探測井，包括密度（CDN）、自然伽馬（GR）、三側向電阻率（LL3）、自然電位法（SP）、中子孔隙度（NP）等5種方法，較為完整地揭示了蘆草溝組各類巖石及油頁巖層的物性特征。

1 蘆草溝組巖石物性特征

蘆草溝組主要由灰黑色—灰褐色油頁巖、深灰色頁巖、灰色砂巖、白云質巖石及泥巖類組成，總體反映出自然伽馬曲線為齒狀低中—值狀夾齒狀中高值、伽馬伽馬曲線為齒狀中—低值、自然電位曲線呈低—高值平緩狀—波狀、電阻率曲線具有低值平緩—齒狀中高值夾峰狀高值及中子孔隙度曲線具有齒狀中高值的基本特征。各類巖石基本物性特征如表1所示，通過對比有如下特征。

表1 蘆草溝組巖石物性特征一覽表

(1)褐色油頁巖，電阻率53.76~937.80Ω·m，自然伽馬25~1242API，中子孔隙度7.92%~58.62%，密度2.12~2.47g/cm3，主要呈現高電阻率低自然伽馬、較高孔隙度較低密度特征。

(2)局部泥頁巖薄層自然伽馬呈現較高異常，最大達到1000API，同時伽馬伽馬成為較高異常（低密度）。

（3）認為蘆草溝組各類巖石物性特征差異性較小，物探方法大致可以劃分出含油頁巖、油頁巖層與其它同生巖石、巖層，但是，礦與非礦用物性特征以及對比劃分并且定位、定厚較為困難。

2 油頁巖物性特征

鉆井控制了蘆草溝組主要的油頁巖層第二巖性段，共發育45層油頁巖，單層視厚度1~19.30m，累計視厚度122.8m。

通過分析以往測井資料，對吉木薩爾油頁巖地質地球物理特征有基本了解，含油頁巖與圍巖層的物理性質差異較為明顯，不同巖性間的物性變化有一定規律，各種參數曲線有良好的響應（表2、圖1）。油頁巖層具有高自然伽馬、較低密度、較高電阻率、較高中子孔隙度等地球物理特性,都可以作為油頁巖層識別的依據。利用測井曲線形態和幅值相對大小可以定性識別油頁巖層。實測中厚度較大、含油率較高的油頁巖層在常規測井曲線上一般具有較為明顯的特征響應。

圖1 鉆井富含油頁巖層段測井曲線圖

表2 鉆孔油頁巖測井曲線特征表

2.1 自然伽馬（GR）

油頁巖層的自然伽馬25~1242API，平均109API，顯示中高值，一般小于200API。局部單層出現1242API高值點，這是由于頁巖中泥質含量高，泥質含量越高自然伽馬放射性就越高；同時，干酪根的形成多是在一個放射性元素鈾含量比較高的還原環境，因而它使自然伽馬曲線出現高值，一般性地層中，泥頁巖在地層中伽馬顯示最高值。相比之下，砂巖和泥巖顯示低值。

2.2 中子孔隙度（NP）

油頁巖層中子測井值7.92%~58.62%，平均23.83%，整體顯示為高值。中子測井值反映巖層中的含氫量。含氫物質一般為水、石油、結晶水以及含水砂，既中子測井反映的是巖層孔隙度。

2.3 補償密度（CDN）

油頁巖密度值2.12~2.47g/cm3，平均2.25g/cm3，為低值，比砂巖和碳酸巖地層密度值低。隨著有機質氣體含量增加將會使地層密度更低。存在裂縫，也會使地層密度測井值降低。

2.4 三側向電阻率（LL3）

油頁巖電阻率53.78~937.8Ω·m，平均549.93Ω·m，為高值。反映出巖石有機質干酪根高，其電阻率就偏高。

3 結論

（1）油頁巖層具有高自然伽馬、較高電阻率、較高中子孔隙度、較低密度等地球物理特性,可以作為油頁巖層定性識別的依據。

（2）結合化學樣品分析成果，認為利用測井曲線形態和幅值相對大小可以識別可能的油頁巖層。但是定位或定厚誤差較大，而且含油率等主要指標確定難度很大，不易采集利用，因此，認為目前技術條件下，還是以系統采集化學樣品及分析成果定位、定厚并獲得含油率、水分等指標較為科學、準確。