自然伽馬能譜測井在準噶爾盆地中部1區(qū)塊的應(yīng)用

王新娥

【摘要】簡要介紹自然伽馬能譜測井的核物理基礎(chǔ)，主要通過準噶爾盆地中部1區(qū)塊實際測井資料應(yīng)用實例介紹了自然伽馬能譜測井在中部1區(qū)塊地層粘土礦物分析、生油能力評價以及巖石生熱率計算等方面的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】自然伽馬能譜測井 粘土礦物 生油能力 生熱率計算

準噶爾盆地中部1區(qū)塊主要含油層系為侏羅系三工河組。有11口井進行了自然伽馬能譜測井。粘土礦物分析與油氣勘探開發(fā)各階段的地質(zhì)與工程研究密切相關(guān)，對儲集層粘土礦物類型及含量有一個定量的認識非常必要，因此，利用自然伽馬能譜測井開展粘土礦物測井定量分析為油田開發(fā)儲層敏感性和油層傷害研究提供一項重要的基礎(chǔ)資料具有重要意義。此外，自然伽馬能譜測井在沉積環(huán)境分析以及生油能力評價、生熱率計算等方面也具有獨特優(yōu)勢[1]。

1 自然伽馬能譜測井資料的分析與應(yīng)用1.1 粘土礦物含量計算模型建立

采用多元回歸分析，將已知分析粘土礦物——高嶺石、綠泥石、蒙脫石、伊利石的含量與自然伽馬能譜測井U、TH、K含量進行多元線性回歸，建立研究區(qū)粘土礦物含量計算模型，從而獲得隨深度變化的連續(xù)4種粘土礦物含量的曲線。

根據(jù)收集該區(qū)薄片分析及粘土礦物分析資料，對伊蒙混層、伊利石、高嶺石及綠泥石進行了建模。由于鈾曲線與粘土礦物含量沒有必然的聯(lián)系，故而在建模中采用了TH、K、TH/K及SH來進行建模：

伊蒙混層：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

高嶺石：KK=-10.975*K+1.850*TH+-

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

綠泥石：LV=15.196*K+-3.673*TH+-

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

式中，K的單位為百分數(shù)，TH的單位為ppm計算所得結(jié)果均為各粘土礦物的相對百分含量。

1.2 資料處理成果分析

研究工區(qū)主要目的層為侏羅系下統(tǒng)的三工河組。統(tǒng)計結(jié)果表明：三工河組儲層粘土礦物以高嶺石、綠泥石為主、其次為伊蒙混層和伊利石。油層粘土總體積18.34（%），伊蒙混層12.86（%），伊利石9.77（%），高嶺石52.95（%），綠泥石24.41（%）；油水同層粘土總體積18.44（%），伊蒙混層19.00（%），伊利石13.13（%），高嶺石42.47（%），綠泥石25.40（%）。

根據(jù)中1區(qū)塊儲層粘土礦物分析類型可知：中1區(qū)塊三工河組儲層敏感性以速敏、酸敏和水敏為主。速敏：高嶺石為4級，伊蒙混層為3級，伊蒙及綠蒙混層為2級，綠泥石為1級；酸敏：綠泥石為5級，綠蒙混層為4級，伊蒙混層為3級，伊利石為2級，高嶺石為1級；水敏：蒙脫石為5級，伊蒙混為4級，綠蒙混層為3級，伊利石為1級（1、2、3、4、5代表了它們對敏感性的影響級別，數(shù)字越大影響程度越強）。2 生油能力定性評價

自然伽馬能譜測井中鈾曲線指示地層中鈾的含量。有關(guān)研究資料表明，鈾含量的高低與有機碳的含量有密切的關(guān)系，有機質(zhì)越富集的地方，能譜曲線中所顯示的鈾含量越高[2]。通常有機碳含量越高，鈾的含量越高，一般鈾值大于8-10ppm，認為泥巖生油能力較好，因此可以用鈾值來定性評價地層

生油能力[3]。

根據(jù)準噶爾盆地中1區(qū)塊侏羅系下統(tǒng)的三工河組鈾曲線統(tǒng)計：莊3井鈾曲線數(shù)值大都在0.4-3.4ppm之間，鈾測井?dāng)?shù)值相對集中在1.0ppm左右；莊5井鈾曲線數(shù)值大都在0.6-4.6ppm之間，峰值在2.0ppm左右，該區(qū)三工河組地層生油能力較差。

3 巖石生熱率（A） 的計算

巖石生熱率是熱結(jié)構(gòu)分析的主要參數(shù)，通過對巖石圈各層發(fā)射性物質(zhì)生熱率的確定和估計，確定地殼各層放射性生熱對地表熱流的影響，為巖石圈演化，特別是盆地的成因演化和動力學(xué)提供依據(jù)。巖石中所含的天然放射性元素雖然很多，但只有鈾、釷、鉀3個元素因具有足夠的豐度且其半衰期可與地球的年齡相比擬而被列為主要生熱元素。其中鉀的分布較為均勻穩(wěn)定，但總體生熱貢獻僅占總量的1/10～2/10；而鈾最為活躍，釷次之，兩者在地球演化和分異淋濾過程中易受水熱活動影響而遷移富集至地殼頂部。因此，巖石生熱率在近地表幾千米以內(nèi)可以通過測井測量的U、TH、K含量進行計算，公式如下：A=10-2*DEN*（9.6U+2.65*Th+3.58*K） 。

式中：DEN表示密度單位g/cm3，U單位為ppm，Th單位為ppm，K為百分比，A表示生熱率單位為μW/m3。

根據(jù)準噶爾盆地中部1區(qū)塊測量自然伽馬能譜測井資料，可以計算莊3井生熱率曲線（圖1）。

4 結(jié)論

準噶爾盆地中1區(qū)塊侏羅系三工河組儲層粘土礦物類型以高嶺石、綠泥石為主，其次為伊蒙混層和伊利石。儲層敏感性主要為速敏、酸敏、水敏，在對儲層進行作業(yè)時，要注意儲層敏感性的潛在影響。地層鈾測井?dāng)?shù)值相對集中在1.0-3.0ppm左右，因此生油能力較差，三工河組儲層主要油源來自二疊系生油巖。利用自然伽馬能譜測井資料可計算巖石生熱率，為盆地的成因演化和動力學(xué)研究提供依據(jù)。

參考文獻

[1] 黃茜，劉菁華，王祝文. 自然伽馬能譜測井資料在確定粘土礦物含量中的應(yīng)用[J].吉林大學(xué)學(xué)報（地球科學(xué)版）第37卷增刊：143～150

[2] 陸巧煥，張晉言，李紹霞.測井資料在生油巖評價中的應(yīng)用[J].測井技術(shù)，2006年2月，第30卷第1期：81～83

[3] 陳曜岑.利用測井資料研究和評價生油巖[J].石油物探，1996，35（1）：100～106