山東省礦床地球物理綜合測井方法選取及應用

牛淑敏

（新汶礦業(yè)集團地質(zhì)勘探有限責任公司，山東 新泰 271222）

我國礦產(chǎn)資源分布范圍廣闊，地域分布不均衡，山東省作為我國礦產(chǎn)資源儲量大省，其經(jīng)濟的發(fā)展也多依托于礦產(chǎn)資源的發(fā)展，但現(xiàn)階段我國對礦床的測井方法綜合利用效率并不理想，測井成本較高，嚴重限制了山東省礦產(chǎn)資源的進一步發(fā)展[1]。地球物理測井是運用物理學的原理和方法，使用專業(yè)的物理探測儀器設備，沿鉆孔測量巖石的物性參數(shù)，包括礦產(chǎn)密度、放射性等。基于此，本文提出山東省礦床地球物理綜合測井方法選取及應用研究，通過兩個方面論述了山東省礦床地球物理綜合測井方法的選取，針對標志層測井曲線與含礦層測井曲線的特征，建立礦床測井的組合特征；通過將地球物理綜合測井方法在山東省礦床內(nèi)進行一次推演，并對測井數(shù)據(jù)的實時反饋，判斷山東省礦床的含礦量，測試效果表明，伽瑪測溫方法具有較高的測井效率，并且節(jié)省測井費用，降低整體成本。

1 地球物理綜合測井方法選取

山東省礦床中，一般砂泥巖礦區(qū)采用地球物理綜合測井方法中的聲感系列為主，主要包括伽瑪測溫法，必要時，根據(jù)礦床的電極距特征，還要采取自然電位、聲波時差等方法。綜合考慮，采取地球物理綜合測井方法進行測井工程時，能夠及時記錄礦床標志層與含礦層的曲線特征關系，并分析兩種礦床的地質(zhì)特征、礦產(chǎn)深度等，再結(jié)合山東省礦床的相關研究資料，確定了最適合山東省礦床的地球物理綜合測井方法為伽瑪測溫法，該方法能夠滿足山東省礦床的測井需求，且經(jīng)濟實用，測井效果好。標準層與含礦層的測井曲線特征如圖1所示。

1.1 標志層測井曲線特征

標志層是礦床測井的重要參考標準，能夠準確識別礦床深度及含礦量，本次測井工程礦床位于山東省礦區(qū)分界處的K9地層。該礦床分布穩(wěn)定，巖性多為淺黃綠色泥質(zhì)巖，礦床厚度在2m～5m左右。根據(jù)圖1標志層測井曲線圖可以看出，標志層測井曲線多為尖刀狀，其組合曲線多為“高、高、高、低”特征，則在這一礦床內(nèi)選擇伽瑪測溫法與高聲波時差法進行工程測井比較符合礦床特征。測井結(jié)果顯示，標志層內(nèi)20m～50m左右為礦產(chǎn)賦存的主要位置。

圖1 標志層與含礦層的測井曲線特征

1.2 含礦層測井曲線特征

根據(jù)對圖1的分析可知，含礦層測井曲線為“高、低、低”特征，這一礦床內(nèi)礦石以砂巖為主，多呈淺灰綠色細砂巖[2]，也有少量灰黑色泥巖夾雜在礦床的交界部位。隨著含礦層深度的增加，其巖性結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化，測井曲線也會呈現(xiàn)不同的形式，因此含礦層礦床內(nèi)選擇低自然伽瑪測溫法和低自然電位幅值法較為合適。當含礦層內(nèi)的礦產(chǎn)資源儲量極為豐厚時，則測井曲線組合特征便會急劇密集，從而為地球物理綜合測井方法在下一步的測井應用中提供理論基礎。

2 地球物理綜合測井方法應用

將地球物理綜合測井方法在山東省某礦區(qū)礦床進行測井推演，并在應用過程中，計算礦床的含礦飽和度，進而確定上述分析中選取的伽瑪測溫方法進行測井工程的有效性。

2.1 應用過程

通過查看礦區(qū)礦床測井現(xiàn)場的地質(zhì)條件及相關資料，將礦層分為標志層和含礦層兩種分別進行測井工程，應用過程中，選擇礦區(qū)內(nèi)泥質(zhì)巖含量較高的礦床進行測井實驗，為保證測井過程中測試結(jié)果的明顯性，將測井電阻值設定為同等幅值范圍。將伽瑪測溫儀器的電位調(diào)制為200Ω·m時，測井電阻率較高值，則這時礦床孔隙便會大幅降低，從而保證空隙間礦床含礦量的增加；反之，當測井電阻率較低，則這時礦床孔隙便會大幅提高，而空隙間礦床含礦量便會有所降低。通過實際應用過程中，礦床測井數(shù)據(jù)的分析與判斷，對山東省某礦區(qū)礦床厚度及礦含量進行推斷與總結(jié)，總結(jié)如下。

山東省某礦區(qū)礦床厚度在2m～5m左右，該礦床內(nèi)礦產(chǎn)資源多為巖性，在測井電阻值固定的前提下，采用伽瑪測溫法進行參數(shù)確定，而礦床的賦存信息及發(fā)育方向不做定性解釋，則山東省某礦區(qū)礦床的測井響應率為“高電阻率值、高伽瑪值和高散射值”。通過將地球物理綜合測井方法中的伽瑪測溫法在山東省某礦區(qū)內(nèi)進行礦城測井推演，確定伽瑪測溫法的時效性，能夠?qū)ΦV床巖芯進行確認，并保證測井效。

2.2 效果測試

以阿爾奇理論為基礎，根據(jù)含礦層測井曲線特征計算礦床含礦飽和度：

式中，S代表礦床含礦飽和度；Rw代表礦層內(nèi)測井電阻；Rt代表測井時間內(nèi)的電阻率；?m代表礦床孔隙度；其中，a、b、m、n均為常數(shù)，根據(jù)山東省礦床測井曲線特征，將a、b、m、n進行賦值后，含礦飽和度為：

采用地球物理綜合測井方法中的伽瑪測溫法測量礦床的含礦飽和度，則得出礦產(chǎn)測井規(guī)律：當?shù)V床孔隙度高于11%時，礦床內(nèi)的礦含量較高；反之，當?shù)V床孔隙度低于11%時，礦床內(nèi)的礦含量較低。利用伽瑪測溫法計算測井系列求值，得到準確的電阻率，并且實現(xiàn)對測井曲線的校正作用。通過加權(quán)分析，采用伽瑪測溫法對山東省礦床進行測井工程時，含礦層測量符合率高達87.9%。

3 結(jié)語

本文對山東省礦床地球物理綜合測井方法選取及應用進行分析與研究，依托地球物理綜合測井方法，分析標準層與含礦層的測井曲線特征，通過將地球物理綜合測井方法進行一次測井應用，判斷山東省礦床的含礦量。測試效果表明，地球物理綜合測井方法非常適合山東省礦床的測井，能夠降低測井成本，提高測井效率。希望本文的研究能夠為山東省礦床測井方法的選取及應用提供理論依據(jù)和參考。