滇西騰沖旱壩寨砂巖型鈾礦測井應用分析

孔然 倪光清 孔璞 謝夢謙

（1.云南省核工業二〇九地質大隊，云南昆明 650032；2.四川水利職業技術學院，四川成都 611230）

0 引言

測井技術作為地球物理勘探方法中的重要勘探技術之一，目前已經廣泛應用于石油勘探、工程勘查及礦產勘查研究工作當中。不同的地質屬性，其測井響應有所差異，通過多條測井曲線和多井綜合分析，挖掘測井資料中蘊含的地質信息，可進行構造解析、沉積學特征研究、層序地層劃分、巖性識別等，由此指導鉆探工作部署，提高找礦效率，節約鉆探工作量。此外，利用測井相關公式還可以快速獲取地下巖石的物性參數及力學參數，可以進一步為工程地質特性研究提供有力支撐。

1 工區概況

此次研究的旱壩寨位于云南省西部，屬龍川江盆地。該區受三江切割，地形險峻，山高谷深，嶺谷相間。在地質構造上處于雅魯藏布江與怒江之間的岡底斯-騰沖陸緣活動帶。青藏高原所有的東西向構造單元延伸至本區后即轉折成南北向。該區位于歐亞板塊與印度板塊縫合線東側，藏滇次板塊西緣，屬著名的特提斯成礦帶的一部份。在時間上它經歷了漫長的地殼變動過程，特別是華力西造山旋回以來的歷次構造運動的強度是呈遞增趨勢的，加上兩大板塊多次開、合，使本區的地殼結構復雜化。在中新世末受喜馬拉雅運動的影響，本區發生強烈的褶皺造山運動，形成新山系，同時伴隨大規模沖斷推覆和走滑，形成一系列第三紀斷陷盆地。該區為沖積扇前和扇間凹地發育的辮狀河床邊灘、漫灘相沉積物。局部發育沖洪積相，巖性為含礫砂巖，其中夾砂巖、粉砂巖透鏡狀夾層、煤線，含植物碎屑，顏色以灰、灰黑為主，為測區主要的含鈾層位，下部巖性為泥質粉砂巖、砂巖（如圖1所示）。地層受到放射性礦物的影響，使得自然伽馬不能正確反映地層泥質含量，本次工作中采用電阻率計算泥質含量取得了較好的效果。

圖1 騰沖旱壩寨地質圖

2 泥質含量及孔隙度計算

在含泥質砂礫巖地層中，地層的泥質含量是一個重要的地質參數，泥質含量在一定程度上反應了地層的巖性，而且孔隙度、滲透率、含水飽和度等儲層參數都和泥質含量具有密切關系。測井方法都是基于對地層礦物分布情況來反映地層泥質含量的，不能進行直接測量，應根據工區地層情況選擇最能反映地層泥質含量的測井系列進行計算。常見的泥質含量計算方法主要包括：

（1）自然伽馬法

當地層中不含泥質以外的放射性物質時，地層的自然伽馬異常隨泥質含量增加而減小，可以利用自然伽馬計算地層泥質含量，計算式如下：

式中，Vsh為計算的地層泥質含量，GRmax表示純泥巖段自然伽馬平均值，GRmin純砂巖段自然伽馬平均值，在該井段沒有純砂巖時，GRmin比實際值略小。GCUR為希爾奇指數，新地層為3.7，老地層為2。

（2）自然電位法

隨著泥質含量增加自然電位異常幅度減小，式（3）自然電位計算泥質含量方法：

其中，SSP 為厚層純水砂巖靜自然電位，SP 為測井自然電位，Vsh為計算的地層泥質含量。

（3）電阻率法

在含泥質的地層中，導電介質包括地層水和粘土兩部分，粉砂和砂巖骨架看作不導電介質。假設巖石只是由骨架和泥質混合組成，也就是這種巖石導電性完全由粘土導電性引起，則這種巖石的電阻率（Rt）可表示為：

在上式基礎上進行改進得到：

式中Rsh表示泥巖電阻率，Vsh表示泥質含量，Rmax表示最大電阻率，b 為選擇系數，一般取值在1～2 之間。

3 測井響應特征

對旱壩寨地區進行地球物理測井，得到該區自然伽馬、密度、聲波時差和電阻率測井數據。通過研究測井曲線的整體變化趨勢和特征，結合巖心地質編錄，劃分鉆孔巖性主要為：含礫砂巖、泥質粉砂巖、礫巖及砂礫巖。如圖2所示為鉆孔K30柱狀圖，同時附加了該井電阻率及密度測井數據計算的泥質含量及孔隙度，對比發現電阻率法式（4）計算的泥質含量與實際地層情況更加貼切。從圖2中可以看出，聲波時差和電阻率測井響應具有一定的相關性，即聲波時差減小，電阻率增大，速度增大；聲波時差增大，電阻率減小，速度降低。一定程度反映了泥質對電阻率和速度的影響，即當地層中泥質含量增大時速度降低，電阻率減小，孔隙度有不同程度的降低；泥質含量較小時，速度增大，電阻率增大，巖石主要為砂巖骨架，孔隙度也有一定程度增大。從自然伽馬曲線上看，含鈾礦層自然伽瑪值遠遠高于其他層段自然伽馬值。泥質含量很好反映了各個層位泥質變化情況。此外，從地層壓力和速度曲線看，隨著深度增加地層壓力逐漸增大，同時速度整體呈現增大趨勢。

圖2 測井資料柱狀圖

4 結語

通常情況下往往利用自然伽馬測井來計算地層的泥質含量，但如果地層中含有放射性礦物，計算結果會明顯高于實際值。本文根據工區含放射性較高的實際特點，利用電阻率計算的泥質含量具有更高的符合度，將計算結果制作為隨深度變化的曲線，結合其他測井資料及鉆探資料，能夠較好的反映出研究區不同巖性、層段內泥質含量和孔隙度變化趨勢，為研究區鈾礦工程地質性質研究提供了有力支撐。