[摘 要]涪陵地區(qū)頁巖氣儲(chǔ)層巖性主要是以泥頁巖為主，常規(guī)自然伽馬測(cè)井方法無法區(qū)分總伽馬計(jì)數(shù)中U、Th、K各自的貢獻(xiàn)。自然伽馬能譜測(cè)井是地質(zhì)研究的一項(xiàng)重要資料，它可以確定地層中U、K、Th元素的含量、分析沉積環(huán)境、計(jì)算泥質(zhì)含量、識(shí)別粘土類型，解決常規(guī)自然伽馬測(cè)井所不能解決的問題，該測(cè)井項(xiàng)目在涪陵頁巖氣開發(fā)中得到廣泛的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]頁巖氣；自然伽馬能譜測(cè)井；粘土礦物含量；泥質(zhì)含量

中圖分類號(hào)：P618.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）12-0154-02

引言

涪陵頁巖氣田作為國(guó)家級(jí)頁巖氣示范基地，頁巖氣開發(fā)早已進(jìn)入白熱化階段。因頁巖氣儲(chǔ)層巖性主要是以泥頁巖為主，地層中的泥質(zhì)含量、有機(jī)質(zhì)豐度、粘土礦物類型識(shí)別等相對(duì)比較困難。自然伽馬能譜測(cè)井測(cè)出的U、Th、K的含量反映了地層的地球物理、地球化學(xué)等特征。由于釷、鈾元素在地層中的富集受沉積環(huán)境、沉積相、成巖相的控制與影響，利用能譜比值參數(shù)（釷鈾比值、鈾相對(duì)值）曲線可以進(jìn)行地層的劃分與對(duì)比、層序的識(shí)別、古環(huán)境的反演、高放射性儲(chǔ)層的識(shí)別、能譜測(cè)井曲線的質(zhì)量檢查、粘土礦物含量與粘土巖類型分析等方面的研究。目前，自然伽馬能譜測(cè)井已經(jīng)作為涪陵地區(qū)必測(cè)測(cè)井項(xiàng)目。

1 自然伽馬能譜測(cè)井原理

地層巖石的自然伽馬射線主要是由鈾系和釷系中的放射性核素及40K產(chǎn)生的。通常選用鈾系中的214Bi發(fā)射的1.76MeV的伽馬射線來識(shí)別鈾，選用釷系中的208Tl發(fā)射的2.62MeV的伽馬射線來識(shí)別釷，用1.46MeV的伽馬射線來識(shí)別鉀。

2 自然伽馬能譜測(cè)井資料的應(yīng)用

2.1 計(jì)算泥頁巖儲(chǔ)層中粘土礦物含量

通過對(duì)比常規(guī)曲線KTH和巖心全巖礦物組分中的粘土礦物含量交會(huì)圖（見圖1），通過采用相關(guān)系數(shù)最高的原則進(jìn)行線性回歸分析，求得回歸關(guān)系式如下：

Y=0.39488*X+3.642218，相關(guān)系數(shù)為0.6571。

通過關(guān)系式可以建立起KTH數(shù)據(jù)和粘土類礦物含量的關(guān)系，可以根據(jù)常規(guī)曲線初步計(jì)算地層中粘土類礦物的含量。

2.2 粘土礦物類型識(shí)別

粘土礦物主要由蒙脫石、伊利石、高嶺石和綠泥石組成，不同類型的粘土礦物成份其鈾、釷、鉀含量s不同。目前利用自然伽馬能譜測(cè)井確定粘土礦物成份大多采用斯倫貝謝公司粘土礦物分析圖版，該圖版是將測(cè)量的釷和鉀忽略掉各自的單位，計(jì)算Th/K來識(shí)別粘土礦物成份。

針對(duì)A井主要地層做了Th-K交會(huì)圖（圖2-圖3）。圖中顯示：龍馬溪組頁巖段粘土礦物成分為伊蒙混層，含部分蒙脫石；五峰組粘土礦物成分為伊蒙混層、蒙脫石，含少量的伊利石。

2.3 沉積環(huán)境分析

一般情況下，Th/U值可判斷沉積環(huán)境的氧化還原條件，據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)：Th/U值大于7時(shí)，主要為氧化陸相沉積；2-7一般為海相還原環(huán)境；小于2為強(qiáng)還原環(huán)境。

Th/K值可判斷沉積環(huán)境的能量，比值在10以上為高能環(huán)境，10-6為亞高能環(huán)境，6-3為低能環(huán)境。

針對(duì)A井不同層組做了TH-K、Th-U交會(huì)圖（圖2-圖5）。圖中顯示：龍馬溪組頁巖段：釷鉀比值在3.5-10的變化范圍，釷鈾比值在1.5-7的變化范圍，表明沉積環(huán)境主要以亞高能和低能的海相還原環(huán)境的沉積為主。五峰組：釷鉀比值在3-10的變化范圍，釷鈾比值在1.5-2的變化范圍，表明沉積環(huán)境主要以亞高能和低能的還原、強(qiáng)還原環(huán)境的海相沉積為主。

3 結(jié)束語

自然伽馬能譜測(cè)井通過定量測(cè)量U、TH、K三種放射性元素的含量，可以計(jì)算泥質(zhì)含量、識(shí)別粘土礦物類型、判斷沉積巖類型、推斷沉積環(huán)境及定性判斷有機(jī)質(zhì)豐度等，給測(cè)井解釋評(píng)價(jià)提供了非常豐富的資料，解決常規(guī)自然伽馬測(cè)井所不能解決的問題，該測(cè)井項(xiàng)目在涪陵頁巖氣開發(fā)中得到廣泛的應(yīng)用。

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第一作者簡(jiǎn)介：田鵬（1987—），男，助理工程師，畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)，專業(yè)方向?yàn)榈厍蛭锢頊y(cè)井。