自然伽马能谱测井在评价沉积环境方面的运用

自然伽马能谱测井资料应用 学生姓名： 严少怀 专业班级： 资工（基）10902 指导教师： 李维彦 时 间： 2012.5.18 自然伽马能谱测井资料在研究沉积环境方面的应用一 自然伽马能谱测井原理自然伽马能谱测井是根据铀、钍、钾三种放射性元素在衰变时放出的射线能谱不同，测定地层中铀、钍、钾含量的一种测井方法。通过对自然伽马射线能谱分析，不仅可以测定地层放射性总的水平，而且，还可以分别测出与泥质含量关系比较稳定的铀、钍、钾的含量，铀、钍、钾在地层中的分布与岩性、有机物的含量及地层水的活动有着密切关系，从而可更好地来确定和划分地层岩性剖面，解决更多的地质和油田开发中的问题。(1) U、Th和40K的伽马射线能谱K40只有能量为1.46MeV伽马射线，铀系和钍系有各种能量伽马射线，但大部分分布在1.3MeV以下。钍系在2.62MeV处有一明显峰值，可作为钍系的特征谱；铀系在1.76MeV处也出现一个峰值，作为铀系的特征谱。 （2）岩石的放射性的强弱放射性最强：火成岩放射性中等：变质岩放射性最弱：沉积岩（在沉积岩中:泥岩及含有放射性元素的岩石放射性最强；纯地层放射性最弱；其它地层的放射性为中等 。）（3）测量原理图：自然伽马能谱测井仪的下井仪器与自然伽马测井仪基本相同，使用NaI闪烁计数器，将入射的伽马射线能量的大小以脉冲的幅度大小输出，不同之处是地面仪器部分，地面仪器的核心是多道脉冲幅度分析器，该分析器将能谱分为五个能窗。其测量原理如右图。二 自然伽马能谱测井研究沉积环境原理 由于源岩层含有固体有机质，这些有机质富含有机碳，而有机质具有密度低和吸附性强等特征。因此，源岩层在许多测井曲线上具有异常反应。在正常情况下，含碳越高的源岩层，其测井曲线上的异常反应就越大。自然伽马曲线常表现为高异常。铀和有机质之间有良好的经验关系，海相富含有机质的页岩和石灰岩，浮游生物吸附铀离子，呈高放射性，可用此法划分海相烃源岩。富含碳的源岩层，在体积密度曲线上表现为低密度异常，在声波时差曲线上表现为高时差异常；电阻率的高低随源岩层成熟与否发生变化。在还原环境和有机质富集的条件下，可以使泥质沉积吸附大量的铀离子，自然伽马能谱测井中铀曲线代表地层中铀的含量，可以用来评价生油岩。有关研究资料表明，在还原环境下，铀含量的高低与有机碳的含量有密切的关系，有机碳含量越高，铀的含量也越高，有机碳含量与铀含量是一种递增关系，因此铀值越高，评价生油岩就越有利。用Th/U比值研究沉积环境的评判标准：陆相沉积、氧化环境、风化层，ThU7；海相沉积、灰色或绿色页岩，ThU7；海相黑色页岩、磷酸盐岩，ThU2。用Th/U、U/K和ThK比值还可研究许多其它地质问题，如从化学沉积物到碎屑沉积物ThU比增加，随着沉积物的成熟度增加，Th/K比增大。用Th/U、U/K和ThK比值还可以识别粘土矿物。三 自然伽马能谱测井研究沉积环境在实际中的运用深部高伽马异常层岩性主要为泥岩、炭质泥岩等。下图异常层为二叠系太原组煤层底板炭质泥岩。声波时差曲线幅值比煤层小，电阻率电位比煤层低，自然伽马呈明显高值，高达260API。鄂尔多斯盆地已发现的铀矿化均为砂岩型铀矿。到目前为止，盆地内发现大型铀矿1处，小型铀矿床2处，矿点8个，矿化点数10个，总体上构成环盆周边分布的5个砂岩型铀矿集中区。由此可以得出鄂尔多斯盆地油、气、煤、铀共存关系，和从古生代到新生代的沉积环境四 结论( 1 ) 自然伽马能谱测井测量的地层中铀(U)、钍(Th)、钾(K)的含量，为地质研究提供了非常重要的资料，利用能谱资料可以计算泥质含量，识别粘土矿物类型，评价生油岩以及研究沉积环境等。其中以Th/U比值作为研究沉积环境的主要评判标准( 2 ) 在油田沉积相带及储层评价中，也可以结合自然伽马、自然电位测井曲线，利用自然伽马、自然电位曲线同步减小幅度评价渗砂层，指示划分水下分流河道主体微相带；利用自然伽马、自然电位减小幅