注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

Hemingway

用简单的言语解开超载的心,有些故事是该说给懂的人听!!!

 
 
 

日志

 
 

地球物理测井读书报告  

2012-06-11 21:55:30|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

     


         

    


       自然伽马能谱测井研究高放射性储集层

1、概述

    自然伽马测井探测的是自然伽马射线总强度,它反映的是地层中所有放射性元素的总效应,而不能区分地层中所含放射性元素的种类及含量。在此基础上,发展起来的自然伽马能谱测井(NGS),采用能谱分析的办法,可以定量测定铀、钍、钾的含量,同时,还给出地层总的伽马放射性强度。所以自然伽马能谱测井可以解决更多的勘探和开发中的地质问题。

    自然伽马能谱测井原理是根据铀、钍和钾的自然伽马能谱的特征,用能谱分析的方法,将测量到的铀、钍、钾的伽马放射性的混合谱,进行谱的解析,从而来确定铀、钍、钾在地层中的含量。

    统的自然伽马测井只反映地层中所有放射性核素的总效应,不能区分这些核素的种类以及各单核素的相对含量。而自然伽马能谱测井不仅记录地层放射性总的水平,还可以定量测定铀(U)、钍(n)、钾(K)的含量,从而得到更多的测井信息,解决更多的地质和油田开发中的问题。

自然伽马能谱测井在划分储层判断高放射性储层物性和岩性确定粘土类型及计算泥质含量等方面具有不可替代的作用还可以用来评价地层敏感性和识别油层

2、自然伽马能谱测井的地质基础

我们知道在油田测井中,通常会遇到的粘土岩,碎屑岩和化学岩中的自然放射性是由U238Th232开头的两个放射性系和放射性核素K40决定的,且粘土岩中粘土矿物含量大于50%的矿物是铀、钍、钾,且铀、钍、钾与泥质含量关系比较稳定,通常情况下,粘土岩中,钍、钾含量较高,而铀相对钍、钾来说较低,在粘土岩中,铀、钍、钾的评价含量分别为6mg/L12mg/L2%

2.1高放射性元素铀、钍和钾在岩石中的分布:

①岩浆岩

已知的铀矿物和含铀矿物主要是铀的氧化物、含氧盐以及少量氢氧化物和有机化合物。在岩浆岩中酸性岩的铀、钍含量最高,大约比中性岩高1倍,比基性岩高6倍,比超基性岩高1000倍。酸性岩和中性岩中的钾含量比基性岩、超基性岩高。大体上说,岩浆岩中铀的含量随NaKSi的含量增高而增高。花岗岩富铀,碱性岩则相对富钍。在酸性岩中,一部分铀因铁、镁沉淀剂作用形成钛铀矿、钍、铀矿、晶质铀矿等显微包裹体分散在多种造岩矿物(如黑云母、角闪石)中,而大部分铀则呈类质同象混入物形式进入到副矿物(如锆石、榍石、揭帘石、独居石、烧绿石等)中。分散在造岩矿物中的铀约占10%,分散在副矿物中的约占60%,还有30%以上的铀可呈活性铀分散吸附在各种矿物颗粒的表面,或溶于毛细水或薄膜水中。

               1   岩浆岩中的铀、钍、钾的含量和钍铀比

岩石

钍铀比

酸性岩:花岗岩、花岗闪长岩、流纹岩

3.5

18.0

3.34

5.1

中性岩:闪长岩、安山岩、正长岩

1.8

7.0

2..31

4.0

基性岩:玄武岩、辉长岩、辉绿岩

0.5

3.0

0.83

6.0

蚀变岩石与未蚀变岩石相比,通常近矿蚀变围岩中的铀含量会普遍升高,蚀变岩石中活性铀含量也高于未蚀变岩石。不同时代或不同地区的同一种岩性的岩石,铀、钍、钾含量也有差异。一般来说。时代越新,岩石铀含量也越高。

          表2   蚀变和未蚀变花岗岩中岩浆岩中的铀钍含量

岩石

/gT-1

/gT-1

粗粒黑云母花岗岩

6.1

23

钠化黑云母花岗岩

21.8~34.1

17

中粒黑云母花岗岩

8.6

2.7

②沉积岩

    一般说来,普通粘土岩中钾和钍的含量高,而铀相对钾和钍来说含量较低。统计表明粘土岩中平均含量:钾2%,铀6ppm,钍12ppm。在还原环境中,铀的含量会增高,如黑色海相页岩中铀含量可高达l00ppm。还原环境下,若粘土中富含有机物或硫化物时,铀含量明显增高。 粘土岩中铀(238U)、钍(232Th)和钾(40K)的分布如表3所示

   一般情况,粘土岩中钍与铀含量之比(ThU)2.04.1

                   3   各种粘土矿物铀、钍、钾的含量

    在砂岩和碳酸盐岩中铀、钍、钾的含量范围见表。纯的砂岩和碳酸盐岩放射性元素含量很低,有些地层中,由于岩石骨架中含有放射性矿物而明显为高放射性地层,有些渗透性地层因地层水活动使其放射性矿物增多,引起高放射性地层。自然伽马能谱测井测定的铀、钍、钾在地层中的分布与岩性、有机物的含量以及地下水的活动有着密切的关系,从而可更好的来确定和划分地层岩性剖面,解决更多的地质问题。

   表4  沉积岩中的铀、钍、钾含量

3、理论基础和测井响应特征

3.1自然伽马能谱

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。

                       放射性矿物伽马能谱图

3.2测井原理

    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,其测量原理如左图。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,它们的测量范围分别是:

W1:0.15-0.5MeV

W2:0.5-1.1MeV

W3:1.32-1.575MeV(含特征谱1.46 钾窗)

W4:1.65-2.390MeV(含铀特征谱1.76 铀窗)

W5:2.475-2.765MeV(含钍特征谱2.62钍窗)

    自然伽马能谱测井不仅能测量出地层的总自然伽马,还能测量出地层的无铀伽马及地层铀、钍、钾的含量。 岩石中总的自然放射性强度随泥质含量的增加而增加,不同粘土矿物其铀、钍、钾含量不同。 钍、钾的含量主要受母岩矿物成份和泥质含量的影响。铀易被有机物吸附其含量除与沉积形成时的环境有关还与地层水的活动,油气运移有着密切联系。铀在氧化和还原环境下表现不同的物理化学性质,在还原环境下,以U4+ 存在且不溶于水,氧化环境下U4+ 变为U6+ ,以铀酰络离子(UO2 )2+形式存在。铀酰易溶于水,可以随水流动并在还原环境下沉积下来,也易被有机质、粘土、磷酸岩等吸附。因此利用铀、钍、钾的物理化学特性可以用来研究沉积活动和寻找油气资源。 陈家庄凸起南斜坡带砂砾岩层岩性复杂、分选性差,测井响应复杂,储层低钍高钾,铀值变化大。

4、自然伽马能谱测井在寻找高放射性储层的应用

陈家庄凸起南斜坡带广泛发育砂砾岩体蕴藏着丰富的石油资源 该地区已发现了郑家宁海王庄盐家等油田这些油田含油储层主要为砂砾岩层自然伽马能谱测井在该区测井评价中起到了重要作用。

4.1储层划分和物性判断

陈家庄凸起南斜坡带主要含油层系为下第三系沙河界组沙一段和沙三段 ,储层“四性”关系复杂。储层岩性既有粉、细、中砂岩,又有含砾砂岩、砾岩、生物灰岩和灰质砂岩,颗粒分选性差碳酸岩含量和泥质含量变化大,储层成份成熟度低该区沙一段和沙三段 砂砾岩物源主要来自陈家庄凸起前震旦系花岗片麻岩风化的产物和少量的古生界灰岩风化碎屑,成份以石英、斜长石、钾长石、黑云母等为主储层钾含量较高伽马值较高。该区储层敏感性较强钻井过程中多采用地下水配置的泥浆,储层自然电位异常幅度不明显自然伽马值与泥岩接近或大于泥岩值,同时,由于储层胶结疏松,井眼扩径厉害,三孔隙度曲线失真,识别储层存在较大困难。自然伽马能谱探测深度较大,受井径影响相对较小,可以有效识别高铀和高钾储层。如图11198~1212m 井段,利用自然电位和三孔隙度较难准确划分储层。自然伽马能谱曲线显示,自然伽马值虽较高,但钍低钾高,伽马值高与铀高有关,应为储层。

    自然伽马能谱测井对泥质含量、碳酸盐含量反应较灵敏,可以用来评价储层物性。泥岩和致密砾岩为高钍、高钾,储层为高钾、低钍如图1显示,自然伽马能谱测井曲线在一定的刻度时,物性好的井段钍值低钾值高,呈正差异,泥质含量高的层钍与钾曲线基本重合;物性差的致密层和泥岩层,钍值高、钾值低,呈负差异。

4.2裂缝识别

   该区油质稠且变化大原油中大分子较多,易吸附铀,致密层裂缝中的油常具有高铀特征,因此可以利用高铀特征定性识别裂缝。如Z370 1348~1384m井段具有高铀高钍的特征.,反映该井段泥质含量较高,三孔隙度测井曲线显示该井段并非致密层,存在裂缝的可能性小。该井段铀高可能是在封闭下部油层漫长的过程中轻质油逸失,在该处遗留下特稠油或沥青质的物质,吸附了大量铀形成了致密层与沥青质共同起作用的隔层。

4.3自然伽马能谱测井对不同成因碳酸盐岩

4.3.1曲线对碳酸盐的反映

    地层中不同组段沉积与成岩环境的不同,决定了其氧化还原环境的不同,UTh的富集产生不同影响,因而自然伽马能谱测井获得的UTh含量自然不同。基于此,尝试对比已知不同成因碳酸盐岩储层的自然伽马能谱测井铀相对值、钍铀比值及曲线形态的区别,寻求自然伽马能谱测井对不同成因碳酸盐岩岩溶储层的响应特征,以期对未知成因的碳酸盐岩储层做出合理判断。

4.3.2碳酸盐岩岩溶储层的成因分类

    按碳酸盐岩发生岩溶作用的时间与环境,通常可划分为()同生期岩溶储层、埋藏溶蚀储层、表生岩溶储层及叠加成因形成的岩溶储层。

    不同成因的碳酸盐岩储层在能谱参数值大小与参数曲线形态上有不同的响应:同生期岩溶作用碳酸盐岩储层Th/U比在27之间,铀相对值基本小于015,曲线平滑;埋藏溶蚀碳酸盐岩储层Th/U比值在02之间,铀相对值高,基本大于015,PU曲线呈齿状;多期表生岩溶储层钍铀比值低,局部归零,铀相对值的峰值基本大于015,PU曲线呈指状;表生岩溶作用形成的风化壳钍铀比值大于7,铀相对值低;多成因叠加型碳酸盐储层Th/U比在02之间,铀相对值基本小于0.5,PU曲线呈齿状。

    不同成因碳酸盐岩储层中ThU元素的富集除与氧化还原条件相关外,还其他因素有关。多期表生岩溶作用下,由于风化淋滤的时间长,铀在非均质储层中积累的时间跨度长,铀相对值则较高;同生期岩溶储层由于铀在孔隙中的沉淀时间短,铀相对值没有表生岩溶储层的铀相对值高;埋藏溶蚀储层的高铀相对值与埋藏成岩的流体性质有关。铀相对值曲线形态也具有一定的含义:指状可能代表由于储层的非均一性导致储层的铀相对值高,而非储层的铀相对值低;齿状反映埋藏成岩作用形成的储层的特征;平滑曲线可能代表了相对稳定的沉积成岩环境。

  评论这张
 
阅读(1316)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017