青海海西W地区卤水钾盐矿的地球物理测井响应特征

杨生鹏　刁俊魏　周钰邦　牛尊毅

摘 要：为加快柴达木盆地深层卤水矿勘查评价和开发利用的研究进度，提供海西W地区地层物性参数和大致了解确定该区石盐层的埋深、厚度及结构。对青海海西W地区以钾为主的固液相盐类矿产开展了地球物理测井工作，本次测井工作选择多参数组合测井方法探测，通过对各钻孔测井资料的综合分析，并结合地质钻探资料加以对测井识别的岩性分层对比验证，获得了该区测井识别石盐层的测井响应特征。结果表明，W区石盐层均表现为低自然伽玛和高视电阻率的测井反映。这为更加快速有效识别本区石盐层段的划分和后期地质勘探开发提供了有力依据。

关键词：勘查；测井；特征

中图分类号：P62 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）04-0069-02

Abstract： Abstract： in order to quicken the research progress of exploration， evaluation， exploitation and utilization of deep brine deposits in Qaidam Basin， the physical parameters of strata in Haixi W area are provided， and the burial depth， thickness and structure of rock and salt beds in this area are roughly understood and determined. Geophysical logging work has been carried out for the solid liquid phase salt minerals in Haixi W area of Qinghai Province. This logging work selects the multi-parameter combination logging method to detect， through the comprehensive analysis of the logging data of each borehole. Combined with the geological drilling data， the lithologic stratification identified by logging is verified， and the logging response characteristics of identifying halite formations in this area are obtained. The results show that the low gamma ray and high apparent resistivity are well logging reflections in the rock salt beds in the W area. This provides a powerful basis for more rapid and effective identification of the division of rock and salt layers and later geological exploration and development in this area.

Keywords： exploration； logging； characteristics

引言

卤水钾盐矿作为我国重要战略性资源，有着十分重要的意义。2014年11月我国深层卤水找钾工作取得重大突破，在柴达木盆地首次发现储量巨大的新型钾盐资源——“大厚度的深层孔隙卤水”，使柴达木盆地继在成为全国钾盐整装勘查区以后，又正在成为全国新的重点钾盐资源勘查区。同年李洪普等人指出柴达木盆地西部深层卤水钾盐矿作为液体矿的一种，分为构造裂隙孔隙卤水钾盐矿床、化学盐类晶间卤水钾盐矿床和砂砾石层孔隙卤水钾盐矿床，且目前技術条件下对化学盐类晶间卤水钾盐矿床的开采难度大。到2018年，李文学等人采用爆破法及大气联通法在罗北凹地钾盐矿区不同水文地质区域对深部承压含水层进行大规模抽水试验研究，确定了不同水文地质区域深部承压卤水合理且经济的开采方法，实现了罗北凹地钾盐矿深部含钾承压卤水资源的大规模有效采出，将很难利用的深部富钾承压水变成可利用资源，提高了罗北凹地液体钾盐矿的深部承压卤水资源的利用率。但现今为止，通过地质钻探和地球物理测井方式结合进行相关卤水钾盐矿的研究文献相对较少。因此本文试图通过对青海海西W地区以钾为主的固液相盐类矿产预查工作中的各个钻孔地球物理测井资料的对比研究，并结合地质钻探资料，寻找出识别该区主要矿层石盐层的特定的测井响应特征，为该区卤水钾盐矿埋深、厚度及结构的确定提供合理有效的直接证据。

1 地质与地球物理特征

预查区位于柴达木盆地西部，海拔相对较高，相对高差100～300m。区内地表水系极不发育，除北部及西南部山前冲洪积平原发育少量冲沟，除雨季外再无其他地表水。

1.1 地质概况

区内出露地层主要有第四纪及新近纪地层。第四纪地层在矿区内广泛分布，地表出露有全新统（Q4）、上更新统（Q3），隐伏下更新统（Q1+2）。新近纪地层主要在工作区南部和东北部尖顶山，主要发育狮子沟组（N2s）和油砂山组（N1y）。

本次预查工作施工的钻孔钻获的岩芯显示该区所涉及勘查深度范围内的地层主要有粘土层、粗砂、芒硝及矿层石盐岩组成。

1.2 地球物理特征

自然伽玛测井是以测定钻孔地质剖面中各种岩层的自然放射性强度为基础的一种方法，不同的岩层，其放射性物质含量就不同，在自然伽玛参数上就有不同的反映。一般而言，岩石的天然放射性有以下变化规律：随泥质含量的增加而增加；随有机物含量增加而增加；随着钾盐和某些放射性矿物的增加，区内粘土层自然伽玛呈现高值反映，粗砂及石盐层自然伽玛为低值反映；电阻率测井的地质效果是由不同的岩石和矿物的导电性具有不同程度的差异所决定的，区内第四纪地层胶结较差，地层水矿化度较高，整体呈明显低阻异常反映；新近纪地层胶结较好，岩层电阻率相对较高，但受高矿化度泥浆影响，其电阻率值与第四纪地层差异不明显；而石岩岩具有较差的导电能力，故相对于其他围岩表现为电阻率幅值高的测井曲线形态特征。另外自然伽玛能谱测井能有效识别蒸发岩中的钾盐岩，但对于不含高放射性的石盐岩来说，U、Th、K矿物含量均较低，而对于钾盐岩而言，钾矿物含量较高。所有区内自然伽玛能谱测井能有效识别钾盐岩等。

鉴于自然伽玛及视电阻率两种参数对不同岩层有较明显的物性差异，且石盐岩层相对于其他围岩表现为自然伽玛低值、视电阻率相对较高值的特定测井曲线组合形态特征，能够较准确地判断岩层粒级，故本次测井解释中主要应用这两种参数方法。

2 实例研究

区内钻孔所见石盐层成透明至半透明状，导电性较弱，与芒硝共伴生。钻孔所见石盐层在测井参数中的反映为较高视电阻率（相对顶底围岩）、低-极低天然放射性。井径参数曲线在石盐层一般较规则，且大于钻头直径。其自然伽玛曲线幅值在0.05～0.55pA/kg之間，一般在0.1～0.2pA/kg范围内变化；视电阻率较高，曲线幅值变化范围为15～32Ω.m，物性参数幅值统计见表1。物性反映特征见图1，可见明显低自然伽玛高视电阻率异常。

图2是Y号钻孔在90米至105米段的测井解释成果与钻探编录成果的对比，100米附近所见石盐层与测井成果基本吻合，仅100.35至100.55米处钻探所见的0.2米厚的石盐层测井曲线没有显示，这是由于本次所用数据采样间隔为0.05米，测井能识别的岩层最小厚度应大于0.3米，故在本层没有反映。

3 结论

通过对该预查区内施工钻孔测井资料的综合对比研究得出了该区主要矿层石盐岩层相对于其他围岩呈现低自然伽马、高电阻率的测井响应特征，石盐岩层处的自然电位曲线呈现相对负异常反映。这为以后卤水钾盐矿的勘探开发奠定了基础。同时在测井解释过程中参考了钻探地质编录成果，两者间有较好的验证关系，通过测井解释成果发现的粘土层位、石盐层位与地质编录划分的层位误差很小，进一步验证了利用该测井响应特征去识别钾盐矿目的层厚度及纵向分布范围的可行性。也说明此次地球物理测井所选用参数方法在钾盐矿勘查中是较为可靠的。

参考文献：

[1]康维海.柴达木盆地正在成为全国新的重点钾盐资源勘查区[J].青海国土经略，2014（06）：55-57.

[2]李洪普，郑绵平.柴达木盆地西部深层卤水钾盐矿成矿地质特征[J].矿床地质，2014，33（S1）：935-936.

[3]李文学，张凡凯，王江，等.罗北凹地液体钾盐矿深部承压卤水特征及其开采方法试验研究[J].地质学报，2018，92（08）：1605-1616.