滇西腾冲旱坝寨砂岩型铀矿测井应用分析

孔然 倪光清 孔璞 谢梦谦

（1.云南省核工业二〇九地质大队，云南昆明 650032；2.四川水利职业技术学院，四川成都 611230）

0 引言

测井技术作为地球物理勘探方法中的重要勘探技术之一，目前已经广泛应用于石油勘探、工程勘查及矿产勘查研究工作当中。不同的地质属性，其测井响应有所差异，通过多条测井曲线和多井综合分析，挖掘测井资料中蕴含的地质信息，可进行构造解析、沉积学特征研究、层序地层划分、岩性识别等，由此指导钻探工作部署，提高找矿效率，节约钻探工作量。此外，利用测井相关公式还可以快速获取地下岩石的物性参数及力学参数，可以进一步为工程地质特性研究提供有力支撑。

1 工区概况

此次研究的旱坝寨位于云南省西部，属龙川江盆地。该区受三江切割，地形险峻，山高谷深，岭谷相间。在地质构造上处于雅鲁藏布江与怒江之间的冈底斯-腾冲陆缘活动带。青藏高原所有的东西向构造单元延伸至本区后即转折成南北向。该区位于欧亚板块与印度板块缝合线东侧，藏滇次板块西缘，属著名的特提斯成矿带的一部份。在时间上它经历了漫长的地壳变动过程，特别是华力西造山旋回以来的历次构造运动的强度是呈递增趋势的，加上两大板块多次开、合，使本区的地壳结构复杂化。在中新世末受喜马拉雅运动的影响，本区发生强烈的褶皱造山运动，形成新山系，同时伴随大规模冲断推覆和走滑，形成一系列第三纪断陷盆地。该区为冲积扇前和扇间凹地发育的辫状河床边滩、漫滩相沉积物。局部发育冲洪积相，岩性为含砾砂岩，其中夹砂岩、粉砂岩透镜状夹层、煤线，含植物碎屑，颜色以灰、灰黑为主，为测区主要的含铀层位，下部岩性为泥质粉砂岩、砂岩（如图1所示）。地层受到放射性矿物的影响，使得自然伽马不能正确反映地层泥质含量，本次工作中采用电阻率计算泥质含量取得了较好的效果。

图1 腾冲旱坝寨地质图

2 泥质含量及孔隙度计算

在含泥质砂砾岩地层中，地层的泥质含量是一个重要的地质参数，泥质含量在一定程度上反应了地层的岩性，而且孔隙度、渗透率、含水饱和度等储层参数都和泥质含量具有密切关系。测井方法都是基于对地层矿物分布情况来反映地层泥质含量的，不能进行直接测量，应根据工区地层情况选择最能反映地层泥质含量的测井系列进行计算。常见的泥质含量计算方法主要包括：

（1）自然伽马法

当地层中不含泥质以外的放射性物质时，地层的自然伽马异常随泥质含量增加而减小，可以利用自然伽马计算地层泥质含量，计算式如下：

式中，Vsh为计算的地层泥质含量，GRmax表示纯泥岩段自然伽马平均值，GRmin纯砂岩段自然伽马平均值，在该井段没有纯砂岩时，GRmin比实际值略小。GCUR为希尔奇指数，新地层为3.7，老地层为2。

（2）自然电位法

随着泥质含量增加自然电位异常幅度减小，式（3）自然电位计算泥质含量方法：

其中，SSP 为厚层纯水砂岩静自然电位，SP 为测井自然电位，Vsh为计算的地层泥质含量。

（3）电阻率法

在含泥质的地层中，导电介质包括地层水和粘土两部分，粉砂和砂岩骨架看作不导电介质。假设岩石只是由骨架和泥质混合组成，也就是这种岩石导电性完全由粘土导电性引起，则这种岩石的电阻率（Rt）可表示为：

在上式基础上进行改进得到：

式中Rsh表示泥岩电阻率，Vsh表示泥质含量，Rmax表示最大电阻率，b 为选择系数，一般取值在1～2 之间。

3 测井响应特征

对旱坝寨地区进行地球物理测井，得到该区自然伽马、密度、声波时差和电阻率测井数据。通过研究测井曲线的整体变化趋势和特征，结合岩心地质编录，划分钻孔岩性主要为：含砾砂岩、泥质粉砂岩、砾岩及砂砾岩。如图2所示为钻孔K30柱状图，同时附加了该井电阻率及密度测井数据计算的泥质含量及孔隙度，对比发现电阻率法式（4）计算的泥质含量与实际地层情况更加贴切。从图2中可以看出，声波时差和电阻率测井响应具有一定的相关性，即声波时差减小，电阻率增大，速度增大；声波时差增大，电阻率减小，速度降低。一定程度反映了泥质对电阻率和速度的影响，即当地层中泥质含量增大时速度降低，电阻率减小，孔隙度有不同程度的降低；泥质含量较小时，速度增大，电阻率增大，岩石主要为砂岩骨架，孔隙度也有一定程度增大。从自然伽马曲线上看，含铀矿层自然伽玛值远远高于其他层段自然伽马值。泥质含量很好反映了各个层位泥质变化情况。此外，从地层压力和速度曲线看，随着深度增加地层压力逐渐增大，同时速度整体呈现增大趋势。

图2 测井资料柱状图

4 结语

通常情况下往往利用自然伽马测井来计算地层的泥质含量，但如果地层中含有放射性矿物，计算结果会明显高于实际值。本文根据工区含放射性较高的实际特点，利用电阻率计算的泥质含量具有更高的符合度，将计算结果制作为随深度变化的曲线，结合其他测井资料及钻探资料，能够较好的反映出研究区不同岩性、层段内泥质含量和孔隙度变化趋势，为研究区铀矿工程地质性质研究提供了有力支撑。