焦玉玺;鄢继华;陈世悦;蒲秀刚;邓远
【摘 要】Regarding high natural gamma values in logging response of the sandstones in the second member of Kongdian formation in Cangdong sag,based on the core observation and thin section identification and combined with whole-rock X-ray diffraction analysis and well logging analysis,it is considered that the relatively high content of analcite and enrichment of thorium (Th) are commonly noted in the Ek22 tight sandstones of Cangdong sag,which leads to the high natural gamma value of the tight sandstone interval;relatively high content of white mica and enrichment of uranium (U) in some local areas in the Ek 42 tight sandstones result in the high natural gamma value of the sandstone interval locally.The integrated use of AC logging curves,AC-GR correlation and GR-RILD correlation allows effective identification of tight sandstones with high gamma value caused by high content of analcite.%针对沧东凹陷孔二段致密砂岩具有高自然伽马的测井响应特征,基于岩心观察和薄片鉴定,结合全岩X射线衍射分析和测井曲线分析等方法研究认为,沧东凹陷孔二段 二亚段(Ek2)致密砂岩段因方沸石含量普遍较高、钍富集,导致Ek22致密砂岩段自然伽马普遍较高;孔二段四亚段(Ek42)致密砂岩段局部层段因白云母含量较高、铀相对富集,导致Ek42致密砂岩段局部呈高自然伽马的特征.通过常规测井曲线声波时差、自然伽马—声波时差关联分析和深感应电阻率—自然伽马关联分析的综合使用,可有效识别出高方沸石含量所致的高伽马致密砂岩. 【期刊名称】《新疆石油地质》
【年(卷),期】2017(038)003
【总页数】5页(P309-313)
【关键词】连杆机会渤海湾盆地;沧东凹陷;孔店组;致密砂岩段;高伽马砂岩;成因
【作 者】焦玉玺;鄢继华;陈世悦;蒲秀刚;邓远
【作者单位】中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石
油大港油田分公司勘探开发研究院,天津300280;中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580
【正文语种】中 文首饰焊接
【中图分类】高分散白炭黑TE112.221
砂岩在测井曲线上通常表现为低自然伽马的特征，但是当砂岩中铀、钍、钾等放射性元素富集时，就会显示出高自然伽马[1]。在测井岩性识别时，高伽马砂岩常被视为是泥岩的测井响应，造成岩性判别上的失误，从而使储集层的有效厚度减小，降低测井解释的符合率。文献［2］对海拉尔盆地乌南凹陷南一段高伽马砂岩的测井响应特征进行了探讨，并取得了一些可借鉴的成果。笔者在前人研究成果基础上，从岩石学特征及测井曲线特征入手，分析了沧东凹陷古新统孔店组孔二段致密砂岩高自然伽马的成因，并利用各项测井数据的关联对不同成因的高伽马砂岩进行识别，以期提高高伽马砂岩测井岩性解释符合率。
沧东凹陷是位于渤海湾盆地黄骅坳陷南部的一个次级构造单元[3-4]。沧东凹陷古近系自下而上沉积了古新统孔店组、渐新统沙河街组和东营组，其中孔店组可进一步划分为孔一段
（Ek1）、孔二段（Ek2）和孔三段（Ek3）[5-7]。孔二段自上而下又可细分为，共4个亚段。其中，孔二段二亚段（）致密砂岩段（以下简称上砂岩段）和孔二段四亚段（）致密砂岩段（以下简称下砂岩段）局部层段具有高自然伽马特征。
根据对沧东凹陷孔二段高伽马砂岩段的107张岩石薄片观察和全岩X射线衍射分析统计发现，沧东凹陷孔二段高伽马砂岩段主要为石英砂岩（20%）、岩屑石英砂岩（44%）、长石石英砂岩（28%）和长石岩屑砂岩（8%）。孔二段含有较多的盆内碎屑，平均含量达到5%.
通过全岩X射线衍射分析得知，高伽马砂岩段碎屑组分中长英质矿物含量为51.00%～92.00%，平均70.86%；碳酸盐矿物含量为0～24.00%，平均6.75%；黏土矿物含量为2.00%～20.00%，平均7.42%；方沸石含量为0～28.00%，平均13.52%；此外，也有少量的黄铁矿和白云母（表1）。
通过对研究区内孔二段上砂岩段和孔二段下砂岩段高伽马砂岩进行研究，发现上砂岩段自然伽马曲线整体表现为高值；而下砂岩段局部层段具有高自然伽马特征，同时存在常规砂岩段和泥岩段，因此自然伽马曲线变化幅度较大。测井特征显示高伽马砂岩具有高钍或者
高铀的特征（表2），其中上砂岩段整体表现为高钍、低钾、低铀特征，下砂岩段局部高伽马砂岩层段表现为高铀、中钍、低钾的特征。
3.1 孔二段上砂岩段高自然伽马成因分析
孔二段上砂岩段方沸石平均含量高达13.52%，自然伽马整体显示为高值，一般在83.1～114.3 API，自然伽马能谱测井显示铀和钾含量属于正常，钍含量明显较高。以官108-8井2 993—3 016 m浅灰块状粉砂岩为例（图1a），该段砂岩方沸石含量普遍较高（平均达到15.00%），自然伽马为92.6 API，铀含量为（1.1～4.4）×10-6，钍含量为（8.4～15.0）×10-6，钾含量为2.0%～2.9%，图1a中显示自然伽马和钍含量具有极为相似的形态，显示为较好的正相关关系。
通过XRD和自然伽马能谱测井曲线筛选出方沸石含量高的高伽马砂岩，分别做出钍、钾、铀与自然伽马的关系曲线。由图1a可以看出，钍含量高是引起上砂岩段自然伽马升高的主要原因。钍元素富集的主要原因是由于方沸石中的黏土矿物吸附了大量钍元素。
3.2 孔二段下砂岩段局部高自然伽马成因分析
模具计数器孔二段下砂岩段与上砂岩段不同，很少或几乎不含方沸石，但下砂岩段白云母含量明显增加，尤其是高伽马砂岩层段。白云母对铀元素具有一定的吸附作用[9-11]，因此通过XRD、薄片鉴定和自然伽马能谱测井曲线筛选出白云母含量高的高伽马砂岩，分别做出钍、钾、铀与自然伽马的关系曲线。由图1b可以看出，高铀含量是导致下砂岩段自然伽马高值的主要原因。
以官108-8井下砂岩段3 360—3 365 m为例（图1b），岩性为浅灰细砂岩，自然伽马为107.4 API，铀含量为（1.5～11.8）×10-6，钍含量为（7.5～12.5）×10-6，钾含量为1.8%～2.9%.显微镜下显示，下砂岩段白云母大量出现，呈长条状或片状定向排列，方沸石不发育，碳酸盐矿物和黏土矿物含量少。自然伽马能谱测井曲线显示自然伽马为107.4 API，铀含量为（4.2～11.8）×10-6，钍含量为（7.5～12.5）×10-6，钾含量为2.3%～2.9%.自然伽马曲线与铀的自然伽马能谱测井曲线形态相似，与钍的自然伽马能谱测井曲线形态相反。钾含量在研究区较为稳定，基本与自然伽马的高低无关，总体上显示了自然伽马与铀含量具有很好的相关性。因此认为白云母导致铀元素富集的现象是引起下砂岩段高自然伽马的主要原因。
大灯随动转向
波速测试仪
本文结合区域地质特征及测试资料，优选常规自然伽马和自然伽马能谱测井曲线，利用各项测井数据相关联的方法对研究区的高伽马砂岩进行识别。
4.1 测井响应特征
泥岩具有自然伽马较高、声波时差较高和补偿中子较高的特征，而常规砂岩具有自然伽马较低、声波时差较低和补偿中子中等的特征[12]。在研究区内，高伽马砂岩与常规砂岩相比，具有自然伽马高、补偿中子较高的特点；与泥岩相比，具有声波时差低，补偿中子较低的特征（表3）。
4.2 高伽马砂岩识别
利用测井曲线识别高伽马砂岩主要是出其与常规砂岩和泥岩在测井曲线上的差异，特别是在常规测井曲线上的差异。本文选取对岩性敏感的自然伽马曲线、声波时差曲线、补偿密度曲线、补偿中子曲线和深感应电阻率曲线建立交会图，针对每类岩石分别选取不同的测井数据对常规砂岩和高伽马砂岩进行区分。
研究发现，根据自然伽马—声波时差关联分析，可以很好地识别泥岩、常规砂岩和高伽马
砂岩（图2a），泥岩的声波时差大于290 μs/m，高伽马砂岩和常规砂岩的声波时差都小于280 μs/m，但高伽马砂岩的自然伽马大于80 API，而常规砂岩的自然伽马小于80 API.由深感应电阻率—声波时差和自然伽马—深感应电阻率关联分析可以看出（图2b，图2c），常规砂岩的深感应电阻率普遍较高（大于6.0 Ω·m），高伽马砂岩次之，泥岩的普遍较低，三者没有明显的界限。而补偿密度对三者的区分程度最差，基本无任何效果（图2d）。
对高方沸石段和高白云母段的测井数据分析表明（图3a），深感应电阻率—自然伽马关联分析对高方沸石含量和高白云母含量的高伽马砂岩的区分程度最好，白云母含量高的高伽马砂岩的深感应电阻率普遍偏高，一般大于6.7 Ω·m，同时自然伽马较低，一般小于88 API，而方沸石含量高的高伽马砂岩具有明显较高的自然伽马，进一步说明钍是引起自然伽马变化的主要原因，而铀对自然伽马的影响相对较小。虽然利用补偿密度—补偿中子关联分析的区分效果不太好（图3d），但是仍可以看出高白云母含量的高伽马砂岩的补偿中子普遍比高方沸石的高伽马砂岩要低，一般小于18%.
4.3 实例分析
为了检验测井数据关联对高方沸石含量和高白云母含量的高伽马砂岩识别的有效性，笔者
选取研究区取心和测试资料较多的GY井进行验证。该井砂岩段平均自然伽马为108.72 API，选取方沸石含量高的高伽马砂岩和白云母含量高的高伽马砂岩对应的测井数据进行关联分析。如图4所示，采用深感应电阻率—自然伽马关联分析，同样也可以较好地识别高方沸石含量和高白云母含量的高伽马砂岩。
通过对沧东凹陷孔二段高伽马致密砂岩的研究，主要取得了以下结论。
（1）沧东凹陷孔二段上砂岩段和下砂岩段均发育高伽马致密砂岩，其中上砂岩段整体表现为高自然伽马，下砂岩段局部层段呈高自然伽马特征。岩石学分析表明，上砂岩段方沸石含量较高、钍元素富集，是导致上砂岩段自然伽马高的直接原因；下砂岩段局部层段白云母含量较高、铀元素富集，是局部自然伽马高的主要原因。
（2）综合使用常规测井曲线，可有效区分出不同成因的高伽马砂岩。首先，可采用声波时差识别出砂岩和泥岩，然后，通过自然伽马—声波时差关联分析，区分常规砂岩和高伽马砂岩，最后，根据深感应电阻率—自然伽马关联分析，区分出高方沸石含量的高伽马砂岩和高白云母含量的高伽马砂岩。
【相关文献】
［1］ZHANG Xiaoli，FENG Qiao，FENG Qianghan，et al.Genesis of the high gamma sandstone of the Yanchang formation in the Ordos ba⁃sin，China：a reply［J］.Petroleum Science，2013，10（1）：55-57.
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