摘 要：涪陵地区页岩气的常规测井方法无法精细的判断沉积环境。自然伽马能谱测井是地质研究的一项重要资料，它不仅可以判断沉积环境，还能计算泥质含量，并可大致确定粘土矿物类型，该测井项目在涪陵页岩气开发中得到广泛的应用。

关键词：自然伽马能谱测井；五峰组；龙马溪组；钍；铀；钾

1 自然伽马能谱测井资料的应用

自然伽马能谱测井不仅测量地层中放射性元素的总含量，还可测量不同放射性元素放射出不同能量的伽马射线，从而确定地层中含有何种放射性元素。自然伽马能谱测井资料包括：地层总自然伽马、地层无铀伽马及地层中铀、钍、钾的含量。焦页A井直井测量井段为1048-4085.0m。

1.1 计算泥质含量

在自然伽马能谱测井资料中，通常认为钾含量K、钍含量Th及其总和KTH与泥质含量的关系最好，铀含量U与泥质含量关系最差，高铀会指示渗透性良好的储集层。因此，一般情况，可以同时利用K、Th、KTH曲线或根据地质情况选其中一条曲线，计算地层泥质含量。

1.2 计算泥页岩储层中粘土矿物含量

在自然伽马能谱测井资料中，以钾含量、钍含量及其总和KTH与泥质含量的相关性最好，铀含量与泥质含量相关性最差，高铀含量甚至会指示渗透性良好的储集层，因此，可以同时利用K、Th、KTH曲线或根据地质情况选其中一条曲线，计算地层泥质含量。当用多种方法同时计算时，应选各种方法中的最小值为结果。

从测井资料分析，测量段内总自然伽马曲线与去铀伽马曲线变化幅度较一致，对应性较好，U、TH、K曲线均未有出现异常值现象，因此，利用总自然伽马GR、去铀伽马KTH、钾K、钍TH曲线值或其任意一条曲线，均可计算地层泥质含量。

本井测井资料处理参数采用了去铀自然伽马来计算泥质含量，对组合测量井段内的去铀伽马做直方图统计（见下图1-1），通过分析直方图中去铀伽马数值的分布特点，选择计算泥质含量的参数。龙马溪组-五峰组：KTHmax=170API，KTHmin=70API。

1.3 研究沉积环境

将测量的铀、钍、钾，忽略各自的单位计算比值Th/U、Th/K和U/K，则这些比值在地质上有较大的意义。

1.3.1 粘土矿物类型识别

对于测量的铀、钍、钾，忽略各自的单位计算比值Th/K、Th/U和U/K，这些比值在地质上有相当大的意义。

1）粘土矿物类型识别

一般来讲，在绝大多数粘土矿物中，钾和钍的含量高，而铀的含量相对较低，因此，根据Th/K，可大致确定粘土类型。

下表1-1为各种粘土矿物的Th/K判断依据。

本井页岩层段（3395.4.0-3510.8m）做Th-K、TH-U交会图（见下图1-2、图1-3）。由图中可以看出：

龙马溪-五峰组的粘土矿物成分以伊、蒙混层为主。

1.3.2 沉積环境分析

一般情况下，高能环境下的钍含量比低能环境下高，铀和钾含量在低能环境下比高能环境下高。另外，铀含量与氧化还原条件有关，还原环境有机质含量高、铀含量高；钾含量与粘土关系密切。因此，Th/K主要反映沉积相，在高能环境下Th/K比值高，低能环境下Th/K比值低；Th/U主要反映化学相，氧化环境下Th/U比值高，还原环境下Th/U比值低。

Th/U值可判断沉积环境的氧化还原条件，据经验统计：Th/U值大于7时，主要为陆相泥岩和铝土矿，属风化完全、有氧化和淋滤作用的陆相沉积；2～7一般为海相还原环境，岩性为灰色和绿色泥岩夹砂岩；小于2为海相沉积，岩性为黑色海相泥岩、石灰岩及磷酸盐岩，强还原环境。

Th/K值可判断沉积环境的能量，比值在10以上为高能环境，10～6为亚高能环境，6～3为低能环境。

龙马溪组：钍钾比值在3.5～10的变化范围，钍铀比值在1.5～9的变化范围，表明沉积环境主要以亚高能和低能的还原、氧化环境的沉积为主。

五峰组：钍钾比值在3～9的变化范围，钍铀比值在1～8的变化范围，表明沉积环境主要以低能的还原、强还原环境的海相沉积为主。

作者简介：

冯镇涛（1990-），男，重庆綦江，汉族，研究生，助理工程师，研究方向：测井解释.