测井在陶家厂硬石膏矿首采区勘探中的应用

测井在陶家厂硬石膏矿首采区勘探中的应用
吴云飞晏玉莲
摘要：安徽省含山县陶家厂硬石膏矿地质勘探开展了测井工作。测井工作对划分钻孔地层界线、岩性、硬石膏层的深度、厚度、结构、地层岩溶裂隙含水层等情况提供了可靠的基础资料。
关键词：测井；物性特征；石膏层；测流测温
1、地质概况
硬石膏矿首采区位于安徽省含山县陶家厂镇，矿区本部为陶厂向斜，矿区地层基本被第四系松散层覆盖，仅在矿区东部有早三迭地层零星出露，硬石膏矿层为三迭系中统东马鞍山组（T2d），本段沉积厚度大，平均厚518.85m，其上为白垩系上统一套红色内陆碎屑沉积的砂砾岩。这些也是本次钻探与测井主要研究的地层，物性特征反映比较明显，不同地层、不同岩性可通过视电阻率、天然放射性、人工放射性等对比区分。
2、测井地质效果
在原硬石膏勘探区范围内，对首采区进行地质勘查，特别是99—3号孔一孔多用，在400m以浅作为井筒检查孔，400m以下作为控制矿体厚度的地质孔，属全取芯，为此在常规测井的基础上增加了流量测井与近似稳态测温。
2、1划分地层界线，确定石膏、岩层岩性
测井曲线是各种岩层物性特征的客观反映，随着沉积环境、沉积物、充填物的变化测井曲线也随之变化，而且具有一定连续性。通过先对该区单孔曲线形态特征进行研究，再进行多孔综合分析对比，掌握物性变化规律，从而为该区单孔至多孔综合地质解释提供依据。
首采区将开采三迭系中统东马鞍山组赋存的硬石膏矿，影响该矿层开采的主要为本组及其上覆的白垩系与第四系地层，从第四系到白垩系地层沉积过程中，泥质含量减少，粒度加粗，天然放射性HG曲线幅值下降。人工放射性HGG异常幅值降低。其特征见附图2—1。
图2—1测井曲线划分Q4与K2界面

三迭系顶部有一层比较稳定的页岩层与白垩系的砂岩及砂砾岩层相接，页岩层曲线形态在HGG上有变化较大的异常反映，HG曲线为较高的剧烈变化异常。见附图2—2。

图2—2测井曲线划分K2与T2d界面

三迭系中统东马鞍山组赋存硬石膏，见有灰岩，在测井曲线上石膏为首采区最高电阻率值，最低自然伽玛值，视电阻率DLW曲线形态呈厚层圆弧状而与灰岩相区别。其特征及灰岩物性的比较见附图2—3。
图2—3硬石膏测井曲线特征及与灰岩物征比较

2、2测井曲线与硬石膏品位初步对比
硬石膏矿层在沉积过程中由于受到环境、沉积物及充填胶结物的变化而纯度随之改变。随着硬石膏中所含硅质、泥质、灰质及硫质等的变化在物性上也随之改变。随着充填胶结物及含量的变化，在DLW曲线与HG曲线上有较好反映，在首采区99—1、99—2、99—3号孔的硬石膏矿层都按规程及设计要求进行了岩芯取样化验，99—3号孔是井筒检查孔，矿层属全取芯化验，根据所化验的硬石膏含量情况作出如图2—4、2—5的硬石膏品位与测井曲线部分综合对比图。
图2-4硬石膏品位与测井曲线综合对比图

图2—5硬石膏品位与测井曲线综合对比图

硬石膏在矿层中的百分含量曲线与DLW曲线、HG曲线对比反映出随着硬石膏纯度的变化，HG曲线与DLW曲线也随之有规律的变化。DLW曲线反映出硬石膏纯度总体变化趋势，HG曲线更进一步反映出硬石膏纯度变化及夹石情况，随着HG伽玛值下降与DLW值上升，硬石膏的纯度亦增加；反之则硬石膏含量的百分比下降。夹石在HG曲线与DLW曲线上与石膏层曲线形态有着明显的区别，由此可以通过对测井曲线的解释与分析来初步划分出矿层中硬石膏含量及所夹的其它岩层的变化情况。在本区以往地质勘探中的7—3、6—4、8—2等钻孔同样有此特征。由于钻探取样化验是按一定长度取一个样段分析，取样件数也很有限，一些岩矿层变化情况未被反映出来。根据上面分析的结果可以利用测井曲线来弥补这一不足。以后测井工作更应提高硬石膏品位与测井曲线变化的分析研究与解释工作，利用它们的物性特征解释出硬石膏的纯度变化情况，为将来大量减少本区的钻探取芯与化验量，提高钻探效率，多实行无岩芯钻探创造条件。
2、3首采区的测流、测温
为了初步查明矿区涌漏水及地温变化情况，在99—3号井筒检查孔进行了测流、测温工作。
流量测井是在水文抽水工作的同时进行的，先后进行了自然流量测井与三次不同降深量的流量测井，运用测流的结果绘制出测流综合成果图，结合该孔的常规测井资料分析得出在139m至168m为该孔灰岩岩溶裂隙含水层，是在矿井开采工作中要高度重视的层位。
根据设计要求对99—3号孔进行了测温工作，按近似稳态测温的技术要求，先后进行了六次井温测量，获得了丰富的近似岩层的稳态温度，具体结果见附表2—1
表2—1近似稳态测温成果