李小偉， 臧永亮

（1. 中陜核工業(yè)集團(tuán)地質(zhì)調(diào)查院有限公司， 西安 710100； 2. 中國(guó)石油華北油田公司， 內(nèi)蒙古 錫林浩特026099）

近年來(lái)， 國(guó)內(nèi)老油區(qū)的石油資源日益減少， 低、 負(fù)效益井在油田井中所占比例逐年上升， 嚴(yán)重地影響了油田的效益［1］。 為此， 油田著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)， 積極推進(jìn)如地?zé)帷?鈾礦等新能源的開(kāi)發(fā)利用［2］。

砂巖型鈾礦床與油氣同盆共存、 相互作用及 “以油找鈾、 以鈾找油、 一礦變多礦”的創(chuàng)新思維， 一改傳統(tǒng)找鈾方式［3］。 通遼鈾礦床的發(fā)現(xiàn)是在采油區(qū)內(nèi)尋找可地浸砂巖型鈾礦的重大突破， 也是石油與鈾礦研究相互融通， 跨學(xué)科研究的一個(gè)范例， 開(kāi)辟了一種新的找礦模式： 即利用石油勘查放射性測(cè)井（自然伽馬曲線(xiàn)）資料來(lái)優(yōu)選放射性測(cè)區(qū)再鉆探驗(yàn)證開(kāi)展鈾礦勘查， 從而提交鈾礦開(kāi)發(fā)基地，最終開(kāi)發(fā)砂巖型鈾礦。

然而， 在與多個(gè)油田合作時(shí)發(fā)現(xiàn)存在相關(guān)問(wèn)題： 1） 由于找礦目的層位不同， 很多油田淺部1 000 m 以?xún)?nèi)自然伽馬資料缺失；2） 石油測(cè)井的自然伽馬曲線(xiàn)是用大尺寸、 高靈敏度的探管測(cè)量的， 其死時(shí)間一般較長(zhǎng)、而且是可變的， 通用 API 刻度體系。 不同年代使用的自然伽馬測(cè)井儀器不同， 記錄數(shù)據(jù)單位也不統(tǒng)一， 淺部提升速度比較快且各不相同， 石油測(cè)井所得自然伽馬曲線(xiàn)可作為尋找鈾異常信息的線(xiàn)索， 但無(wú)法對(duì)鈾礦進(jìn)行定量計(jì)算； 鈾礦測(cè)井所用探管則需在核工業(yè)計(jì)量站單獨(dú)進(jìn)行標(biāo)定， 并定期校驗(yàn)。 要求伽馬儀器的探頭的死時(shí)間短、 測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍大、計(jì)數(shù)率準(zhǔn)確， 可以定量計(jì)算； 3） 放射性強(qiáng)度與距離的平方成反比， 油田井自然伽馬曲線(xiàn)受孔徑大的影響， 測(cè)量出來(lái)的值衰減較多［4］。

針對(duì)上述問(wèn)題， 提出了一種新思路： 即利用油田作業(yè)隊(duì)在對(duì)措施井檢泵或者維修取出抽油桿時(shí)， 用FD-3019 探管進(jìn)行放射性測(cè)量， 達(dá)到搜集石油老井放射性異常， 并且半定量-定量解釋的目的。

1 方法技術(shù)

1.1 石油老井工作區(qū)砂巖型鈾礦礦化信息篩查方法

砂巖型鈾礦成礦作用是在有利的成礦條件下鈾發(fā)生活化一遷移一沉淀一富集成礦的過(guò)程。 其受鈾源、 構(gòu)造、 古氣候、 含礦建造、沉積相、 后生蝕變、 水文地質(zhì)和鈾礦化信息等多種成礦要素控制， 石油井篩選資料是獲得鈾礦化信息的一種直觀有效的方式［5］。

油田內(nèi)各凹陷對(duì)于淺層有自然伽馬測(cè)井曲線(xiàn)的石油井異常篩查按照表1 中石油孔放射性異常篩查標(biāo)準(zhǔn)值為依據(jù)， 其中篩查異常段埋深500 m 以上最為有利。 在此基礎(chǔ)上，選取異常大于1 000 API， 厚度一般大于1 m的井作為特高異常井。 按照經(jīng)驗(yàn)， 篩查出的特高異常井一般可以達(dá)到工業(yè)鈾礦孔的級(jí)別。

表1 石油孔放射性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表Table 1 Radioactivity evaluation criteria for oil well

1.2 油田區(qū)鈾礦勘查思路及方法

充分利用油田鉆放射性測(cè)量工作程度和取得的放射性γ 異常信息， 結(jié)合砂巖型鈾礦成礦地質(zhì)條件和成礦規(guī)律， 開(kāi)展鈾礦調(diào)查評(píng)價(jià)工作、 優(yōu)選重點(diǎn)調(diào)查區(qū)； 對(duì)重點(diǎn)調(diào)查區(qū)進(jìn)行鉆探工程驗(yàn)證， 發(fā)現(xiàn)并圈定鈾礦體； 分階段、 循序漸進(jìn)開(kāi)展鈾礦綜合評(píng)價(jià)工作。

對(duì)驗(yàn)證孔位的布設(shè)原則是注重見(jiàn)礦， 以已知放射性測(cè)井資料為依據(jù)， 在較大異?？赘浇伎?。 根據(jù)異常區(qū)已知鉆孔資料圈定選區(qū)內(nèi)異常區(qū)的范圍， 突出重點(diǎn)異常區(qū)， 在每個(gè)重點(diǎn)異常區(qū)布設(shè)驗(yàn)證孔。 在選區(qū)內(nèi)認(rèn)真做好地質(zhì)調(diào)查、 分析研究成礦地質(zhì)條件， 明確目的層位， 盡量減少鉆孔工作量。 立足基礎(chǔ)資料的分析研究， 進(jìn)一步收集以往地質(zhì)勘探資料， 研究成礦條件， 優(yōu)選有利靶區(qū)， 結(jié)合油田地震、 重磁等其它資料， 分析鈾源、 構(gòu)造、 沉積、 水文等成礦條件， 從而進(jìn)行成礦條件、 成礦模式等研究［6］。

1.3 油田區(qū)老井復(fù)測(cè)工作方法

對(duì)于淺層沒(méi)有自然伽馬測(cè)井曲線(xiàn)的石油井， 采用石油孔老井伽馬復(fù)測(cè)方法， 具體就是利用油田作業(yè)隊(duì)在對(duì)措施井檢泵或者維修取出抽油桿時(shí)， 利用FD-3019 探管進(jìn)行放射性測(cè)量。 一般地， 通過(guò)伽馬測(cè)井能定量確定鈾礦（層）體的空間位置、 含量及其厚度。 然而由于石油鉆孔中的固井水泥環(huán)以及鐵套管對(duì)伽馬測(cè)井結(jié)果影響較大， 目前伽馬測(cè)井規(guī)范僅有鐵水系數(shù)修正， 而沒(méi)有水泥環(huán)吸收衰減的修正， 況且 “鐳氡平衡系數(shù)” 和 “鈾鐳平衡系數(shù)” 的影響， 使得該方法只能達(dá)到半定量的效果； 伽馬測(cè)井解釋能為地質(zhì)研究、鉆探施工、 儲(chǔ)量計(jì)算等工作提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為提交鈾礦儲(chǔ)量報(bào)告及后期的開(kāi)發(fā)利用提供有力證據(jù)［7］。

2 實(shí)例分析

2.1 項(xiàng)目背景

某油田作業(yè)區(qū)（A 區(qū)）已完鉆井在淺層1 000 m以?xún)?nèi)自然伽馬資料基本缺失， 采用石油孔老井伽馬復(fù)測(cè)方法， 在油田作業(yè)隊(duì)對(duì)措施井檢泵或者維修取出抽油桿時(shí)， 利用FD-3019 探管進(jìn)行放射性測(cè)量。 目的層為二連組、 賽漢組， 井區(qū)內(nèi)地層平緩， 傾角小， 無(wú)斷裂構(gòu)造發(fā)育。 在該區(qū)開(kāi)展老井復(fù)測(cè)工作， 選井部署40 余口井， 大致查明該區(qū)潛在鈾成礦潛力。根據(jù)復(fù)測(cè)結(jié)果， 在含鈾潛力區(qū)塊， 利用多井對(duì)比技術(shù)， 對(duì)鈾礦層進(jìn)行橫向及縱向上的追蹤， 進(jìn)一步對(duì)潛力區(qū)進(jìn)行精細(xì)評(píng)價(jià)。 根據(jù)區(qū)域多井對(duì)比結(jié)果， 圈定含鈾潛力層范圍， 評(píng)價(jià)區(qū)塊內(nèi)鈾成礦潛力。

2.2 含鈾潛力區(qū)塊評(píng)價(jià)

圖1 A 區(qū)目的層砂體厚度圖Fig. 1 Sand body thickness of the target layer in Zone A

該區(qū)共計(jì)有32 口復(fù)測(cè)井， 根據(jù)老井復(fù)測(cè)異常， 依托開(kāi)發(fā)井網(wǎng)優(yōu)勢(shì)， 受西南長(zhǎng)軸向與西北側(cè)向物源補(bǔ)給， 東南部無(wú)鉆孔數(shù)據(jù)借助地震進(jìn)行追索。 追索成礦砂體（圖1）。 該區(qū)存在含鈾潛力層成條帶狀發(fā)育， 埋藏深度在180～300 m 之間， 埋藏深度淺并且相對(duì)集中，縱向上有的單層發(fā)育， 有的多層發(fā)育， 單層厚度在 0.5～2.0 m 之間， 橫向上發(fā)育廣， 幾乎貫穿整個(gè)油田作業(yè)區(qū)， 因此認(rèn)為該塊含鈾的潛能力較大。 在預(yù)測(cè)砂體分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合石油老井復(fù)測(cè)結(jié)果， 摸清該區(qū)γ 異常情況， 分析富礦規(guī)律。

目的層砂體厚度特征是在劃分地層的基礎(chǔ)上， 收集石油鉆孔錄井巖性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)而來(lái)，雖然石油鉆孔錄井資料識(shí)別精度較差， 但整體仍能反映出賽漢組砂體的平面分布規(guī)律。目的層砂體的空間展布受控于沉積體系、 物源方向與構(gòu)造斷裂， 砂體厚度在1.5～14.5 m之間， 平均8.31 m。 主要在坳陷中央厚度最大， 邊緣受沉積環(huán)境及構(gòu)造剝蝕作用的影響逐漸減薄。 在區(qū)內(nèi)楔狀斷塊單元的影響下，形成多個(gè)砂體厚度集中區(qū)。 但目的層砂體整體表現(xiàn)出沿北東方向延伸展布， 在沉積中心厚度最大， 邊緣逐漸變薄的特征。 目的層巖性為灰色、 深灰色細(xì)砂巖、 砂礫巖。 老井復(fù)測(cè)結(jié)果最大品位0.02%， 厚1.5 m。

圖2 A 區(qū)平米鈾量等值線(xiàn)圖Fig. 2 The equivalent line for uranium in Zone A

圖3 A 區(qū)放射性異常深度分布圖Fig. 3 Distribution of radioactive anomaly depth in Zone A

圖2 為本區(qū)目的層平米鈾量等值線(xiàn)圖，圖3 為本區(qū)目的層異常深度分布圖。 由圖可知， 該區(qū)鈾礦層含量高值位于中西部， 已復(fù)測(cè)油井所發(fā)現(xiàn)鈾異常層埋深在50～200 m 及300～400 m 之間， 結(jié)合鉆探驗(yàn)證對(duì)比可知，50～200 m 屬于泥巖型異常， 300～400 m 位于該區(qū)目的層， 埋藏淺， 利于開(kāi)發(fā)利用。

圖4 為部分井放射性異常連井剖面， 由圖可知， 淺層50 多米處泥巖型鈾礦層較穩(wěn)定， 是一套穩(wěn)定的泥巖型鈾礦， 即努和廷鈾礦床， 產(chǎn)于內(nèi)蒙北緣， 鈾礦化產(chǎn)在上白堊系二連組中。 目的層砂巖型礦體為后生礦體，目的層異常在深度上差異較大， 這是由于斷裂活動(dòng)-構(gòu)造抬升， 地層遭受剝蝕， 形成地層不整合面引起的。

圖4 A 區(qū)部分井放射性異常剖面圖Fig. 4 Section of radioactive anomalies in some wells in Zone A

根據(jù)區(qū)域潛能評(píng)價(jià)結(jié)果， 該區(qū)中西部GR值較高， 單層厚度也較大， 因此認(rèn)為其含鈾潛能較大， 該區(qū)埋藏較深在50～380 m 之間，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值較大。 結(jié)合油田地震資料以及鉆孔驗(yàn)證， 根據(jù)現(xiàn)階段對(duì)該區(qū)工作區(qū)內(nèi)構(gòu)造、地層、 目的層的分析與研究， 推測(cè)礦體長(zhǎng)度2 km， 寬度 150～300 m， 面積在 0.3～0.6 km2，礦體厚度變化較穩(wěn)定， 礦化連續(xù)性較好。

分析認(rèn)為， 上至上層泥巖型異常、 下至目的層異常有利于溝通油氣藏還原環(huán)境， 提供鈾離子附著條件而成礦。 上升的油氣擴(kuò)散到滲透性較好的砂巖層中， 由于泥巖隔水層的屏蔽， 油氣聚集于砂體的上部并沿砂體向氧化帶方向運(yùn)移， 形成局部還原障。

3 結(jié)論

石油鉆孔缺少淺部伽馬測(cè)井資料， 無(wú)法評(píng)價(jià)淺部放射性異常情況， 利用油田進(jìn)行老井維修（檢泵）時(shí)取出抽油桿， 進(jìn)行伽馬測(cè)井是一種比較高效的方法。 石油井老井復(fù)測(cè)技術(shù)是采油區(qū)快速獲取鈾礦化信息的一種高效的技術(shù)手段， 實(shí)例表明， 其可以半定量-定量的進(jìn)行礦層含量的確定， 將各個(gè)區(qū)塊異常層、礦化層、 工業(yè)層等調(diào)查清楚。 通過(guò)編制γ 值等值線(xiàn)圖和各含礦層品位等值線(xiàn)圖以及異常層埋深等值線(xiàn)圖， 對(duì)油區(qū)鈾礦化信息平面分布和縱向延伸進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析。

綜上所述， 利用油田石油老井放射性測(cè)量工作程度和取得的放射性γ 異常信息， 結(jié)合砂巖型鈾礦成礦地質(zhì)條件和成礦規(guī)律， 開(kāi)展鈾礦調(diào)查評(píng)價(jià)工作， 對(duì)重點(diǎn)調(diào)查區(qū)進(jìn)行鉆探工程驗(yàn)證， 發(fā)現(xiàn)并圈定鈾礦體。 是一種在油區(qū)進(jìn)行鈾資源調(diào)查的可行且高效的方法。