天然碱矿属于蒸发岩矿床，是一种重要化工原料。随着科技进步及经济发展，天然碱的勘探与开发较重要。天然碱矿由高浓度天然碱的湖水蒸发结晶形成的晶体矿层，主要成分为碳酸钠、碳酸氢钠、少量硫分与泥质等。天然碱测井是利用测井对天然碱矿层进行定性、定量解释，为下一步开采提供有效数据。

一、天然碱矿概述

天然碱矿又称碳酸钠矿，一种以钠的碳酸盐、重碳酸盐、含水碳酸盐类矿物为组分的非金属矿产，是一种重要化工原料，广泛应用于玻璃、碱性电池、合成纤维等行业。其开发有着重要意义：①保障工业生产：天然碱矿是制造玻璃、洗涤剂、化肥、冶金、建筑材料等重要原料，因此开发天然碱矿能保障工业生产需要。②开发潜力大：我国拥有丰富天然碱矿资源，但开采利用率低。加强天然碱矿的开发利用，能满足国内需求，还能开发出口市场，具有巨大开发潜力。

此外，天然碱矿具有放射性低、时差低、视电阻率高的物性特征，所以自然伽玛和声波时差参数是评价天然碱矿基本参数，并且视电阻率、密度、井径等参数是辅助参数。

二、测井技术

1、常规方法测井。一般来说，常规的测井方法有电法测井、密度测井、声波测井、普通电阻率测井、核测井、声波测井等。其中最典型的为：①电法测井法，通过测井仪器，将一定频率的电流发射到地层中，以测量其电位，从而获得电阻率的方式。②声波测井法，利用测量环井地层的声学性质对地层的特性及具体工程加以判断，其中又包含了声幅测井、声速测井、声波全波列测井等方式。③核测井也称之为放射性测井，根据地层岩石及其相应的孔隙流体核物理性质，对地层性质进行研究，进而探测资源的一类方式。

2、新型测井方法。近年来，涌现出许多新测井方法，如成像测井、电缆地层测井、地球化学测井、核磁共振测井、随钻测井等，这些测井方法为资源勘探开发奠定了技术基础。①成像测井是新技术，是在井下采用传感器阵列扫描或旋转扫描测量，沿井纵向、周向、径向大量采集地层信息，传输到井上后经图像处理技术得到井壁的二维图像或井眼周围某一探测深度以内的三维图像，与常规测井技术相比，成像测井对复杂矿藏具有更强适应能力。②随钻测井是将测井仪器安装在靠近钻头的部位，在地层刚钻开后就测量地层各种信息的一种测井方法。随钻测井快速作出地层评价，指导钻进，特别是在疑难井、大斜度井、水平井中显示出其优势。③电缆地层测试是矿藏勘探中求取地层产能最直接有效测试方法，其更快速更经济。电缆地层测试主要用于建立单井压力剖面、计算流体密度、确定气/油/水界面、估算地层有效渗透率，了解地层内流体性质等。

目前发展的测井新技术，测量信息量大而准，正朝着以多学科结合为特征的综合评价技术方向发展，系统也发展成为实时测量、实时监测系统。矿藏勘探开发的油气层识别中越来越重要，这些测井新技术在一些矿藏勘探开发中的应用显示出其良好的应用前景。

3、测井技术的发展动向。目前测井技术主要的发展思路是，对常规测井技术进行进一步的完善，加强对新技术、新产品的利用来促进测井技术的发展。测井技术近年来的发展方向是朝着将测井采集分辨率与测井评价精度不断提高的方向发展，新测井技术也是以高精度、高效率采集为前提条件，具有相应的评价体系的一种新型测井方法，测井装备、技术主要朝着高精度、网络化的方向发展，这样能更好地满足新地质及工程环境要求。

三、测井方法的应用

1、天然碱的定性解释。根据天然碱的测井物性特征可知利用自然伽玛和声波时差能对天然碱矿层进行定性解释，并且能依据地区的岩性特征选择视电阻率和井径等曲线，以辅助定性解释。图1显示了某天然碱勘探项目解释成果。因矿区天然碱矿层的顶地板均为泥岩，且天然碱矿视电阻率相对于泥岩具有较高的异常反映，因此视电阻率曲线是天然碱矿层主要定性参数。在天然碱勘探测井工作中，主要使用自然伽玛、声波时差、视电阻率曲线作为主要定性参数曲线。

图1

2、天然碱的定量解释。(1)垂直井。按其地质特征，该地区的测井工作主要采用自然伽玛、声波时差、视电阻率曲线作为定量解释参数。解释点基于各参数理论解释点。(2)水平井。在水平井测井中，由于井身倾角大，仪器很难到达井下，因而只能使用钻具内泵压将仪器送入井底，所使用的测井参数仅为用于定性和定量解释的自然伽玛曲线。由于角度较大，矿层视厚度增大，相当于地层的倾角变大。如图2所示，底界面解释点应在B点，顶界面解释点需在A点。

图2

四、自然伽玛测井技术注意事项

1、自然伽玛随钻测井技术,其特征包括以下步骤：①矿区内,先找3～5口碱井进行自然伽玛值测井,对测出的自然伽玛值进行数据统计处理,找出天然碱与围岩电性差异值,得出矿体与围岩临界值。②将上述临界值插入自然伽玛随钻测井传出数据内,设为绝对值进行编程,以便井下随钻数据传输显示后进行比对,传出的数据一旦出现自然伽玛值接近上述围岩临界值时,判断为将要穿透矿层,即出现井下轨迹调整信号系统报警。③发现报警信号后,立即对井眼轨迹进行调

整,通过改变工具面角或螺杆单弯曲度角,或钻具配重等手段调整钻头上下运行轨迹,以期达到控制水平轨迹范围在资源层内。④轨迹验证,依据各连通井地质特征,在连通剖面上将两点或多点连通井见矿位置同一矿体进行连线,比对裸眼轨迹与矿体连线的重合率,即为钻头在资源层中运行的“遇矿率”。

2、根据权利要求上述自然伽玛随钻测井技术,其特征在于：对矿区各层位的自然伽玛值进行测试统计,必须找出矿体与围岩的临界值,是判断矿体及围岩的基本依据。

总之，碱是基础化工重要原料之一，广泛应用于化工、轻工、冶金、建材、石油、医药等行业。天然碱矿多赋存于中新生代盆地或凹陷中，沉积盖层厚度大、埋藏深，一般在2000m至数千米，勘查中钻探取芯难度大、成本高。另外，随着开采技术的进步，水平井技术的引入，大井距、超长水平段钻井在薄层、超薄层天然碱中得到应用，如何控制薄层和超薄层资源中钻井轨迹，即保证钻头在碱层中运动而不穿透矿层顶底板，是问题的关键。

参考文献：

[1]房鑫磊.测井技术在油气田勘探开发中的应用分析[J].中国化工贸易，2015(36).