1 第一章 自然电位测井
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第四节 自然电位测井曲线的地质应用
21
1、自然电位测井曲线的特征
（1）异常幅度及其定量计算 （巨厚砂岩） rm比rsd、rsh大得多，所以有
ΔUSP≈SSP
（砂岩有限厚） 自然电位幅度ΔUSP定义为： 自然电流I在流经泥浆等效电阻 rm 上的电位降落， 即ΔUSP=Irm。由于Es=I(rs+rt+rm)，则有 ΔUsp=I×rm
和Ka值。为计算方便，先计算出18℃时的Kd和Ka值，然后用下式计算出 任何地层温度t℃的的Kd值。
273 t 291 式中 Kd|t=18℃为温度为 18℃时的扩散电动势系数； t为地层温度。Ka K d K d |t 180 C
的温度换算公式与Kd的形式相同。
27
2、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值的影响
25
第三节 自然电位测井曲线影响因素
前面已讲，在自然电位曲线上有异常出现的地方，该异常相对于泥 岩基线的最大偏转，称自然电位异常幅度。自然电位异常幅度的大小与 诸多因素有关，可根据自然电流回路的等效电路对此进行分析。
Irm Es ( Irsd Irsh )
在井内测得的自然电位降落仅仅是自然电动势的一部分 (该电动势的
动势。显然它的极性与扩散电动势相同，即井的一
方为负，岩层的一方为正。
14
2、自然电位产生的原因
（3）过滤电位
过滤电动势Ef的大小与泥饼两边的压力差ΔP和泥浆滤液的电阻率Rmf 成正比，而与泥浆滤液的粘度μ成反比，即
Ef K f
P Rmf
Kf –过滤电位系数，与溶液的成分有关； ΔP –压力差，单位为大气压； μ –泥浆滤液的粘度，厘泊；
Kd-扩散电位系数，与盐类的化学成 份及温度有关。
下面列举常见盐溶液的迁 移率和Kd值
10
2、自然电位产生的原因 （1）扩散电位
11
2、自然电位产生的原因 （1）扩散电位
在井中，18℃时若地层水浓度Cw等于10倍的泥浆溶液矿化度 Cmf时,经理论推算： kd=-11.6mv 其中：负号表示低浓度一方井中的电位低； Cmf、Cw-泥浆滤液和 地层水矿化度。 当溶液矿化度不高时，溶液浓度与电阻率成反比，即 Ed=Kdlg(Cw/Cmf)=Kdlg(Rmf/Rw) Rmf,Rw-泥浆滤液和地层水电阻率。
E s rm Es U sp Irm rm rsd rsh 1 (rsd rsh ) / rm
起的扩散电动势和吸附电动势。
②地层压力与泥浆柱压力不同而引 起的过滤电动势。 实践证明，在油气井中，这两种电 动势以扩散电动势和吸附电动势占绝对
优势。
6
2、自然电位产生的原因 （1）扩散电位
当两种不同浓度的溶液被半透膜 隔开，离子在渗透压作用下，高浓度 溶液的离子将穿过半透膜向较低浓度 的溶液中移动。 这种现象叫扩散（diffusion）， 形成电位叫扩散电位。
Es-井筒及邻近地层中自然电动势。
17
3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析
（2）电位分布
18
3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析
（2）电位分布
由自然电场分布特征可知，在 砂岩和泥岩交界处自然电位有明显
变化，变化幅度与Ed、Eda有关。
在相当厚的纯砂岩和纯泥岩交 界面附近的自然电位变化最大。它
当压差悬殊，泥饼未形成以前，过滤电位有较大的显示。 通常Ef只有在压力差很大时，才不可忽略，但一般钻井时，要求泥 浆柱压力只能稍大于地层压力，因此在实际工作中，通常都认为过滤电 动势可忽略不计。
15
3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析
（1）总电动势
结合等效电路进行分 析
16
3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析
Cw SSP K lg C mf
ΔUsp主要取决于自然电场的总电动势SSP。 显然，ΔUsp与SSP成正比，而SSP的大小取决于岩性和Cw／Cmf。
因此，在一定的范围内，Cw和Cmf差别大，造成自然电场的电动势高，
曲线变化明显。
28
3、地层水和泥浆滤液中含盐性质的影响
地层水和泥浆滤液内所含盐类不同，则溶液中所含离子不同，离子价 也不同。由于不同离子的离子价和迁移率均有差异，直接影响Kd和Ka的大 小，因而也就影响了Es的数值。 在纯砂岩井段，溶液中所含化学成分改变时，扩散电动势系数Kd也随 之改变，造成自然电场的电动势也随之改变，参见下表：
2
自然电位测井(SP)
学习内容
第一节 自然电场的产生
第二节 自然电位测井曲线及曲线特征
第三节 自然电位测井曲线影响因素
第四节 自然电位测井曲线的地质应用
3
自然电位测井(SP)
学习内容
第一节 自然电场的产生
第二节 自然电位测井曲线及曲线特征
第三节 自然电位测井曲线影响因素
第四节 自然电位测井曲线的地质应用
是产生自然电场的总电动势E总：
E总=Ed+Eda =Klg(Rmf/Rw)
=SSP
式中:K为自然电位系数。
19
3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析
（2）电位分布
把 E总叫作静自然电位，记作SSP。
此时Ed的幅度称砂岩线，Eda的幅度叫泥 岩线。实际测井中以泥岩线作自然电位测
井曲线的基线(即零线)，在18℃时的纯砂
7
2、自然电位产生的原因 （1）扩散电位
半透膜界 面与井壁 界面两侧 情况类似
8
2、自然电位产生的原因 （1）扩散电位
在油井中，离子扩散有两种途径：
一是高浓度一方离子通过砂岩向低浓度泥 浆中扩散; 二是通过泥岩向泥浆中扩散。 其扩散电位大小取决于：①正负离子的迁 移率(单价离子在强度为1伏特/厘米的电场作用 下的移动速度)；②温度、压力；③两种溶液的 浓度差；④浓度、离子类型等。
1220 1230 1240
首先应该了解自然电位是怎样产生的，它
与地层的那些性质有关。
1250
延8 延
1260
安 组
1270 1280
延9
1290 1300 1310 1330 1340
5
2、自然电位产生的原因 井内自然电位产生的原因是复杂的，对于油气井来说，
主要有以下两个原因： ①地层水和泥浆含盐浓度不同而引
动势为扩散吸附电动势，这是由于既有扩散作用又有吸附作用，因此称为
扩散吸附电动势，用Eda表示,由下式求 Eda=Kdalg(Cw/Cmf) 若Cw=10Cmf, t=18℃ Kda=58mV。
13
2、自然电位产生的原因
（3）过滤电位
这种电动势是由于泥浆柱与地层之间存在压力差，泥浆滤液通过泥饼 或泥质岩石渗滤(filter)形成的。
通常，泥浆柱的压力大于地层压力，并在渗透 性岩层(如砂岩层)处，都不同程度的有泥饼存在。由 于组成泥饼的泥质颗粒表面有一层松散的阳离子扩 散层，在压力差的作用下，这些阳离子就会随着泥 浆滤液的渗入向压力低的地层内部移动。于是在地
层内部一方出现了过多的阳离子，使其带正电，而
在井内泥饼一方正离子相对减少，使其带负电，从 而产生了电动势。由此形成的电动势，叫做过滤电
表 1-3-2 溶 液 Kd，mv NaCl -11.6 NaHCO3 +2.2 18℃时几种盐溶液的 Kd 值 CaCl2 -19.7 MgCl2 -22.5 NaSO4 +5 KCl -0.4
29
4、井的影响（包括井径和泥浆电阻率）
自然电位异常幅度实际是自然电流在其所经过的泥浆柱上的最大电位
降落。因此井径对自然电位异常幅度有明显影响，其影响程度可通过等效 电路来分析。
自然伽马(API)
170 1.5
密度(g/cm3 )
3
2 2 2 150 2
RT(Ω .m) AT90(Ω .m) AT30(Ω .m) AT10(Ω .m)
200 200 200 200
组
层 自然电位(mV)
0 70
深度 (m) 声波时差(μ s/m)
350
1200 1210
要对所测的SP测井曲线进行地质解释，
4
1、方法特点
钻井后，由于井壁附近的电化学活动性造 成的电场叫自然电场。沿井轴测量记录自然电 位变化曲线，可以用于划分岩性和研究钻井剖 面性质。SP测井的基本方法为： 如图，在井内放一测量电极M，地面放一 测量电极N，将M电极沿井筒移动，即可测出一 条井内自然电位变化的曲线。
20
A井测井曲线综合柱状图
钻进(Cw>Cmf)，在砂岩渗透层井段自然电位 曲线出现明显的负异常； 在盐水泥浆井中 (Cw<Cmf) ，渗透层井段 出现正异常，这是识别渗透层的重要特征。
24
自然电位测井(SP)
学习内容
第一节 自然电场的产生
第二节 自然电位测井曲线及曲线特征
第三节 自然电位测井曲线影响因素
第四节 自然电位测井曲线的地质应用
岩层处的SSP： SSP=-69.6lg(Rmf／Rw)。
井中巨厚的纯砂岩层井段的自然电位
幅度近似认为是SSP。 一般地，静自然电位的变化范围在含
淡水岩层的+50mV到含高矿化度盐水岩层
的-200mV之间。
20
自然电位测井(SP)
学习内容
第一节 自然电场的产生
第二节 自然电位测井曲线及曲线特征
第三节 自然电位测井曲线影响因素
曲线号码：h/d
23
2、使用SP曲线应注意的几个问题
1）自然电位测井曲线没有绝对零点，而
是以泥岩井段的自然电位幅度作基线，曲线 上方标有带极性符号的横向比例尺，它与曲
线的相对位置，不影响自然电位幅度的读数。
2）自然电位幅度ΔUsp的读数是从基线到 曲线极大值之间的宽度所代表的毫伏数。
3）在砂泥岩剖面井中，一般为淡水泥浆
（1）总电动势
由砂岩，泥岩、泥浆所组成的导电回路中，电动势 Ed和Eda是 串联的，因此，在该回路中扩散作用的总电动势 Es为这两种电动 势的代数和。 Es = Ed+Eda = Kd•lg(Cw/Cmf)+ Kda•lg(Cw/Cmf)
= Ks•lg(Cw/Cmf)
Ks=Kd+Kda Ks---总的扩散、扩散吸附电动势系数;
另外两部分电位降落分别产生在砂岩层及其围岩之中 )，它的数值及曲线 特点主要决定于造成自然电场的总电动势Es及自然电流的分布。
Es 的大小取决于岩性、地层温度、地层水和泥浆中所含离子成分以
及泥浆滤液电阻率与地层水电阻率之比。 自然电流I的分布则决定于其流经路径中介质的电阻率、地层厚度和
井径的大小。
26
1、地层温度的影响
从扩散和吸附电动势的产生，我们可以看出，Kd和Ka与温度有关， 因此，同样的岩层，由于埋藏深度不同，其温度不同，也就造成Kd和Ka 值有差别。 通常绝对温度 T 与 Kd 和 Ka 成正比关系，这可从离子的活动性来解释。
为了研究温度对自然电位的影响程度，常需计算出地层温度条件下的Kd
9
2、自然电位产生的原因 （1）扩散电位
离子由砂岩向泥浆中直接扩散时，
由于Cl-比Na+的迁移率大，因此在砂岩
高浓度一侧聚集多余的正电荷，而在泥 浆中聚集负电荷。离子量移动到一定程
度，形成动态平衡，此时电位叫扩散电
位，经实验证实，扩散电位Ed可由以下 公式求得（涅耳斯特方程，Nernst）
Ed=Kdlg(Cw/Cmf)
自然电位测井
Spontaneous potential logging
西安石油大学 地球科学与工程学院 赵军龙
1
自然电位测井
学习参考书
1.赵军龙.测井方法原理[M].西安:陕西人民教育出版社.2011
2.丁次乾. 矿场地球物理[M].东营,中国石油大学出版社,1996
3.<<测井学>>编写组. 测井学[M]. 北京,石油工业出版社,1998 4.李舟波. 地球物理测井数据处理与综合解释[M]. 长春,吉林大学出 版社,2003 5.洪有密. 测井原理与综合解释[M].东营,中国石油大学出版社,2007
记下这个 公式
12பைடு நூலகம்
2、自然电位产生的原因 （2）吸附电位 （隔膜作用-砂岩通过泥岩与泥浆之间交换离子)
由于粘土矿物表面具有选择吸附(adsorb)负离子的能力。因此当浓度 不同的NaCl溶液离子扩散时，粘土颗粒吸附Cl-，而Na+可以自由移动，若 Cw＞Cmf，泥浆带正电荷，储集层与泥岩界面处带负电荷，这时形成的电
=rm×Es/(rs+rt+rm)
=Es/(1+(rs+rt)/rm)
22
1、自然电位测井曲线的特征
（2）曲线特征 A 、巨厚砂岩， rm 比 rsd 、 rsh 大，曲线对 地层中点对称，地层中点处异常值最大； B、厚地层（ h ＞ 4d ）的自然电位曲线幅 度 ΔUsp 近似等于 SSP ，曲线的半幅值点深度 正对应着地层界面，因此可用半幅点法确定 地层界面； C、随地层厚度变小，自然电位曲线幅度 ΔUsp下降，曲线顶部变尖，底部变宽，ΔUsp 小于 SSP，而且界面位置离开半幅值点向曲 线峰值移动。
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1、自然电位测井曲线的特征
（1）异常幅度及其定量计算 （巨厚砂岩） rm比rsd、rsh大得多，所以有
ΔUSP≈SSP
（砂岩有限厚） 自然电位幅度ΔUSP定义为： 自然电流I在流经泥浆等效电阻 rm 上的电位降落， 即ΔUSP=Irm。由于Es=I(rs+rt+rm)，则有 ΔUsp=I×rm
和Ka值。为计算方便，先计算出18℃时的Kd和Ka值，然后用下式计算出 任何地层温度t℃的的Kd值。
273 t 291 式中 Kd|t=18℃为温度为 18℃时的扩散电动势系数； t为地层温度。Ka K d K d |t 180 C
的温度换算公式与Kd的形式相同。
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2、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值的影响
25
第三节 自然电位测井曲线影响因素
前面已讲，在自然电位曲线上有异常出现的地方，该异常相对于泥 岩基线的最大偏转，称自然电位异常幅度。自然电位异常幅度的大小与 诸多因素有关，可根据自然电流回路的等效电路对此进行分析。
Irm Es ( Irsd Irsh )
在井内测得的自然电位降落仅仅是自然电动势的一部分 (该电动势的
动势。显然它的极性与扩散电动势相同，即井的一
方为负，岩层的一方为正。
14
2、自然电位产生的原因
（3）过滤电位
过滤电动势Ef的大小与泥饼两边的压力差ΔP和泥浆滤液的电阻率Rmf 成正比，而与泥浆滤液的粘度μ成反比，即
Ef K f
P Rmf
Kf –过滤电位系数，与溶液的成分有关； ΔP –压力差，单位为大气压； μ –泥浆滤液的粘度，厘泊；
Kd-扩散电位系数，与盐类的化学成 份及温度有关。
下面列举常见盐溶液的迁 移率和Kd值
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2、自然电位产生的原因 （1）扩散电位
11
2、自然电位产生的原因 （1）扩散电位
在井中，18℃时若地层水浓度Cw等于10倍的泥浆溶液矿化度 Cmf时,经理论推算： kd=-11.6mv 其中：负号表示低浓度一方井中的电位低； Cmf、Cw-泥浆滤液和 地层水矿化度。 当溶液矿化度不高时，溶液浓度与电阻率成反比，即 Ed=Kdlg(Cw/Cmf)=Kdlg(Rmf/Rw) Rmf,Rw-泥浆滤液和地层水电阻率。
E s rm Es U sp Irm rm rsd rsh 1 (rsd rsh ) / rm
起的扩散电动势和吸附电动势。
②地层压力与泥浆柱压力不同而引 起的过滤电动势。 实践证明，在油气井中，这两种电 动势以扩散电动势和吸附电动势占绝对
优势。
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2、自然电位产生的原因 （1）扩散电位
当两种不同浓度的溶液被半透膜 隔开，离子在渗透压作用下，高浓度 溶液的离子将穿过半透膜向较低浓度 的溶液中移动。 这种现象叫扩散（diffusion）， 形成电位叫扩散电位。
Es-井筒及邻近地层中自然电动势。
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3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析
（2）电位分布
18
3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析
（2）电位分布
由自然电场分布特征可知，在 砂岩和泥岩交界处自然电位有明显
变化，变化幅度与Ed、Eda有关。
在相当厚的纯砂岩和纯泥岩交 界面附近的自然电位变化最大。它
当压差悬殊，泥饼未形成以前，过滤电位有较大的显示。 通常Ef只有在压力差很大时，才不可忽略，但一般钻井时，要求泥 浆柱压力只能稍大于地层压力，因此在实际工作中，通常都认为过滤电 动势可忽略不计。
15
3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析
（1）总电动势
结合等效电路进行分 析
16
3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析
Cw SSP K lg C mf
ΔUsp主要取决于自然电场的总电动势SSP。 显然，ΔUsp与SSP成正比，而SSP的大小取决于岩性和Cw／Cmf。
因此，在一定的范围内，Cw和Cmf差别大，造成自然电场的电动势高，
曲线变化明显。
28
3、地层水和泥浆滤液中含盐性质的影响
地层水和泥浆滤液内所含盐类不同，则溶液中所含离子不同，离子价 也不同。由于不同离子的离子价和迁移率均有差异，直接影响Kd和Ka的大 小，因而也就影响了Es的数值。 在纯砂岩井段，溶液中所含化学成分改变时，扩散电动势系数Kd也随 之改变，造成自然电场的电动势也随之改变，参见下表：
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自然电位测井(SP)
学习内容
第一节 自然电场的产生
第二节 自然电位测井曲线及曲线特征
第三节 自然电位测井曲线影响因素
第四节 自然电位测井曲线的地质应用
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自然电位测井(SP)
学习内容
第一节 自然电场的产生
第二节 自然电位测井曲线及曲线特征
第三节 自然电位测井曲线影响因素
第四节 自然电位测井曲线的地质应用
是产生自然电场的总电动势E总：
E总=Ed+Eda =Klg(Rmf/Rw)
=SSP
式中:K为自然电位系数。
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3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析
（2）电位分布
把 E总叫作静自然电位，记作SSP。
此时Ed的幅度称砂岩线，Eda的幅度叫泥 岩线。实际测井中以泥岩线作自然电位测
井曲线的基线(即零线)，在18℃时的纯砂
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2、自然电位产生的原因 （1）扩散电位
半透膜界 面与井壁 界面两侧 情况类似
8
2、自然电位产生的原因 （1）扩散电位
在油井中，离子扩散有两种途径：
一是高浓度一方离子通过砂岩向低浓度泥 浆中扩散; 二是通过泥岩向泥浆中扩散。 其扩散电位大小取决于：①正负离子的迁 移率(单价离子在强度为1伏特/厘米的电场作用 下的移动速度)；②温度、压力；③两种溶液的 浓度差；④浓度、离子类型等。
1220 1230 1240
首先应该了解自然电位是怎样产生的，它
与地层的那些性质有关。
1250
延8 延
1260
安 组
1270 1280
延9
1290 1300 1310 1330 1340
5
2、自然电位产生的原因 井内自然电位产生的原因是复杂的，对于油气井来说，
主要有以下两个原因： ①地层水和泥浆含盐浓度不同而引
动势为扩散吸附电动势，这是由于既有扩散作用又有吸附作用，因此称为
扩散吸附电动势，用Eda表示,由下式求 Eda=Kdalg(Cw/Cmf) 若Cw=10Cmf, t=18℃ Kda=58mV。
13
2、自然电位产生的原因
（3）过滤电位
这种电动势是由于泥浆柱与地层之间存在压力差，泥浆滤液通过泥饼 或泥质岩石渗滤(filter)形成的。
通常，泥浆柱的压力大于地层压力，并在渗透 性岩层(如砂岩层)处，都不同程度的有泥饼存在。由 于组成泥饼的泥质颗粒表面有一层松散的阳离子扩 散层，在压力差的作用下，这些阳离子就会随着泥 浆滤液的渗入向压力低的地层内部移动。于是在地
层内部一方出现了过多的阳离子，使其带正电，而
在井内泥饼一方正离子相对减少，使其带负电，从 而产生了电动势。由此形成的电动势，叫做过滤电
表 1-3-2 溶 液 Kd，mv NaCl -11.6 NaHCO3 +2.2 18℃时几种盐溶液的 Kd 值 CaCl2 -19.7 MgCl2 -22.5 NaSO4 +5 KCl -0.4
29
4、井的影响（包括井径和泥浆电阻率）
自然电位异常幅度实际是自然电流在其所经过的泥浆柱上的最大电位
降落。因此井径对自然电位异常幅度有明显影响，其影响程度可通过等效 电路来分析。
自然伽马(API)
170 1.5
密度(g/cm3 )
3
2 2 2 150 2
RT(Ω .m) AT90(Ω .m) AT30(Ω .m) AT10(Ω .m)
200 200 200 200
组
层 自然电位(mV)
0 70
深度 (m) 声波时差(μ s/m)
350
1200 1210
要对所测的SP测井曲线进行地质解释，
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1、方法特点
钻井后，由于井壁附近的电化学活动性造 成的电场叫自然电场。沿井轴测量记录自然电 位变化曲线，可以用于划分岩性和研究钻井剖 面性质。SP测井的基本方法为： 如图，在井内放一测量电极M，地面放一 测量电极N，将M电极沿井筒移动，即可测出一 条井内自然电位变化的曲线。
20
A井测井曲线综合柱状图
钻进(Cw>Cmf)，在砂岩渗透层井段自然电位 曲线出现明显的负异常； 在盐水泥浆井中 (Cw<Cmf) ，渗透层井段 出现正异常，这是识别渗透层的重要特征。
24
自然电位测井(SP)
学习内容
第一节 自然电场的产生
第二节 自然电位测井曲线及曲线特征
第三节 自然电位测井曲线影响因素
第四节 自然电位测井曲线的地质应用
岩层处的SSP： SSP=-69.6lg(Rmf／Rw)。
井中巨厚的纯砂岩层井段的自然电位
幅度近似认为是SSP。 一般地，静自然电位的变化范围在含
淡水岩层的+50mV到含高矿化度盐水岩层
的-200mV之间。
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自然电位测井(SP)
学习内容
第一节 自然电场的产生
第二节 自然电位测井曲线及曲线特征
第三节 自然电位测井曲线影响因素
曲线号码：h/d
23
2、使用SP曲线应注意的几个问题
1）自然电位测井曲线没有绝对零点，而
是以泥岩井段的自然电位幅度作基线，曲线 上方标有带极性符号的横向比例尺，它与曲
线的相对位置，不影响自然电位幅度的读数。
2）自然电位幅度ΔUsp的读数是从基线到 曲线极大值之间的宽度所代表的毫伏数。
3）在砂泥岩剖面井中，一般为淡水泥浆
（1）总电动势
由砂岩，泥岩、泥浆所组成的导电回路中，电动势 Ed和Eda是 串联的，因此，在该回路中扩散作用的总电动势 Es为这两种电动 势的代数和。 Es = Ed+Eda = Kd•lg(Cw/Cmf)+ Kda•lg(Cw/Cmf)
= Ks•lg(Cw/Cmf)
Ks=Kd+Kda Ks---总的扩散、扩散吸附电动势系数;
另外两部分电位降落分别产生在砂岩层及其围岩之中 )，它的数值及曲线 特点主要决定于造成自然电场的总电动势Es及自然电流的分布。
Es 的大小取决于岩性、地层温度、地层水和泥浆中所含离子成分以
及泥浆滤液电阻率与地层水电阻率之比。 自然电流I的分布则决定于其流经路径中介质的电阻率、地层厚度和
井径的大小。
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1、地层温度的影响
从扩散和吸附电动势的产生，我们可以看出，Kd和Ka与温度有关， 因此，同样的岩层，由于埋藏深度不同，其温度不同，也就造成Kd和Ka 值有差别。 通常绝对温度 T 与 Kd 和 Ka 成正比关系，这可从离子的活动性来解释。
为了研究温度对自然电位的影响程度，常需计算出地层温度条件下的Kd
9
2、自然电位产生的原因 （1）扩散电位
离子由砂岩向泥浆中直接扩散时，
由于Cl-比Na+的迁移率大，因此在砂岩
高浓度一侧聚集多余的正电荷，而在泥 浆中聚集负电荷。离子量移动到一定程
度，形成动态平衡，此时电位叫扩散电
位，经实验证实，扩散电位Ed可由以下 公式求得（涅耳斯特方程，Nernst）
Ed=Kdlg(Cw/Cmf)
自然电位测井
Spontaneous potential logging
西安石油大学 地球科学与工程学院 赵军龙
1
自然电位测井
学习参考书
1.赵军龙.测井方法原理[M].西安:陕西人民教育出版社.2011
2.丁次乾. 矿场地球物理[M].东营,中国石油大学出版社,1996
3.<<测井学>>编写组. 测井学[M]. 北京,石油工业出版社,1998 4.李舟波. 地球物理测井数据处理与综合解释[M]. 长春,吉林大学出 版社,2003 5.洪有密. 测井原理与综合解释[M].东营,中国石油大学出版社,2007
记下这个 公式
12பைடு நூலகம்
2、自然电位产生的原因 （2）吸附电位 （隔膜作用-砂岩通过泥岩与泥浆之间交换离子)
由于粘土矿物表面具有选择吸附(adsorb)负离子的能力。因此当浓度 不同的NaCl溶液离子扩散时，粘土颗粒吸附Cl-，而Na+可以自由移动，若 Cw＞Cmf，泥浆带正电荷，储集层与泥岩界面处带负电荷，这时形成的电
=rm×Es/(rs+rt+rm)
=Es/(1+(rs+rt)/rm)
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1、自然电位测井曲线的特征
（2）曲线特征 A 、巨厚砂岩， rm 比 rsd 、 rsh 大，曲线对 地层中点对称，地层中点处异常值最大； B、厚地层（ h ＞ 4d ）的自然电位曲线幅 度 ΔUsp 近似等于 SSP ，曲线的半幅值点深度 正对应着地层界面，因此可用半幅点法确定 地层界面； C、随地层厚度变小，自然电位曲线幅度 ΔUsp下降，曲线顶部变尖，底部变宽，ΔUsp 小于 SSP，而且界面位置离开半幅值点向曲 线峰值移动。