辨析异常自然电位曲线

• 油井中的自然电位主要是由于钻井滤液与 地层水之间产生的扩散电动势和扩散吸附 电动势产生的，由于钻井液柱的压力只是 略高于地层压力，因此过滤电位常忽略不 计。通常，自然电位曲线需符合以下规律：
•
1.对称性:上下围岩岩性相同时，曲线对 地层中部对称； • 2.对厚度较大（h>4d）的地层， ΔUsp=SSP,且曲线半幅点深度对应地层界 面。 • 3.对砂岩渗透层，相对泥岩基线，SP曲 线可向左（负异常）或向右（正异常）偏 转，这主要取决于地层水与泥浆滤液的相 对矿化度。当Cw>Cmf时，SP曲线显示负 异常；当Cw<Cmf时，曲线显示正异常。
根据自然电位的成因及曲线的规律，自然电位曲线 的应用如下：
• Rw • 3、确定地层水的电阻率
对低矿化度的地层水和 泥浆滤液： SSP K lg Rmf Rw Rmfe Rwe Rw
当溶液的矿化度较高时 ，用“等效电阻率”： SSP K lg Rmfe Rw
图版
根据自然电位的成因及曲线的规律，自然电 位曲线的应用如下：
• 例1：东营组底部灰质砂岩出现在凸起与凹 陷的结合部,是东营组在上古生界之上超覆 沉积的结果 ,目前仅在埕东凸起北部缓坡见 到。该套高电阻率地层为灰质砂岩与含砾砂 岩互层 ,其中 :灰质砂岩碎屑颗粒以石英为 主，灰质胶结，胶结物含量高 ,致密坚硬 , 储集物性差 ,录井无油气显示 ;含砾砂岩碎 屑颗粒也以石英为主 ,灰质胶结 ,胶结物含 量低 ,较疏松 ,储集物性相对较好 ,录井无油 气显示 。
• • 4、判断水淹层 油层顶部或底部水 淹的水淹层在自然电 位曲线上的特点：自 然电位曲线的泥岩基 E K lg C K lg R C R 线在该层的上部（顶 和矿化度 部水淹）或下部（底 R 、C 分别为注入水的电阻率 部水淹）发生偏移。 其主要原因是注入水 与原地层水的矿化度 不同。偏移值的大小 为：
自然电位测井的影响因素主要有：
1.Rw/Rmf的影响，地层水电阻率和泥浆滤 液电阻率的比值越大，自然电位的总电动 势越大，曲线异常幅度ΔUsp越大，反之则 越小。 • 2.岩性：泥质含量的多少，影响ΔUsp的大 小，泥质含量越少，自然电位幅度越大， 反之则越小。
自然电位测井的影响因素主要有：
• 3.岩石电阻率Rt：Rt越大，自然电流越 小，ΔUsp随之减小，油层的ΔUsp一般小 于相邻的水层。 • 4.地层厚度：地层厚度增大，即R减小， 则ΔUsp增大，反之则ΔUsp减小。 • 5.井径及侵入带：目的层有钻井液侵入时， 钻井滤液与地层水的分界面移向地层内部， 使自然电流流经的目的层和围岩的路径增 大，使R增大，ΔUsp随之减小。
w 注 w sp 注 注 注
• 在实际工作中，我们发现某些高电阻率地 层中所测自然电位曲线按照常规方式进行 解释的结果与现实发生明显冲突。通常认 为高电阻率和自然电位明显异常是油气储 集层的特征 ,可是录井却没见油气显示 ,就 是见了油气显示也会出现岩电矛盾 ，因此 , 有必要对高电阻率地层及其自然电位异常 情况进行分析。
自然电位曲线形状与地层关系示意图：
Shale Fresh Water Clean SS Shale Salt Water Clean SS Shale
120 100 80 亚洲区 60 40 20 0 一月 二月 三月 四月 欧洲区 北美区
Salt Water
Clean SS
Shale
Salt Water
Shaly SS
根据自然电位的成因及曲线的规律，自然电 位曲线的应用如下： • 1.划分渗透层：
• 淡水泥浆钻井时，在砂岩渗透层处，SP曲线 出现负异常，对厚度较大（h>4d)的地层，可用 曲线半幅点确定地层界面。含泥质的砂岩，随泥 质含量的增加SP异常幅度减小。一般，含水砂岩 的自然电位异常幅度略大于含油砂岩的ΔUsp。对 厚度较大的地层，曲线半幅点间的距离接近地层 厚度，厚度越大，精度越高。
辨析异常自然电位曲线
测井四分公司 刘长忠
• 自然电位作为胜利油田标准测井曲线 之一，在测量时有时会碰到一些与常 规认识不相符的正异常或负异常，正 确判断这些异常的正确与否是提高时 效的关键。
• 知晓自然电位测量原理，了解地区规 律，结合实际现象分析高阻薄互层对 自然电位曲线的影响，掌握外界因素 对自然电位的影响，是快速解决问题， 避免无效劳动的基础。
• 如 2 787 ～2 809 m 井段电阻率高 、自然 电位明显负异常 (图 4) ,一般认为这是很好 的油气层 。从其他测 井曲线却发现 ,微电极 低电阻率正差异夹高 电阻率致密尖峰 ,自然 伽马低值夹中高值 ,声 波时差 180～200 μs/ m ,表明地层非均质 。 另外 ,微电极曲线上的 高电阻率致密尖峰对 应自然伽马中高值及 小声波时差值 ,且自然 电位曲线多在该处转 折。
根据自然电位的成因及曲线的规律，自然电位曲线 的应用如下：
• 2、估计泥质含量， 可使用图版法，也可 用经验公式法——— PSP Q 1 层状泥质与砂岩形成 sh SSP 砂泥质交互层，且层 PSP 含泥质泥质砂岩的自然异常幅度； 状泥质与砂质层的电 SSP 本地区含水纯地区含水自然电然电 阻率相差不大时，泥 质含量为：
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电缆滚筒带磁：在进行自然电位测井时， 带磁滚筒旋转会产生次生磁场及电动势， 就会对采集到的自然电位信号产生周期性 影响，表现在资料上就会产生泥岩基线不 平滑，有异常波浪状起伏现象。
•
地面电极SP FISH 回路受干扰：当地面 电极置于带塑胶底衬的泥浆池中时会导致 回路电阻过大，在发电机或电源线附近时， 或接近任何管线(如钻井液储罐)，或者井场 附近有其它正处于工作状态的抽油机、注 水井时，会由于周围环境中的不规律电磁 噪声干扰，而使自然电位曲线产生异常抖 动，基线发生漂移。
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• 分析认为 ,这种自然电位异常是高电阻率灰 岩 (渗透层) 夹薄层高电阻率泥灰岩 (致密层) 所致 ,也不能真实反映地层渗透性 。
• 综上所述，在砂 泥岩交互地区 ,高 电阻率地层往往 不是单一均质的 , 常常夹有薄渗透 层或薄泥岩层 ,这 时高电阻率地层 对自然电流分布 影响很大 (见图 5) 。
• 然而 ,其自然 电位异常幅度 却很大 ,电阻 率也很高 ,较 小声波时差夹 大时差 ,高时 差对应的微电 极电阻率变小
• 分析认为 ,这种自然电位异常是高电阻率致 密生物灰岩 (介形虫为主) 夹薄层即具渗透 性的较疏松的生物灰岩 (塔螺为主) 所致 ,也 不能反映地层渗透性 。
• 例3：灰质页岩和油页岩在沾化凹陷均有沉 积 ,多出现在凹陷低部位的沙三段下部第 3 、 第 4 油页岩段之中 。因普遍含灰质成分且 有机质丰富 ,故电阻率较高 。沾化凹陷西南 部的 H 12 井 1693. 0～1709. 5 m*井段相 当于沙三段下部第 4 油页岩段 (见图 3) ,其 电阻率较高 ,自然电位负异常 ,但井壁取心 结果全部取上灰质泥岩 。
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井下电极绝缘不好：如 果测量SP的电极与铠装钢 丝绝缘不好，测得的自然 电位信号就不只受电极所 在地层自然电动势影响， 还会受到其它处于回路中 的多余信号所干扰。反映 到自然电位曲线上就表现 为出现地层不应有的正、 负异常，泥岩基线出现漂 移及抖动等现象。
• 综上所述，在自然电位测井中当发现曲线 出现异常时，应先根据录井资料以及其它 测井资料对地层进行分析，确定曲线幅度 是否为特殊地层的特殊响应，当判断是非 正常变化时，应立即检查构成自然电位回 路的各关键点，判断问题症结所在，才能 快速解决问题，取准测井资料，避免不必 要的重复测量及返工，取得好的测井时效。
• 从测井曲线还 可发现微电极 曲线高电阻率 夹低电阻率， 低电阻率对应 声波时差曲线 高值 ,且自然 电位曲线多在 该处转折 。
• 分析认为 ,这种自然电位异常是非渗透性高 电阻率灰质泥岩 、低渗透性高电阻率页岩 夹薄层泥岩所致 。
• 例4：沙四段礁灰岩分布在沾化凹陷四扣洼 陷的邵家地区 ,是该区主要产油气层系 。在 S H 4 井对沙四段 2 634～2 650 m 井段试 油 ,酸化后套管双翼放喷获日产油 1 117 t 、 气 48 200 m3的高产工业油气流 ,储集物性 较好 。但其周围的井试油都未获高产油气 流 ,储集物性较差 。
• 但是 ,其电性 特征自然电位 正异常幅度却 很大 ,电阻率 也较高 ,声波 差较小与较大 间互 ,较大声 波时差与微电 极较小值对应
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分析认为 ,这种自然电位异常是非渗透 性高电阻率致密灰质砂岩与具渗透性的较 疏松含砾砂岩交互所致 ,不能完全反映地层 渗透性 。
• 例2：沙一段底部生物灰岩多出现在凹陷的斜坡地 带 ,在垦利 、河滩 、孤北 、桩西等地区都可见到 。 有的生物灰岩碎屑以塔螺为主 ,砂质 、灰质胶结 , 胶结物较少 ,较疏松 ,储集物性较好 ,录井见油气 显示 。虽然自然电位异常幅度不大 ,电阻率也不 太高 ,却形成了良好油气层 。如 ZH 893 井生物 灰岩 1 层 2 . 5 m试油获日产约 40 t 的工业油流 。 有的生物灰岩碎屑 (如 K 98 井) 以介形虫为主 ,局 部塔螺较多 ,灰质胶结 ,胶结物含量高 ,较致密 ,储 集物性差 ,录井无油气显示 。
• 由泥岩流向渗透性地层的自然电流大部分 被限制在对应于非渗透性 、高电阻率地层 的井眼中 ,使其自然电流强度保持不变 ,则 自然电流在井眼中的电位降为常数 ,自然电 位曲线是一条倾斜的直线 。在这类地层中 , 自然电流只能从渗透层或泥岩层进入或离 开井眼 ,使自然电位曲线上有不同斜率的直 线段 ,直线段斜率变化处相应为渗透层或泥 岩层段 。
• 另外，在实际施工过程中还会碰到由外界 因素干扰导致的自然电位曲线与地区规律 不相符的情况，这影响到了测井时效和资 料质量。找出问题的症结，是快速解决问 题，取准资料的的主要 影响因素 有以下几 种。
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地面采集面板干扰：如果地面采集面板 因制作粗糙或因震动、灰尘而出现漏电、 异常电磁干扰时，就会对自然电位信号产 生影响，表现在曲线上会导致基线不平滑， 出现规律性波动，有毛刺、噪声尖峰等异 常现象。