第1章 sp测井

其中：SSP—最大静自然电位；
U sp —渗透层的自然电位幅度；
rsh
rsd
rm
—井内泥浆的等效电阻； —泥岩层的等效电阻；
—渗透性地层的等效电阻；
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六、地层厚度
地层厚度减小，围岩影响增加，测量值与实际值的 差距加大。 七、井径扩大和侵入的影响
井径扩大，造成泥浆柱的电阻减小，压差降低；
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3）、对其自然电位幅度进行岩层厚度及孔隙流体性 质校正； 4）、绘制泥质含量与自然电位幅度的关系曲线。 2、 公式法 根据泥质地层的自然电位幅度与 泥质含量的关系， 应用下式计算地层的泥质含量： psp
Vsh 1
ssp
其中：psp为泥质砂岩的自然电位幅度； ssp为本区含水纯砂岩的静自然电位。
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第三节
影响因素
一、地层水和泥浆滤液中含盐浓度的比值
地层水和泥浆滤液含盐浓度的差异,是产生扩散电动势及 扩散吸附电动势的基本原因.差异越大,
Ed 和 E da越大，产生
的电场越强，测井值越高；差异越小， Ed 和 比值小于1，在渗透层段出现正异常。
的电场越弱，测井值低。 比值大于1，在渗透层段出现负异常；
水的纯砂岩层的自然电位读数与泥岩基线读
数的差。
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3、比例尺：SP曲线的图头上标有的线性比例
尺。用于计算非泥岩层与泥岩基线间的自然
电位差。
4、异常：指相对泥岩基线而言，渗透性地层的SP曲 线的位置。 1）、负异常：在砂泥岩剖面井中，当井内为淡水 泥浆( C w > C mf )时，渗透性地层的
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三、确定地层水电阻率Rw
地层水电阻率在评价储层流体性质方面占有相当重要 的位置。用自然电位曲线确定Rw的依据为：
SSP K lg
Rmfe Rwe
其中： K K d K da ；
Rmfe 、Rwe —分别为泥浆滤液及地层水等效电阻率.
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图1-1 扩散电动势产生示意图
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扩散电动势产生的示意图如图1-1所示。扩散电动势可
由Nernst方程计算：
E
d
Cw RT n u n v 2.3 lg F Z n u Z n v C m
其中：R—克分子气体常数，8.313J/(K)；
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。
5、曲线形态特征:
A、曲线关于地层中点对称； B、厚地层（h>4d）的SP曲线幅度近似等于地层
的实际值，半幅点对应地层界面；
C、随地层变薄，曲线读数受围岩影响增加，幅度
降低，半幅点向围岩方向移动。
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3、 自然电位曲线的影响因素及应用
1)、影响因素： A、Cw/Cm； B、溶液中的盐成分； C、地层岩性、温度、厚度及导电性；
二、自然电位曲线的特点：
1 、 泥岩基线：均质、巨厚的泥岩地层对应的自然 电位曲线。 2、最大静自然电位SSP：均质、巨厚的完全含水的 纯砂岩层的自然电位读数与泥岩基线读数的差。
3、比例尺：SP曲线的图头上标有的线性比例尺。
用于计算非泥岩层与泥岩基线间的自然电位差。
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泥浆侵入，使得测量电极M与间的距离加大，M的
电位降低。
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第四节 自然电位曲线的应用
自然电位曲线主要应用于判断岩性、井间地层对比、
划分渗透层、确定地层水电阻率、计算地层泥质含量及 确定水淹层等。 一、 划分渗透层 在砂泥岩剖面，自然电位测井曲线以均质泥岩段的
自然电位曲线为基线，出现异常的层段（偏离基线）均
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二、扩散吸附电动势
1、泥浆和地层水的矿化度不同； 2、井壁地层具有一定的渗透性； 扩散吸附电动势产生的示意图如图1-2所示。
3、地层颗粒对不同极性的离子具有不同的吸附性。 扩散吸附电动势由下式计算：
E
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da
K da
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Cw lg Cm
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其中：扩散吸附电动势系数
T—绝对温度，K；
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F—Farady常数，96520 C/equiv；
Cw、Cm—两种溶液的浓度；
U、v—— 正、负离子的迁移率，S/(m· N)
Z —正、负离子的离子价； Z 、
n
、n

—每个分子离解后形成的正离子数和负
离子数；
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其过程如下： 1、确定完全含水纯地层的静自然电位SSP ； 2、确定泥浆滤液等效电阻率 Rmfe ； 1）、确定地层温度 ；
t t 0 dt h 其中： t ：地表温度；dt：地温梯度；h 地层深度。 0 2）、确定地层温度下的泥浆电阻率Rm及泥浆滤液 电阻率Rmf；Rmf=0.75Rm 3）、确定Rmfe。 3、确定地层水电阻率Rw；
可认为是渗透层段。在淡水泥浆井，渗透层段出现负异
常；在盐水泥浆井，渗透层段出现正异常。
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图1-7、砂岩层上部 含油下部含水时自然 电位曲线
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图1-8、半幅点法示意图
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曲线异常幅度的大小，与地层厚度、孔来自百度文库流体性质等
有关。一般情况下，含水地层的异常值高于含油气地 层的异常值。如图1-7所示.
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图1-5、自然电位测井理论曲线
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图1-6、 自然电 位测井 曲线实 例
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二、
SP曲线的特征
SP曲线如图1-5所示。 1、泥岩基线：均质、巨厚的泥岩地层对应的自 然电位曲线。 2、最大静自然电位SSP：均质、巨厚的完全含
测井时，将测量电极N放在地面，用电缆将M电极 放置井下，提升M电极，沿井轴测量自然电位随井深的 变化曲线测井，此曲线叫自然电位曲线。（通常称之
为SP曲线）。
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图1-3、井内自然电场分布示意图
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图1-4、 自然电 位和视 电阻率 同时测 量示意 图
K
Rmf Rw
da
RT 2. 3 F
当泥浆滤液和地层水矿化度都较低时，上式可写为：
E
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da
K da lg
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第二节 自然电位测井及曲线特征
一、自然电位测井
在砂泥岩剖面井中，当 所示。
Cw
C > mf 时，井下自然
电场的分布如图1-3所示。自然电位测井示意图如图1-4
D、泥浆侵入深度及侵入特征；
E、井眼是否扩径。
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2)、应用：
A、划分渗透层； B、确定地层的泥质含量； C、计算地层水电阻率； D、判断水淹层。
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在砂泥岩剖面井中的纯砂岩段，在井壁附近产生的扩散电
动势可表示为：
E
Rw
d
K d lg
Rmf Rw
K
d
RT u v 2 .3 F uv
、Rmf 分别为地层水和泥浆滤液电阻率。单位为 欧姆· 米。
K d —扩散电动势系数
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图1-2 扩散吸附电动势产生示意图
E da
越小，产生
二、 岩性
随地层泥质含量的增加，SP曲线异常幅度降低。
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三、 地层温度
及 K da 与绝对温度成正比，因此地层温 Kd 度的高低将会影响 及 K da 大小，进而影响 E d 及 由于
Kd
E da 的大小。
四、 地层水及泥浆滤液中含盐性质
地层水及泥浆滤液所含盐分不同，则溶液中所含
4、异常：指相对泥岩基线而言，渗透性地层的SP
曲线的位置。 A、负异常：在砂泥岩剖面井中，当 C w > C mf （淡
水泥浆）时，渗透性地层的SP曲线位于泥岩基线的 左侧；
B、正异常：在砂泥岩剖面井中，当 C w <
线的右侧。
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Cmf
（盐水泥浆）时，渗透性地层的SP曲线位于泥岩基
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曲线基线 偏移示意图
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本章小结：
一 、自然电位产生的机理：
1、地层水矿化度（Cw）不同于钻井液矿化度
（Cm）； 2、盐溶液中的不同离子的迁移速度不同；
3、地层的泥质颗粒对不同性质的离子具有不
同的吸附性；
4、井壁地层具有一定的渗透性。
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第一章 自然电位测井
井下自然电场是由钻开岩层时井壁
附近的电化学活动产生的，其分布特点
取决于井孔剖面岩层的性质。沿井轴测
量自然电位变化的测井方法叫自然电位
测井。
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测井方法
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第一节
自然电场的产生
由于泥浆和地层水的矿化度不同，
在钻开岩层后，井壁附近两种不同矿
化度的溶液接触产生电化学过程，结
对于较厚地层（h>4d），可采用半幅点法确定地层厚
度,如图1-8所示.
二、确定地层泥质含量
泥质：地层中细粉砂和湿粘土的混合物叫泥质。
泥质含量：泥质体积占地层体积的百分比。
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泥质在地层中的存在的状态：分散泥质、层状泥质
、结构泥质。 用自然电位测井曲线确定泥质含量的方法：图版法 和公式法 两种方法。 1 、 图版法 1）、测定泥质砂岩的泥质含量； 2）、确定泥质地层的自然电位幅度；
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四、判断水淹层
水淹层：含有注入水的油层，称之为水淹层。 SP测井曲线能够反映水淹层的条件及现象: 当注入水与原地层水及钻井液 的矿化度互不相同时， 与水淹层相邻的泥岩层的基线出现偏移，如图1-9、
1-10所示。
偏移量的大小与水淹程度有关。
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果产生电动势造成自然电场。在石油 井中自然电场主要是由扩散电动势和
扩散吸附电动势组成。
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一
一、扩散电动势产生的机理 溶液的矿化度：溶液含盐的浓度。溶质重量与溶 液
重量之比。
离子扩散：两种不同浓度的盐溶液接触时，在渗 透 压的作用下高浓度 溶液中的离子，穿 过
渗透性隔膜迁移到低浓度溶液中的现
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Rzhu E sp K d lg Rw
其中： Rzhu ：注入水的电阻率。
统计资料表明：
Esp >8mV 为高含水；
5mV < E sp <8mV为中含水；
Esp <5mV可能为低水淹或岩性变化所至。
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图1-10 水淹层的SP
图1-9 水淹层测井曲线
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离子不同，不同离子的离子价及迁移速率不同，这将影 d K 响 及K 的大小。
da
五、地层的导电性 地层导电性差，测量回路的电流小，在井内泥浆柱
上产生的压差小，测量值低。
U sp
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SSP rm rm rsd rsh
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SP曲线位于泥岩基线的左侧；
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2）正异常：在砂泥岩剖面井中，当井内为盐水泥
浆( C < w
Cmf
)时，渗透性地层的SP
曲线位于泥岩基线的右侧。
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5、曲线形态：
1）、曲线关于地层中点对称； 2）、厚地层（h>4d）的SP曲线幅度近似等于 地层的实际值 ，半幅点对应地层界面； 3）、随地层变薄，曲线读数受围岩影响增加， 幅度降低，半幅点向围岩方向移动。