第1章 sp测井
合集下载
自然电位测井

能力。
09:45 10
第一章 自然电位测井
第一节 自然电场的产生
当井壁附近地层水和泥浆滤液矿化度都较低时,且Cw>Cmf时 泥岩剖面上的扩散吸附电动势为:
在矿化度较低的情况下,溶液的电阻率与溶液的矿化度成反比 关系,因此上式可写为:
09:45
第一章 自然电位测井
11
第一节 自然电场的产生
三、氧化还原电位
09:45
20
第二节 自然电位测井及曲线特征
使用自然电位曲线时应注意:自然电位曲线没有绝对零点, 是以泥岩井段的自然电位曲线幅度作基线;砂泥岩剖面中自然电 位曲线幅度ΔUSP的读数是基线到曲线极大值之间的宽度所代表的 毫伏数。在砂泥岩剖面中,以泥岩作为基线, Cw>Cmf 时,砂岩 层段出现自然电位负异常; Cw<Cmf 时,砂岩层段出现自然电位
09:45
第一章 自然电位测井
14
第一节 自然电场的产生
四、过滤电动势
在压力差的作用下,当溶液通过毛细管时,管的两端产生电位 差。这是由于毛细管壁吸附负离子,使溶液中正离子相对增多。正 离子在压力差的作用下,随同溶液向压力低的一端移动,因此在毛 细管两端富集不同极性的离子,形成过滤电动势。 在岩石中,颗粒之间形成很细的毛细管孔道,当泥浆柱的压力 大于地层的压力时,泥浆滤液通过井壁在岩石孔道中流过,形成过 滤电动势。
09:45
第一章 自然电位测井
26
第三节 自然电位测井的影响因素
五、 地层电阻率的影响
地层电阻率Rsd增加和围岩电阻率Rsh增加时,自然电流在地层 内的电位降加大,则ΔUSP降低。泥浆电阻率Rm下降,则rm下降, ΔU SP下降。地层的电阻率越高则 ΔUSP越低。可以根据自然电位 曲线的这一特点区分油水层。
第二章----常规测井方法及地质响应---(1)SP测井

可以看作是静自然电
Usp SSP
因而,在砂泥岩剖面,实际上测量得到的 SP电位实际上都小于静 自然电位,故而SSP应在井段内的测量结果最大值处读取。
静自然电位SSP是测井分析家用来分析地层剖面性质的重要参数之 一。
1、 自然电位测井(SP)
§2 自然电位测井原理及曲线特征
2、SP( Usp )曲线及其特点
图1-4 测量电路图
1、 自然电位测井(SP)
§2 自然电位测井原理及曲线特征 2、总电动势
E总 Ed Eda K lg Rmf def Rw SSP
通常把 E总 称为静自然电位, 记作 SSP ; Ed 的幅度称为砂岩 线;Eda的幅度叫泥岩线。 在 18 oC ,极限情况下,静自然 电位系数 K=Kd-Kda=-11.6-58=69.6 ( mv ),所以,在 18℃时 的纯砂岩层处的SSP为:
第 一节 自然电位测井(SP)
§1 自然电场的产生
三、扩散—吸附电动势
②扩散—吸附电动势的产生
正是由于离子双电层的存在,在扩散过程中,离子扩散包括 两部分:一部分是远水中的离子的扩散,应同砂岩一样;另一部 分则是双电层中的Na+的扩散。两者共同作用相当于参与扩散的阳 离子数增多。 从效应上看,表现为 Na+的迁移速度超过了 Cl-,因此扩散的 结果与砂岩恰好相反,即在浓度小的一方富集了Na+,出现相对过 剩的正电荷,而在高浓度一方,富集了Cl-,出现了过剩的负电荷。 正是由于泥岩吸附的Na+的参与(扩散层),这种扩散作用称为扩 散—吸附作用,而形成的电动势则称为扩散—吸附电动势Eda,或 称为薄膜电位。
1、 自然电位测井(SP)
§1 自然电场的产生
一、井内自然电位产生的原因 ①地层水含盐浓度与泥浆含盐浓度不同,引起离子扩散运 动或岩石颗粒对离子的吸附作用产生的扩散吸附电动势。 ②由于地层压力与泥浆柱压力的差别,盐溶液在孔隙中的 渗滤作用而产生的过滤电动势。 一般情况下,过滤电动势的影响要小于前者,因此测井 解释一般不作考虑,但是在测井精细解释中,仍需要对其 进行必要的校正。
自然电位测井(SP)

图1-6 自然电位测井理论曲线
厚层砂岩总电动势(静自然电位 : 厚层砂岩总电动势 静自然电位): 静自然电位
rsh rsd
rm
SSP = I ⋅ rm + I ⋅ rsd + I ⋅ rsh
总电流: 总电流:
I=
SSP rm + rsd + rsh
有限厚砂岩层自然电位幅度: 有限厚砂岩层自然电位幅度:
自然电位测井(SP) 自然电位测井(SP)
本章的主要内容 1、井内自然电场 2、自然电位测井原理及曲线特征 3、自然电位曲线的主要用途 划分岩性(储集层)、确定Rw、计 划分岩性(储集层)、确定Rw、 )、确定Rw Vsh、判断水淹层。 算Vsh、判断水淹层。
§1井内自然电场 井内自然电场
导线 + — + — + — + — Cw + — Nacl溶液 Cm 电极
扩散吸附电动势系数:Kda——与阳离子交换能力有关 若储层中泥值的阳离子交换量较高,则会导致低电阻率油层。
§2自然电位测井原理及曲线特征 自然电位测井原理及曲线特征
2 自然电位测井原理及曲线特征 §第一章 自然电位测井(SP) 自然电位测井( ) 2、总电动势 、
E总 = E d − E da = K lg Rmf def Rw SSP
∆U sp
SSP ⋅ rm = I ⋅ rm = rm + rsd + rsh
与静自然电位关系: 与静自然电位关系:
等效电路图
∆U SP = SSp
1 rsd + rsh 1+ rm
自然电位测井( ) 第一章 自然电位测井(SP)
§2 自然电位测井原理及曲线特征
厚层砂岩总电动势(静自然电位 : 厚层砂岩总电动势 静自然电位): 静自然电位
rsh rsd
rm
SSP = I ⋅ rm + I ⋅ rsd + I ⋅ rsh
总电流: 总电流:
I=
SSP rm + rsd + rsh
有限厚砂岩层自然电位幅度: 有限厚砂岩层自然电位幅度:
自然电位测井(SP) 自然电位测井(SP)
本章的主要内容 1、井内自然电场 2、自然电位测井原理及曲线特征 3、自然电位曲线的主要用途 划分岩性(储集层)、确定Rw、计 划分岩性(储集层)、确定Rw、 )、确定Rw Vsh、判断水淹层。 算Vsh、判断水淹层。
§1井内自然电场 井内自然电场
导线 + — + — + — + — Cw + — Nacl溶液 Cm 电极
扩散吸附电动势系数:Kda——与阳离子交换能力有关 若储层中泥值的阳离子交换量较高,则会导致低电阻率油层。
§2自然电位测井原理及曲线特征 自然电位测井原理及曲线特征
2 自然电位测井原理及曲线特征 §第一章 自然电位测井(SP) 自然电位测井( ) 2、总电动势 、
E总 = E d − E da = K lg Rmf def Rw SSP
∆U sp
SSP ⋅ rm = I ⋅ rm = rm + rsd + rsh
与静自然电位关系: 与静自然电位关系:
等效电路图
∆U SP = SSp
1 rsd + rsh 1+ rm
自然电位测井( ) 第一章 自然电位测井(SP)
§2 自然电位测井原理及曲线特征
1 自然电位测井(SP)

这三种电动势尤如 三个电池,它们通 过导体(岩石)连 学 学院 大 理 江 接,形成回路,回 物 长 球 程系 路的总电动势: 地 工
井 测
Es = K d
C1 C2 C1 lg + K da lg K da lg C mf C mf C2
1.1.3 油井中的自然电场
这三种电动势尤如三 个电池,它们通过导 体(岩石)连接,形 学院 学 大 理 江 物 系 成回路,回路的总电 长 球 程 动势: 地 工
1.1.1 动电学作用与动电学电位
当泥浆柱压力与地 层压力不平衡时(一 般是泥浆柱的压力 学 学院 大 略大于地层压力), 江 物理 系 长 球 如果地层具有一定 程 地 井工 的渗透性,则泥浆 测 滤液将通过井壁渗 入地层.
1.1.1 动电学作用与动电学电位
固体表面带有负 电荷(砂岩,石灰 岩等固体颗粒的 学 学院 大 理 江 物表面仅带有少量 长 球 程系 的负电荷.而泥 地 井工 测 质或泥饼中固体 颗粒的表面带有 大量的负电荷).
1.1.1 动电学作用与动电学电位
动电学电位(过滤电位)的大小:
学 学院 大 理 A 物Δ P R mf 江 长 球 程系 E k =地 工 井 μ 测
1.1.1 动电学作用与动电学电位
μ 学 学院 大 理 江 物 系 其中:ΔP—泥浆柱与地层间的压力差; 长 球 程 地 井工 Rmf—泥浆滤液的电阻率; 测
1.2.1 自然电位测井曲线的特点
对于厚地层(h>4d), 自然电位曲线的半幅 学 学院 点对应于层界面. 大 理 江 物 系 长 球 程 地 井工 测
1.2.1 自然电位测井曲线的特点
对应于地层中部, 自然电位曲线出现 学 学院 大 极值,测井计算时 江 物理 系 长 球 常利用这一极值. 程 地 井工 测
井 测
Es = K d
C1 C2 C1 lg + K da lg K da lg C mf C mf C2
1.1.3 油井中的自然电场
这三种电动势尤如三 个电池,它们通过导 体(岩石)连接,形 学院 学 大 理 江 物 系 成回路,回路的总电 长 球 程 动势: 地 工
1.1.1 动电学作用与动电学电位
当泥浆柱压力与地 层压力不平衡时(一 般是泥浆柱的压力 学 学院 大 略大于地层压力), 江 物理 系 长 球 如果地层具有一定 程 地 井工 的渗透性,则泥浆 测 滤液将通过井壁渗 入地层.
1.1.1 动电学作用与动电学电位
固体表面带有负 电荷(砂岩,石灰 岩等固体颗粒的 学 学院 大 理 江 物表面仅带有少量 长 球 程系 的负电荷.而泥 地 井工 测 质或泥饼中固体 颗粒的表面带有 大量的负电荷).
1.1.1 动电学作用与动电学电位
动电学电位(过滤电位)的大小:
学 学院 大 理 A 物Δ P R mf 江 长 球 程系 E k =地 工 井 μ 测
1.1.1 动电学作用与动电学电位
μ 学 学院 大 理 江 物 系 其中:ΔP—泥浆柱与地层间的压力差; 长 球 程 地 井工 Rmf—泥浆滤液的电阻率; 测
1.2.1 自然电位测井曲线的特点
对于厚地层(h>4d), 自然电位曲线的半幅 学 学院 点对应于层界面. 大 理 江 物 系 长 球 程 地 井工 测
1.2.1 自然电位测井曲线的特点
对应于地层中部, 自然电位曲线出现 学 学院 大 极值,测井计算时 江 物理 系 长 球 常利用这一极值. 程 地 井工 测
自然电位测井(SP)

§1井内自然电场
导线 + — + — + — + — Cw + — Cm 电极
渗透性薄膜ຫໍສະໝຸດ 一、扩散电动势“负”离子Cl迁移率》“正” 离子Na迁移率
Nacl溶液
Cw>Cm
扩散电动势产生示意图
纯砂岩层的扩散电动势
在纯砂岩层,井壁处地层水矿化度 Cw,泥浆滤液矿化度Cmf,对于淡 水泥浆,则Cmf<Cw,将泥饼看成 是渗透性隔膜,则由于离子的扩散 作用:
§2 自然电位测井原理及曲线特征 第一章 自然电位测井(SP)
2、总电动势
E总 Ed Eda K lg Rmf def Rw SSP
通常把 E 称为静自然电位,记 作SSP; 总 Ed的幅度称为砂岩线; Eda的幅度叫泥岩线。 在18 oC,极限情况下,静自然电 位系数: K=Kd-Kda=-11.6-58=69.6 ( mv ) , 所以,在18℃时的纯砂岩层处的 SSP为:
图1-6 自然电位测井理论曲线
厚层砂岩总电动势(静自然电位):
rsh rsd
rm
SSP I rm I rsd I rsh
总电流:
I
SSP rm rsd rsh
有限厚砂岩层自然电位幅度:
U sp
SSP rm I rm rm rsd rsh
与静自然电位关系:
SSP 69.6 lg Rmf Rw
§2 自然电位测井原理及曲线特征
2、SP( Usp )曲线及其特点
①SP曲线要素
随电极M的上升,测量一条随井深变化的曲线, 即为SP曲线,曲线的基本形态如图所示。 基线—实测SP曲线没有绝对的零点,而是以井 段中较厚的泥岩层的SP幅度为基线,称为泥岩基 线; 异常—在砂岩层处SP曲线相对于泥岩基线发生 偏转,对应的曲线峰称为异常。曲线相对于泥岩 基线可以向正方向偏转,称为正异常;也可以向 负方向偏转,称为负异常。 正异常:盐水泥浆 负异常:淡水泥浆
测井方法3-自然电位

正离子-扩散
Cw
Cm
负离子-吸附
扩散、吸附的结果→使浓度低的一方带正电,而使 浓度高的一方带负电 ——该过程产生的电动势叫扩 散吸附电动势 Eda ,也叫薄膜电势(因为泥岩选择 性地让正离子通过)。
在井内纯泥岩井段所测量的自然电位 —— 即是 扩散吸附电动势造成的。
泥 岩
砂 岩
Cw>Cmf
泥 岩
其中:u:离子迁移率 z:离子价 v:每个分子离解后形成的离子数 R:克分子气体常数 T:绝对温度 F:法拉第常数
参见P3
公式的导出:取一体积元,从离子的受力分析着手, 根据离子的迁移率,得到单位时间通过单位截面的离 子数——电量,最后根据电量与电场的关系,便可得 到电场的表达式。 参见P2-3
导 出 表 达 式 的 步 骤
SSP变化范围:+50mV(淡水岩层)~-200mV(高矿化度盐水层)
等效电路图
砂岩(夹在泥岩中)厚度有限时,自然电位等效电路
Rsh——泥岩等效电阻 Rsd——砂岩等效电阻 Rm——井筒内泥浆等效电阻
砂岩厚度有限时,自然电位异常幅度ΔUsp并不等于SSP
根据Kirchoff定律:
SSP IRm IRsd IRsh
SSP Usp I Rm Rm P8→(1-8) Rm Rsd Rsh
厚层→砂岩和泥岩的截面积比井大的多,所以有 Rm>>Rsd、 Rm>>Rsh,ΔUsp≈SSP; 薄层→ΔUsp比SSP小的多
参见P7 图1-8 不同Qv值的岩层的Eda和Rmf/Rw的定量关系
对于具有不同 Qv 值的地层,即使 Rmf/Rw 值 为常数,其扩散吸附电位Eda也不同。
1、计算每个离子所受到的渗透压力
第1章自然电位测井(SP log)

决定于地层的岩性和钻井液滤液电阻率与地层水电阻率的比值Rmf/Rmc)。
⑵ 钻井液电阻率愈低,则△uSP也愈小,因此,钻井液矿化度特别高的盐水
井,△uSP很小,很难划分地层。井径扩大,也使钻井液电阻R钻井液减小, △uSP随之减小。
⑶ 目的层和围岩的电阻率越高,使自然电流减小,△uSP随之减小;
⑷ 目的层厚度增大,即R砂岩减小,则△usp增大,反之△usp减小。
Ef=Kf(ΔP•Rmf)/μ
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 –过滤溶液的粘度,厘泊;
但只有地层压力与钻井液柱压力很悬殊时,而且在钻井液未形成以前, 过滤电位才有较大的显示。由于油井的钻井液柱压力略高于地层压力,且相 差不大。而且在测井时常已形成泥饼,故过滤电位在油井中的显示一般很小, 常忽略不计。
4个方面:
1.自然电位产生的原因-基本原理 2.电位曲线形状的分析-曲线形态 3.影响自然电位异常幅度的因素-影响因素 4.自然电位曲线的应用-地质应用
测量自然电位随井深变化曲线,用于划分岩性和研究储集层性质。
一、产生原因
1、扩散电位
当两种不同浓度的深液被半透膜隔开,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, 形成的电位叫扩散电位,在油井中,此种扩散 有两种途径:一是高浓度一方通过砂岩向低浓 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正负离子的运移率(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、离子类型及浓度差。
判断岩性,区分渗透层
泥岩:基线附近;
砂岩:异常幅值和正负 反映岩石渗透性好坏和 泥浆的性能;
⑵ 钻井液电阻率愈低,则△uSP也愈小,因此,钻井液矿化度特别高的盐水
井,△uSP很小,很难划分地层。井径扩大,也使钻井液电阻R钻井液减小, △uSP随之减小。
⑶ 目的层和围岩的电阻率越高,使自然电流减小,△uSP随之减小;
⑷ 目的层厚度增大,即R砂岩减小,则△usp增大,反之△usp减小。
Ef=Kf(ΔP•Rmf)/μ
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 –过滤溶液的粘度,厘泊;
但只有地层压力与钻井液柱压力很悬殊时,而且在钻井液未形成以前, 过滤电位才有较大的显示。由于油井的钻井液柱压力略高于地层压力,且相 差不大。而且在测井时常已形成泥饼,故过滤电位在油井中的显示一般很小, 常忽略不计。
4个方面:
1.自然电位产生的原因-基本原理 2.电位曲线形状的分析-曲线形态 3.影响自然电位异常幅度的因素-影响因素 4.自然电位曲线的应用-地质应用
测量自然电位随井深变化曲线,用于划分岩性和研究储集层性质。
一、产生原因
1、扩散电位
当两种不同浓度的深液被半透膜隔开,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, 形成的电位叫扩散电位,在油井中,此种扩散 有两种途径:一是高浓度一方通过砂岩向低浓 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正负离子的运移率(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、离子类型及浓度差。
判断岩性,区分渗透层
泥岩:基线附近;
砂岩:异常幅值和正负 反映岩石渗透性好坏和 泥浆的性能;
测井方法原理4-自然电位测井

d
曲线号码h/d
不同厚度地层自然电位理论曲线
地层厚度h↑→ΔUsp↑。
井径扩大↑→井的截面积加大↑→自然电流 在井内的电位降变小↓→ ΔUsp降低↓。
泥浆侵入地层→泥浆滤液与地层水的接触面 向地层内推移→其效果相当于井径扩大↑→ ΔUsp降低↓
判断渗透层
估计渗透层厚度
自然电位曲线
估算泥质含量
确定地层水电阻率
绝对温度
z vu zvu R T Cmf Ed U ( xm ) U ( xw ) 2 ln 2 Cw z vu z vu F
R T K da 2.3 zF
P3
Qv→∞时:
P5→(1-3)
显然,Ed、Eda都和绝对温度T成正比。
Ed 和 Eda 由离子的扩散吸附形成,故当泥浆和地 层水中的化学成分不同时,其所含离子不同,导 致溶液中离子数的差异,不同离子的离子价和迁 移率又不同,这就直接影响扩散吸附电动势系数, 最终使得Ed和Eda变化。 18°C时几种盐溶液的Kd值 溶质 NaCl NaHCO3 CaCl2 MgCl2 Na2SO4 KCl
选择厚度较大、饱含水的纯砂岩层,将其ΔUsp 校正→SSP
求纯水砂岩地层水电阻率Rw方法
1、确定静自然电位SSP 2、确定等效泥浆滤液电阻率Rmfe 3、确定地层水电阻率Rw
参见P13-17
查 图 版
注 意 用 SP 法求地层水电阻率 —— 要求地层有一定渗
透率、地层水成分是 NaCl 、泥浆电阻率不高、 过滤电位可忽略不计。无侵入效果较好。
已知含水纯砂岩自然电位ΔUsp =- 30mV , 地层厚度 h=3m ,井径 d=0.25m ,砂岩层电阻率 Rt=10.m,围岩(泥岩)电阻率 Rs=2.5 .m , 泥 浆 电 阻 率 Rm=0.5 .m , 泥 浆 密 度 m=1.44g/cm3,地层温度t=85C,无侵入。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2018/10/11 测井方法 3
图1-1 扩散电动势产生示意图
2018/10/11 测井方法 4
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);
T—绝对温度,K;
2018/10/11 测井方法 5
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;
2018/10/11
测井方法
SP曲线位于泥岩基线的左侧;
2018/10/11 测井方法 17
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。
2018/10/11
测井方法
18
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。
2018/10/11 测井方法 31
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。
2018/10/11
测井方法
பைடு நூலகம்水的纯砂岩层的自然电位读数与泥岩基线读
数的差。
2018/10/11
测井方法
16
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
2018/10/11 测井方法 28
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。
2018/10/11 测井方法 21
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
2018/10/11
SSP rm rm rsd rsh
测井方法 22
2018/10/11
测井方法
19
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;
D、泥浆侵入深度及侵入特征;
E、井眼是否扩径。
2018/10/11
测井方法
39
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。
2018/10/11
测井方法
40
6
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
2018/10/11 测井方法 7
图1-2 扩散吸附电动势产生示意图
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。
2018/10/11 测井方法 27
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;
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;
2018/10/11
测井方法
23
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;
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。
2018/10/11 测井方法
Cmf
(盐水泥浆)时,渗透性地层的SP曲线位于泥岩基
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。
2018/10/11 测井方法 2
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
2018/10/11 测井方法 8
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
2018/10/11
da
K da
测井方法
Cw lg Cm
9
其中:扩散吸附电动势系数
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。
2018/10/11 测井方法 20
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
37
。
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。
2018/10/11
测井方法
38
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;
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;
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。
2018/10/11
测井方法
36
泥浆侵入,使得测量电极M与间的距离加大,M的
电位降低。
2018/10/11 测井方法 24
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
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
2018/10/11
da
K da lg
测井方法
10
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
2018/10/11
测井方法
13
图1-5、自然电位测井理论曲线
2018/10/11 测井方法 14
图1-6、 自然电 位测井 曲线实 例
2018/10/11
测井方法
15
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
图1-1 扩散电动势产生示意图
2018/10/11 测井方法 4
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);
T—绝对温度,K;
2018/10/11 测井方法 5
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;
2018/10/11
测井方法
SP曲线位于泥岩基线的左侧;
2018/10/11 测井方法 17
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。
2018/10/11
测井方法
18
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。
2018/10/11 测井方法 31
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。
2018/10/11
测井方法
பைடு நூலகம்水的纯砂岩层的自然电位读数与泥岩基线读
数的差。
2018/10/11
测井方法
16
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
2018/10/11 测井方法 28
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。
2018/10/11 测井方法 21
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
2018/10/11
SSP rm rm rsd rsh
测井方法 22
2018/10/11
测井方法
19
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;
D、泥浆侵入深度及侵入特征;
E、井眼是否扩径。
2018/10/11
测井方法
39
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。
2018/10/11
测井方法
40
6
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
2018/10/11 测井方法 7
图1-2 扩散吸附电动势产生示意图
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。
2018/10/11 测井方法 27
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;
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;
2018/10/11
测井方法
23
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;
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。
2018/10/11 测井方法
Cmf
(盐水泥浆)时,渗透性地层的SP曲线位于泥岩基
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。
2018/10/11 测井方法 2
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
2018/10/11 测井方法 8
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
2018/10/11
da
K da
测井方法
Cw lg Cm
9
其中:扩散吸附电动势系数
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。
2018/10/11 测井方法 20
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
37
。
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。
2018/10/11
测井方法
38
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;
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;
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。
2018/10/11
测井方法
36
泥浆侵入,使得测量电极M与间的距离加大,M的
电位降低。
2018/10/11 测井方法 24
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
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
2018/10/11
da
K da lg
测井方法
10
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
2018/10/11
测井方法
13
图1-5、自然电位测井理论曲线
2018/10/11 测井方法 14
图1-6、 自然电 位测井 曲线实 例
2018/10/11
测井方法
15
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