静自然电位测井仪

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2-第一章_电法测井(自然电位测井)

一系列的校正求出SSP，据泥浆资料确定Rmf，然后求出Rw。用SP求Rw有三种方法，都假设SP只是由电化学电动势引起的。
常规法新方法换泥浆法
求Rw
(1)常规法
引入等效电阻率的概念，即不论溶液的浓度
高低，都与其电阻率成反比。
SSP K lg
Rmfe Rwe
①确定 SSP
如果渗透层的h/d>40，无侵入，且RtRmRs，则SSP
Es Vsp I rm ri rsh rt 1 rm rm rm
Es=f(Cw、Cmf、T、Vsh、盐类有关）
(1)地层水和泥浆中含盐量的比值（Cw/Cmf）的影响
Cw / Cmf > 1 Cw / Cmf < 1 Cw / Cmf = 1
渗透层的△Vsp有负异常渗透层的△Vsp有正异常渗透层的△Vsp无异常
2.SP曲线的特点
(1)自然电位（△VSP）：是指自然电流在井中泥浆柱上产生的电压降。
Es Vsp Irm rt ri rsh 1 rm rm rm
（△VSP)
< PSP 或者SSP
测量时N电极固定在地面,但VN≠0。因SP 曲线没有“0” 刻度，而是用带正负号的比例尺来表示的，为了读数的方便，选泥岩的SP作为基线，在一个地区它是稳定的，并且是一条直线。
所以，E总 =(Kda -
lg(Rmf / Rw ) = Es
则令：K=Kda – Kd；K只与盐类成分、温度有关。
静自然电位：纯砂岩与纯泥岩交界面处的总电化学电动势用SSP来表示。
SSP K lg Rmf Rw
当泥质含量时 QV kd 从负变至正 Es 当 Qv ∞时， kd ≈ Kda Es = 0 泥质砂岩和纯砂岩的总电动势称为假静自然电位。符号用PSP 来表示，它的大小反映了泥质的多少，总有 SSP>PSP（因K值以负往正值方向发生变化）

1自然电位测井(定稿)

优先使用的其它地层水矿化度方法：
地层水分析资料。
思考题
*1 分析自然电位的成因，写出扩散电动势、扩散吸附电动势、总电动势表达式。 *2 不同Cw、Cmf情况下自然电位测井曲线有哪些特征？ 3 影响自然电位测井的因素有哪些？ *4 自然电位测井曲线在油田勘探开发中应用于哪些方面？
5 描绘出砂泥岩剖面井筒中自然电场分布示意图。
2.自然电位测井曲线特征
1)曲线特点(本身) A、曲线以地层中点对称 B、h>4d时：SP=SSP,半幅点对应地层界面， C、随h D、随h 地层界线向峰值移动，中点取得最大值 SP幅度减小
2）测量环境 A、当Cw>Cmf：负异常（淡水泥浆） B、当Cw<Cmf：正异常（咸水泥浆） C、当Cw=Cmf：无异常
Rmf<Rw,E>0 Rmf=Rw, E=0 自然电位测井失效了。
2 .岩性影响
砂泥岩剖面泥岩(纯泥岩)——基线纯砂岩——SSP(h>4d) 当储层Vsh 自然电位幅度△USP <SSP 靠近泥岩基线
3.温度影响
温度对离子运动，离子扩散速率有影响不同深度地层温度不同
Cw Cw RT u v Ed 2.3 lg K d lg F uv Cmf Cmf
3）基线及刻度
自然电位测井理论曲线
A、砂泥岩剖面——泥岩为基线，基线幅度与泥岩的纯度、地层水矿化度等有关。 B、自然电位刻度是相对刻度，没有绝对零点。
2
—
半幅点及半幅点法确定地层界面方法：半幅点：SP曲线基线与最大值的0.5倍处半幅点法确定地层界面方法：1~4步
+
0.5△USP a
3
h
4
b

测井自然电位信号的常见故障及其解决方案

测井自然电位信号的常见故障及其解决方案
一、故障一：自然电位信号波形显示不正常
1、故障原因：电位仪设备未及时校正，测量范围设置不当及探头内接触点接触不良等。

2、解决方案：首先，对电位仪应进行校正，以保证测量数值的准确性；其次，检查测量范围设置是否正确，并即时纠正；最后，检查探头接触点是否接触良好，及时清理和更换接触点。

1、故障原因：电位仪电源异常，测量地活动，误差大或传感器受到干扰等原因。

2、解决方案：首先，去检查电位仪电源是否正常；其次，检查测定地是否有活动，如有活动则尽快安排矫正；最后，要检查误差等各项参数是否符合要求，如果有误差，应立即进行补正，并加固传感器以免受到干扰。

1、故障原因：探头总长度变化，探头结构发生变化，传感器内部元器件老化及电位仪应答老化等。

2、解决方案：首先，关闭电位仪，检查探头总长度是否变化，如有变化，应重新安装及校准探头；其次，检查探头结构是否有变化，并及时安装更换；最后，检查传感器内部元器件是否老化，及电位仪应答是否老化，如有，应及时更换。

静自然电位测井方法探讨

石油仪器ＰＥＴＲｏＬＥＵＭＩＮＳＴＲＵＭＥＮＩＳ
２０１３年１０月
大，电阻Ｒ就越大；所以对于巨厚地层，Ｒ。ｄ、Ｒｈ趋于
无穷大，自然电流接近于零，所测自然电位接近于静
自然电位。
图３静自然电位测井原理框图
其工作的过程如下：自然电流。在井筒内流动时
会在Ｍ１、Ｍ２电极间产生电位差，如果在Ａ１和
３结束语
静自然电位不是自然存在的，是一种理想的状态。自然电位是在自然电流的流动回路中对静自然电位的重新分布；要测量静自然电位，必须采取人为条件阻止自然电流的流动，从而达到测量静自然电位的目的。本文对静自然电位测井方法的几种测量方法进行了分析探讨，有待在实践中检验。参考文献
自然电位的分辨率，采用了如图４的测量方法。
［４４］李大潜，蔡志杰，陈娓，等．自然电位测井数学模型与
求解方法ｆＪ】．测井技术，２０１２，３６（３）（收稿日期：２０１３－０４ — ０８编辑：姜婷）
该方法与方法一原理相同，不同的是上下Ｍ１、
Ｍ２、Ａ１、Ａ２是不相通的。假如上ＭＩ、Ｍ２之间的电
［１］《测井学》编写组．测井学【Ｍ】．北京：石油工业出版社，１９９８［２】张庚骥．电法测井［Ｍ］．东营：中国石油大学出版社，１９９６

自然电位测井的研究与应用

自然电位测井的研究与应用自然电位测井是常规电法测井方法之一，应用范围较广泛，主要用于砂泥岩剖面，是划分和评价储集层的重要方法之一。

文章从自然电位的成因入手，介绍了自然电位的原理，分析了自然电位曲线的特点，结合现场实际测井经验，阐述了影响自然电位测井的实际因数。

标签：电动势；自然电位；岩性；测井1 地层中自然电位的成因1.1 自然电位的理论分析裸眼井中由于泥浆和地层水的矿化度有所不同，地层压力和泥浆柱压力也有差异，会在井壁附近产生电化学过程，产生自然电动势。

（1）扩散电动势（Ed）的产生。

如果将两种不同浓度的NaCl溶液放在一个水槽的两端，中间用渗透性隔膜分离时，存在着使浓度达到平衡的自然趋势，即高浓度溶液中的离子受渗透压的作用要穿过渗透性隔膜迁移到低浓度溶液中去，迁移过程中因离子的迁移速率不同，造成溶液接触面两侧富集正负电荷，当接触面附近正、负离子迁移速度相同时，电荷富集停止，但离子还在扩散，达到一种动平衡，此时接触面附近的電动势会保持一定值，这个电动势叫扩散电动势。

（2）扩散吸附电动势（Eda）。

将两种不同浓度的NaCl溶液用泥岩隔膜分开，因为泥岩有一种特殊性质。

泥质颗粒基本由含有硅或铝的晶体组成，由于晶格中的硅或铝离子被低价的离子所取代，泥质颗粒表面带负电，为了达到电平衡，必须吸附阳离子，这样，就相当于泥岩具有渗透阳离子的能力，而阴离子不能通过，在渗透压的作用下，浓度高的溶液中阳离子会通过泥岩向浓度低的方向渗透，这样就会造成浓度大的一方富集了负电荷，浓度小的一方富集了正电荷。

该过程产生的电动势叫扩散吸附电动势。

1.2 测井过程中自然电动势成因分析在淡水泥浆钻井时，地层水矿化度小于泥浆滤液矿化度，在井筒内，砂岩段靠近井壁的地方负电荷富集，地层内靠近井壁的地方正电荷富集，导致井筒泥浆的电势低于地层电势，因而在砂岩段形成扩散电位；在泥岩段，在井筒内靠近井壁的地方正电荷富集，地层中负电荷富集，导致井筒泥浆的电势高于地层电势。

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

测井总结【范本模板】

一、自然电位测井（SP）1、概念1）自然电位测井：在钻井的过程中，钻井液(泥浆）（有不同类型：淡水泥浆和盐水泥浆、水基泥浆和油基泥浆）与钻穿的地层孔隙流体（地层水、石油、天然气)之间通过扩散－吸附作用（电化学作用）自然会产生一种电动势,测量这种电位差的测井方法就是SP测井。

2)自然电位曲线：将测量电极N放在地面,M电极用电缆送至井下，提升M电极沿井轴测量自然电位随井深的变化曲线成为自然电位曲线（即为SP曲线）2、1）自然电位场的产生：由于钻井液(泥浆）和孔隙流体(地层水、油、气）具有不同的矿化度，即含有的离子的浓度不同,井壁附近两种不同矿化度的溶液接触产生电化学作（扩散—-扩散吸附作用），产生电动势造成自然电场。

2)机理:扩散－扩散吸附作用（扩散电动势：渗透性隔膜-—砂岩；扩散吸附电动势：泥岩隔膜）3)井内自然电位产生的原因：①不同浓度的盐溶液相接触时的扩散和吸附作用；②盐溶液在岩石孔隙中的渗滤作用;③金属矿物的氧化还原作用等。

3、SP测井1）SP曲线的泥岩基线：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,称泥岩基线2）静自然电位:自然电位的总电动势，即自然电流回路断路时的电压SSP.3）自然电位的幅度：自然电流在井中泥浆柱上产生的电压降。

（大小取决于地层与泥浆的离子交换量，所以水层的幅度大于油层）。

测井上定义自然电位SSP：4）自然电位的幅度异常△Vsp ：自然电流在井中泥浆柱上产生的电压降.以泥岩为基线，渗透层偏移基线的幅度值.5）渗透层：相对于泥页岩基线,当Cw>Cmf，基线处于正电位,渗透性砂岩呈负异常.相反异常幅度与粘土含量成反比，Rmf/Rw成正比。

(Cw〈Cmf)则基线处于负电位，渗透性砂岩呈正异常。

6）半幅点：幅度变化的中点，a,b，对应厚地层一般对应于地层的界面。

4、影响因素：1）地层水和泥浆中含盐浓度比值；2）岩性：自然电位幅度随泥质的增加而降低；3）温度：T增加，K增加，Es增加,△Vsp增加4）泥浆和地层水的化学成分：当ri、rt增大，则I降低、△Vsp降低.所以在相同条件下，油层的△Vsp〈水层的△Vsp；5）地层电阻率的影响；6）地层厚度h的影响：h增大,则△Vsp增大并趋近于SSP；ΔVSP随厚度的减薄而减小,（薄层的△Vsp≪SSP）；7）井径和侵入带直径的影响：井径扩大使井的截面加大，自然电流在井内的电位降变小,ΔVSP降低；泥浆侵入相当于扩径影响。

地球物理测#自然电位测井

E d U (x m ) U (x w ) zz 2 v v u u z z v 2 v u u R F T ln C C m wf
Qv→∞时：
RT Kda 2.3 zF
显然，Ed、Eda都和绝对温度T成正比。
地球物理测井——自然电位测井SP
④泥浆和地层水的化学成分的影响
Cw Cmf
Cw＞Cmf砂泥岩剖面离子扩散路径和电荷分布如上图所示，浓度大的地层水中的离子有两种路径向浓度小的泥浆中扩散：
①—通过砂岩井壁直接向泥浆中扩散
②—通过砂岩围岩周围的泥岩向泥浆中扩散
地球物理测井——自然电位测井SP
1、纯砂岩的扩散电动势
如果砂岩为纯砂岩，不含泥质，地层水中的Na+和Cl-在渗透压力作用下，沿第一条路径扩散，且Na+移动速度较慢，Cl-较快，因此，低浓度的泥浆中 Cl-富集而带负电，高浓度的地层水中 Na+过剩带正电，在地层水和泥浆滤液的接触面两侧出现电位差。
地球物理测井——自然电位测井SP
自然电流回路等效电路
Rsh——泥岩等效电阻 Rsd——砂岩等效电阻 Rm——井筒内泥浆等效电阻
地球物理测井——自然电位测井SP
在井内砂岩和泥岩接触面附近的自然电位等效电路中， Ed与Eda是相互叠加的. 静自然电位在相当厚的砂岩和泥岩接触面处的自
然电位幅度基本上是产生自然电场的总电动势SSP，也称静自然电位.
地球物理测井——自然电位测井SP
2、自然电位曲线特点
自然电位（△VSP）是指自然电流在井中泥浆柱上产生的电压降。
Vs pIrm 1
Es rt rirsh
rm rm rm
测量SP时，地面电极N的VN≠0，导致SP曲线没有零刻度，用箭头上标的正负表示电位的相对高低，通常选择泥岩的自然电位

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；

自然电位、自然伽马测井基本原理

自然电位测井方法原理在早期的电阻率测井中发现：在供电电极不供电时，测量电极M在井内移动，仍可在井内测量到有关电位的变化。

这个电位是自然产生的，故称为自然电位。

使用图1所示电路，沿井提升M电极，地面仪器即可同时测出一条自然电位变化曲线。

自然电位曲线变化与岩性有密切关系，能以明显的异常显示出渗透性地层，这对于确定砂岩储集层具有重要意义。

自然电位测井方法简单，实用价值高，是划分岩性和研究储集层性质的基本方法之一。

图 1自然电位测井原理一、井内自然电位产生的原因井内自然电位产生的原因是复杂的，但对于油井，主要有以下两个原因：地层水的含盐量(矿化度)与泥浆的含盐量不同，地层压力和泥浆柱压力不同，在井壁附近产生了自然电动势，形成了自然电场。

1．扩散电动势(Ed)的产生如图2所示，在一个玻璃容器中，用一个渗透性的半透膜将其分隔开，两边分别装上浓度为Cl和C2(C1>C2)的NaCl溶液，并且在两边分别放人一只电极，此时表头指针发生偏转。

此现象可解释为：两种不同浓度的NaCl溶液接触时，存在着使浓度达到平衡的自然趋势，即高浓度溶液中的离子受渗透压的作用要穿过渗透性隔膜迁移到低浓度溶液中去，这一现象称为离子扩散。

在扩散过程中，由于Cl-的迁移率大于Na+的迁移率，扩散结果使低浓度溶液中的Cl-相对增多，形成负电荷聚集，高浓度溶图2扩散电动势产生示意图液中Na+相对增多，形成正电荷聚集。

这就在两种不同浓度的溶液间产生了电动势，所以可测到电位差。

离子在继续扩散，高浓度溶液中的Cl-，由于受高浓度溶液中正电荷的吸引和低浓度溶液中负电荷的排斥，其迁移速度减慢；而高浓度溶液中的Na+，由于受高浓度溶液中正电荷的排斥和低浓度溶液中负电荷的吸引，其迁移速度加快，这使得电荷聚集速度减慢。

当接触面附近的电荷聚集使正、负离子的迁移速度相等时，电荷聚集就停止了，但离子还在继续扩散，溶液达到了动平衡，此时电动势将保持一定值：这个电动势是由离子扩散作用产生的，故称为扩散电位(Ed)，也称扩散电动势，可用下式表示：EE dd=KK dd lg cc1cc2式中EE dd为扩散电位系数，mv；cc1，cc2为溶液盐类的浓度，g/L。

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。

自然电位测井

自然电位测井获取的是井内不同深度上的自然电位与地面上某一点的固定电位值之差。自然电位测井曲线图上用每厘米偏转所代表的毫伏数和正负方向来表示井内自然电位数值的相对高低，而无绝对的零线。
通常把自然电位曲线上对应厚层泥岩的自然电位值的连线当作基线，称为泥岩基线。某一地层的自然电位相对于泥岩基线发生偏离时，则称为自然电位异常；曲线偏向泥岩基线的左方为负异常，偏向泥岩基线的右方为正异常。
这一偏转方向，主要取决于井筒内泥浆滤液矿化度与地层水矿化度的相对大小。在一般情况下，测井时泥浆滤液矿化度必须小于地层水矿化度，因此自然电位显示为负异常。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越好、厚度越大，自然电位曲线负偏幅度越大。纯砂岩的自然电位负偏幅度最大。随着砂岩中泥质含量的增加或粒度减小或孔隙减少，自然电位曲线负偏幅度随之减小。因此，根据自然电位曲线负偏幅度变化，可以区分地层的岩石性质，定性判断砂岩的渗透性、旋回性、粒度等。自然电位测井。常用曲线的半幅点来进行分层。

自然电位

当CMF<CW即RMF>RW时为负异常，当CMF>CW即 RMF<RW时为正异常，当CMF与CW相近时无异常。当盐水泥浆钻井时，泥浆电阻率和地层水电阻率相差不多，井内自然电位几乎没变化，SP曲线平直，不能划分储层。因此，自然电位测井不能用于盐水泥浆，用于淡水泥浆最好。如图是西36-222井的综合曲线图,1270米以下地层水
泥岩基线
.
自然电位曲线的特点
在泥岩处自然电位曲线平直（基线），正对砂岩处为负异常（Rmf>Rw时）. 当地层较厚时在地层界面处自然电位异常值（相对基线）为异常幅度的一半，称为半幅点。若地层较薄，异常幅度减小，半幅点向界面外移动。根据上述特点可由自然电位负异常从泥岩中划分出渗透性砂岩，用曲线上的半幅点确定较厚地层的界面。
自然电位测井自然电位曲线的形成自然电位曲线的形成na井筒泥岩泥岩纯砂岩25mvcwcmf当泥岩厚度较大时测量电极离泥岩与砂岩界面较远时那里没有自然电流流动测量到的电位是电极极化电位一般非常小而且是稳定的决定于电极与泥浆的性质故自然电位是一段比较平直的曲线井内有了自然电流由上而下流动且井内各横截面的电流强度逐渐增加时他产生的电位降也增加界面上电流强度最大到地层界面电位降低最快过了界面电位降低又由快到慢当砂岩厚度较大时测量电极离泥岩与砂岩界面较远时那里没有自然电流流动故自然电位是一段比较平直的曲线产生原因
储集层自然电位异常的影响因素
❖储集层含油性和电阻率：含油气饱和度比较高的储集层，其电阻率比它完全含水时要高3-5倍以上，这使rt明显升高，使SP 略有减小。故在测井图上，油气层的SP略小于邻近的水层，而厚度较大的油水同层，当其向下Sw增加时，SP异常逐渐增大
储集层自然电位异常的影响因素

第三章自然电位测井

（4）吸附阳离子吸附层：紧贴岩石表面，不能移动扩散层：吸附层之外阳离子，可正常移动
（5）双电层是在岩石沉积、压实和成岩过程中形成的
砂岩：双电层外层的厚度非常小泥岩：表面负电荷多，双电层外层的厚度很大，能够移动的地层水在压实过程中排出去，水全是束缚水
2.阳离子交换双电层内的阳离子或其水合离子相互交换位置，或与双电层之外的阳离子及水合离子交换位置而移动（等电量交换），交换的难易程度取决于岩石表面对阳离子的静电引力。平衡离子：被吸附的正离子阳离子交换容量 Qv：每单位孔隙体积中平衡离子的毫克当量数(mmol/cm3)
交界面Ⅱ处的总电动势：
EII Ed Ed
注界
Ed
注
C注 Cw Cw Kd lg Kd lg Kd lg Cmf C注 Cmf
EII Kd (lg Cw lg Cmf lg Cw lg C注 lg C注 lg Cmf )＝0
交界面Ⅲ处的总电动势 C注 C注注注 EIII Ed Eda kd lg kda lg Cmf Cmf
mfzfrt负离子迁移率r气态常数t绝对温度z离子价f法拉第常数mf泥浆滤液浓度c地层水浓度zfrt扩散电动势系数溶质化学成分正离子迁移率l负离子迁移率l溶液的扩散电动势系数mvnaclna435cl655116kcl646cl65504cacl516cl655196mgcl450cl655225caso516so67979mgso450so679117caco516co60044常见离子迁移率及电解质溶液的kd值18时当溶液浓度较低时r01m电阻率与其浓度成线性反比上式可以写成
1.静自然电位（SSP）
C SSP E E K K lg C

三常用测井仪器介绍

GR技术指标：
–长度 6.7ft 2.041m –直径 3.63in 92.1mm –耐压 20 kpsi 137.9MPa –耐温 400℉ 204℃ –重量 120 lb 54.4kg –垂直分辨率 15 in. 381.0 mm
GR应用条件：
最小井眼
4.75in. 120.7mm
最大井眼
24 in. 609.6 mm
MLL质量控制
有时因极板接触不良，曲线上可看到间断的极低的电阻率读数。应该降低测速进行重复测量以改善数据质量；重复测井与主测井应重复较好（裂缝地层通常重复不好）。
1.3自然伽玛测井GR（Gamma Ray）
自然伽玛测井仪可测量地层的自然放射性。地层的自然放射性是由岩石中所含的钾、铀、钍等放射性元素引起的。这些放射性元素在地层中的聚集与地层沉积环境有密切关系。因此，测量地层的自然放射性可解决一些地质问题。它既可在裸眼井中测量，也可在套管井中测量，用于地质分层，估算泥质含量及深度校正等等。
GR优点和地质应用： 1. 用于曲线深度校正 2. 确定地层层序剖面，储层划分 3. 估算泥质含量 4. 井间对比，火山岩识别 5. 阳离子交换能力研究；
GR质量控制
自然伽玛仪器可居中或偏心；在目的层段应重复测60m，重复误差应在允许范围内；自然伽玛测井因受地层中运移流体所携带的铀元素沉淀或者岩盐的影响，而会作出地层不正确含泥质的指示。应将测量结果与岩屑样品作比较，若有异，则建议增加自然伽玛能谱测井 (测量钍、铀和钾元素)。
AC优点和地质应用：
– 1.确定地层孔隙度； – 2.识别气层； – 3.得到地层速度数据； – 4.做相关性对比； – 5. 与其它孔隙度曲线一起识别岩性； – 6.识别地层裂缝； – 7. 确定地层的力学参数，确定岩石

自然电位测井及应用

自然电位测井及应用一、自然电位的产生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。

二、自然电位的曲线特征由于泥岩（或页岩层）岩性稳定，在一个井段内邻近的泥岩自然电位测井曲线显示为一条电位不变的直线，将它作为自然电位的基线，这就是所谓的泥岩基线。

在渗透性砂岩地层处，自然电位曲线偏离泥岩基线。

在足够厚度的地层中，曲线达到固定的偏移程度，后者定为砂岩线。

自然电位曲线的异常幅度就是地层中点的自然电位与基线的差值。

渗透性地层的自然电位可以偏向泥岩基线的左边（负异常），或右边（正异常），它主要取决于地层水和泥浆滤液的对比矿化度，当地层水矿化度大于泥浆滤液矿化度时，自然电位显示为负异常。

当地层水矿化度小于泥浆滤液矿化度时，自然电位显示为正异常。

如果泥浆滤液的矿化度与地层水矿化度大致相等时，自然电位偏转幅度很小，曲线无显著异常。

综上所述，自然电位曲线具有如下特点：（1）当地层、泥浆是均匀的，上下围岩岩性相同时，自然电位曲线对地层中心对称；（2）在地层顶底界面处，自然电位变化最大，当地层较厚（大于四倍井径）时，可用曲线“半幅点”确定地层界面；（3）测量的自然电位幅度，为自然电流在井内产生的电位降，它永远小于自然电流回路总的电动势；（4）渗透性砂岩的自然电位，对泥岩基线而言，可向左（“负”）或向右（“正”）偏转，它主要取决于地层水和泥浆滤液的相对矿化度。

自然电位曲线的影响因素：A、地层温度的影响：同样的岩层，由于埋藏深度不同，其温度不同，也就造成K d（扩散电位系数）和K da（扩散吸附电位系数）值有差别，这就导致了同样岩性的岩层，由于埋藏深度不同，产生的自然电位曲线幅度有差异。

B、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值的影响：∆U sp主要取决于自然电场的总电动势SSP，而SSP的大小取决于岩性和C w，因此，在一定的范围内，C w和C mf差别大，造成自然C mf电场的电动势高，曲线变化明显。

测井名词解释（2）

测井名词解释（2）测井名词解释33．冲洗带(flushed zone)：冲洗带是泥浆侵入带的一个组成部分。

这一部分靠近井孔，在钻进过程中，地层中可流动的水全部被泥浆滤液所取代。

34．ssp静自然电位(static spontaneous potential ): 纯砂岩和泥岩交界面处的电化学总电势。

35．PSP—泥质砂岩的静自然电位（Static spontaneous potential of shalysands）：指泥质砂岩和泥岩的总电动势。

36．扩散现象(Diffusion phenomenon):离子在渗流压力的作用下，高浓度溶液的离子要穿过半透膜向的低浓度的溶液的现象。

37．自然电位（Natural potential）：是指自然电流在井中泥浆柱上产生的电压降。

38．侧向测井（Lateral logging）：根据同性电相斥的原理，在主电极的两端通以相同极性的屏蔽电流，使主电流垂直井轴而流入地层测量其电阻率。

39．微电阻率扫描测井（Micro resistivity image logging）：采用极板型微电极阵列装置通过扫描方式观测，获得井壁图像的一种方法。

40．声波时差（interval transit time；(slowness）：是指声波传播单位距离所需的时间，是速度的倒数。

41．泥质含量(shale content)：某一岩层中所含泥质占总体的百分比42．挖掘效应(excavation effect):天然气使孔隙度中含氢指数减少并对热中子的减速能力比淡水小，相当于挖掘了一定体积的骨架，生成了一个负的含氢指数附加值43．含氢指数(hydrogen index):单位体积岩石和纯水的含氢量之比。

44．井斜方位角(deviation azimuth)：定义为井斜方向在水平面的投影与正北方向的夹角（顺时针），变化范围0～36045．对比长度(correlation interval)：用来进行对比的曲线段长度叫对比长度或窗长。

静自然电位测井仪

高分辨率静自然电位测井仪（HRSSPT）前言静自然电位测井SSP是求取地层水电阻率Rw非常有效的测井方法，但由于目前的自然电位测井SP测量的并不是SSP，所以直接用SP资料求取地层水电阻率Rw会遇到许多问题。

新研制的高分辨率静自然电位测井仪可以直接测量SSP。

该仪器经过多口井的现场试验，所录取的资料达到了预期的设计目标，已能满足工程的需要。

一、自然电位SP测井原理自然电位SP测井测量的是自然电位随井深变化的曲线。

其原理测量线路如图1所示。

图1 裸眼井SP测量原理在井内放一个测量电极，地面放一个参考电极，将测量电极沿井筒移动时，即可测量出一条随深度变化的自然电位SP曲线。

二、井内自然电位产生的原因对于油井来说，井内自然电位产生的原因主要有两个：1．地层水矿化度Cw和钻井泥浆矿化度Cm的不同，引起离子的扩散作用和岩石颗粒对离子的吸附作用，产生扩散吸附电位；2．地层压力与泥浆柱压力不同时，在孔隙型地层会发生过滤作用，产生过滤电位。

实践证明，油井的自然电位主要是扩散吸附电位，只有在泥浆柱和地层间的压力差很大的情况下，才考虑过滤电位的影响。

扩散吸附电位产生的原理在油井中，扩散吸附电位产生的原理可用图2来说明。

参照图2，当地层被钻穿后：1.在砂岩孔隙性地层段，泥浆滤液和孔隙中的地层水直接接触。

由于在一般的情况下，泥浆的矿化度小于地层水的矿化度，并假定泥浆和地层水所含的盐类都为氯化钠NaCl，所以氯离子Cl－和钠离子Na+ 会从含有矿化度较高地层水的储集层一侧向矿化度低的井眼泥浆一侧进行扩散。

由于氯离子Cl－的迁移速率比钠离子Na+ 快，所以当扩散达到平衡时，在储集层内带正电荷的钠离子Na+含量会比带负电荷的氯离子Cl－多，产生正电位；而在井筒内带负电荷氯离子Cl－会比带正电荷的钠离子Na+多，产生负电位。

这样在井眼和储层之间形成负的扩散电位差Ej，Ej的大小与地层水的矿化度和泥浆的矿化度有关。

2.在泥岩地层段，由于泥岩所含的粘土矿物对带负电的氯离子Cl－有非常强的吸附能力，氯离子Cl－无法进行扩散迁移，只有带正电的钠离子Na+可以扩散迁移到井筒内，在井眼和泥岩层之间形成正的吸附电位差Em，Em的大小与泥岩地层水的矿化度和泥浆的矿化度有关。