辨析异常自然电位曲线分析
主要测井曲线及其含义
主要测井曲线及其含义一、自然电位测井：测量在地层电化学作用下产生的电位。
自然电位极性的“正”、“负”以及幅度的大小与泥浆滤液电阻率Rmf和地层水电阻率Rw的关系一致。
Rmf≈Rw时，SP几乎是平直的； Rmf＞Rw时SP为负异常；Rmf＜Rw时，SP在渗透层表现为正异常。
自然电位测井SP曲线的应用：①划分渗透性地层。
②判断岩性，进行地层对比。
③估计泥质含量。
④确定地层水电阻率。
⑤判断水淹层。
⑥沉积相研究。
自然电位正异常Rmf＜Rw时，SP出现正异常。
淡水层Rw很大（浅部地层）咸水泥浆（相对与地层水电阻率而言）自然电位曲线与自然伽马、微电极曲线具有较好的对应性。
自然电位曲线在水淹层出现基线偏移二、普通视电阻率测井（R4、R2.5）普通视电阻率测井是研究各种介质中的电场分布的一种测井方法。
测量时先给介质通入电流造成人工电场，这个场的分布特点决定于周围介质的电阻率，因此，只要测出各种介质中的电场分布特点就可确定介质的电阻率。
视电阻率曲线的应用：①划分岩性剖面。
②求岩层的真电阻率。
③求岩层孔隙度。
④深度校正。
⑤地层对比。
电极系测井：2.5米底部梯度电阻率进套管时有一屏蔽尖，它对应套管鞋深度；若套管下的较深，在测井图上可能无屏蔽尖，这时可用曲线回零时的半幅点向上推一个电极距的长度即可。
底部梯度电极系分层：顶：低点；底：高值。
三、微电极测井（ML）微电极测井是一种微电阻率测井方法。
其纵向分辨能力强，可直观地判断渗透层。
主要应用：①划分岩性剖面。
②确定岩层界面。
③确定含油砂岩的有效厚度。
④确定大井径井段。
⑤确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度hmc。
微电极确定油层有效厚度微电极曲线应能反映出岩性变化，在淡水泥浆、井径规则的条件下，对于砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩，微电极曲线的幅度及幅度差，应逐渐减小。
四、双感应测井感应测井是利用电磁感应原理测量介质电导率的一种测井方法，感应测井得到一条介质电导率随井深变化的曲线就是感应测井曲线。
榆树地震台自然电位差异常分析
科学技术创新2019.28榆树地震台自然电位差异常分析李宁1张晖1赵卫星1康建红2王卓识1（1、长春市榆树地震监测台，吉林长春1304002、吉林省地震局，吉林长春130117）地电阻率是地震前兆观测手段之一。
近半个世纪以来，地电阻率法在地震异常研究中得到广泛应用，多次大地震、中等地震前记录到了地电阻率异常变化[1~6]，榆树台地电阻率自1993年投入观测以来，也记录到多次较为明显的异常，如1999年汪清7.0深震前，地电阻率月均值曲线显示出震前持续２年尺度的中期下降异常，2006年乾安-前郭5.0浅源地震前，地电阻率变化速率大于异常指标、地电阻率各向异性度曲线则出现破年变变化等[7]。
但是，作为与地电阻率同步观测的自然电位差，其震前异常研究则较少。
2017年7月23日，吉林省松原市宁江区发生Ms4.9地震，震源深度12千米，震中宁江区震感强烈，有明显地声现象；白城、松原、长春，榆树市区及部分乡镇震感明显。
此次地震灾区最高烈度为Ⅵ度，部分老旧房屋出现破坏受损现象。
榆树台距离此次震中150km，经比对分析，认为自然电位差在震前存在明显的短临异常。
1台站概况在构造上，榆树台处于松辽中新生代坳陷东部隆起带边缘，四平──长春断裂带、伊通──舒兰断裂带两个深大断裂带北延部分的中间地带，位于第二松花江断裂东南侧（图1）。
地电阻率最早观测于1993年，现在观测仪器为ZD8BI。
按照中国地震背景场探测项目的整体部署和要求，榆树台于2013年完成背景场项目暨地电阻率、地电场改（扩）建项目各1个，新建成的背景场项目与原来观测的地电场、地电阻率并址观测，于2013年10月产出数据，并于2014年1月正式运行，使用仪器为ZD8M。
因2套地电仪同场观测，为避免相互影响，ZD8M地电仪较正常时间延迟18分钟观测。
为便于区分，我们将ZD8BI称为原系统，将ZD8M称为背景场。
榆树台原系统、背景场装置系统符合DB/T18.1－2006关于台站建设的技术要求[8]。
SDZ3000快速测井平台自然电位曲线干扰的原因及改进方法
SDZ3000快速测井平台自然电位曲线干扰的原因及改进方法【摘要】SDZ3000快速测井平台是一种高集成、高可靠、高时效的组合测井系统。
自然电位曲线在SDZ3000快速平台测井过程中经常会出现干扰现象，导致曲线失真，无法正确有效对地层进行判断。
本文介绍了SDZ3000快速测井平台中自然电位形成干扰的几种原因，并提出了改进的方法。
【关键词】SDZ3000快速测井平台；干扰；改进0.引言在自然电位测井过程中有许多与地层自然电位无关的影响因素。
由于这些因素的影响使自然电位曲线不能真实的反映地下地层的情况，如不能正确的判别和消除，就会降低应用自然电位曲线的效果，严重时将无法进行正常测井。
只有快速判断干扰源，去除干扰，才能更快更好的取得优秀的地层资料。
1.SDZ3000快速测井平台自然电位信号异常的分析及排除在SDZ3000快速测井平台中自然电位测井过程中，发现有许多与地层自然电位无关的因素影响自然电位曲线的形状，导致自然电位曲线失真，不能反映地层的真实情况，给处理和解释带来错误结果。
自然电位曲线产生干扰或漂移可从以下几方面查找问题所在：1．1工业迷散电流干扰自然电位曲线应平滑无毛刺，工业迷散电流引起的自然电位干扰在自然电位曲线上表现为有大小不等的不规则锯齿状变化（如图1所示），其原因是井场漏电，如直流发电机、电焊机等电力设备在工作时的漏电使自然电位的地面N电极电位无规则变化，造成测量M电极与N电极间电位干扰，从而出现锯齿状曲线。
消除或减小这种干扰的措施有：1.1.1暂停井场附近电力设备工作或远电极的摆放一定要远离干扰源，比如高压线、发电机等。
1.1.2检查电缆和电极通断绝缘是否良好，检查地面仪器及车辆是否漏电。
图1 工业迷散电流SP锯齿干扰1.2绞车磁化干扰图2绞车磁化SP干扰图3绞车磁化SP干扰绞车磁化引起的自然电位干扰在自然电位曲线上表现为周期性的正弦波变化（如图2，图3所示），而且变化频率随滚筒转速快慢而变化。
530测井常见问题分析
530常见问题1、自然电位曲线的干扰和影响因素1)电极电位干扰：金属电极在盐水泥浆中，溶解金属使得电极与泥浆之间产生电位差。
并随井深、温度的升高而增大，因此SP曲线的基线向正的方向偏移。
2)电泳电位干扰：即泥浆的稳定性不好，而且静止时间过长，泥浆中带负电荷的粘土颗粒就会沉淀，造成电位随深度的增加而降低。
自然电位曲线基线向负方向偏移。
3)重锤电蚀干扰：测井用的加重，铅锤是用钢筋外浇铸铅制成。
因为铁和铅的化学活动性不同，在泥浆中形成的电极电位不同，这就相当于两个直流的供电电极。
使得SP曲线跟着2m底部梯度曲线走（高阻地层迭加的电蚀电位较大）。
4)工业迷散电流干扰：井场附近大型电力装置在工作，如直流发电机、直流电焊机等的漏电，使N电极的电位作无规则的变化。
SP曲线抖动严重。
5)绞车磁化干扰：如滚筒磁化，当电缆运行时，滚筒转动如同切割磁力线产生感应电动势，电动势进入测量线路，使SP曲线发生异常变化（有规则的摆动）。
6)下井电流（矩形波电流）干扰：当视电阻率曲线与SP曲线并测时，供电频率选用不当，造成SP曲线抖动；特别是在高电阻地层更为明显。
7)缆皮电位的影响：由于缆皮与大地接触不良，造成缆皮电位不稳定而影响SP曲线基线不稳定。
8)地面N电极的影响：当N电极材料选择不当时，容易产生极化电位；或者由于地点选择不当，受干扰因素多而造成SP曲线无法正常测量。
2、磁记号的干扰：电缆磁化、磁记号接收器的绝缘性差或接触不良而造成磁记号基线不稳定。
3、双侧向曲线常出现的问题1) RLLD曲线值低于10ΩM时，常出现不附合地层的曲线抖动或摆动，这种情况的出现，表明井下仪器有问题，排除的办法就是更换下井仪器。
2) RLLD 曲线值在泥岩段低于RLLS曲线值3) 曲线出现双轨：曲线双轨指的是深浅两条曲线的测量值差异始终是一个固定值；4) 双侧向曲线深、浅差异不正常。
如：加长电极、屏敝电极长度不够，造成深、浅电流达不到探测要求，使曲线不能够真实地反映地层。
自然电位判断
实例一：油层： 图1中1、2号小层均是油层：微电极曲线幅度差均匀,说明渗透性变异 不大，地层中点是自然电位曲线的最大值，以中点为轴线对称分布， 而感应曲线呈明显的低电导(高电阻)，底部无下滑。4米电阻率曲呈现 高阻特征。
应用自然测井电位 判断油水层
23118
主要用途：储层
分层地层对比；划
分水淹层；相对
34
地判断油水层。
自然电位曲线应用
划分渗透层（砂泥岩剖面）
•Rw<Rmf，以泥岩为基线，渗 透层出现负异常，岩性越纯， 负异常幅度越大 •含泥质砂岩层，负异常幅度 较低，随泥质含量增多，异常 幅度下降； •含水砂岩的异常幅度比含油 砂岩的要高。 •用“半幅点”法确定渗透层 的上、下界面位置。（地层厚 度越厚，精度越高）
图6 高水淹层测井图
图7显示该层微电极曲线幅度差偏高，并且呈锯齿状，说明灰质影响；而感 应曲线幅度差较高，但明显下滑，分析底部水淹严重，与微电极曲线对比，顶 部高值主要受灰质影响；4米电阻率较高，但分析主要由于灰质影响，该层水 淹程度较高。
微电极
4米电阻
感应电导
自然电位
图7 高水淹层测井图
实例六：中水淹层： 图8显示微电极曲线幅度差均匀,说明岩性变化部明显；由于底部水淹，自然电位 曲线底部幅度差较顶部大；而感应曲线呈明显的低电导，但底部明显下滑，4米 电阻率较弱水淹层低
22n22井测井曲线
生物灰岩：微电极分开，有正差异，自然电位
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
高电阻率地层自然电位异常分析与对策
・研究与探讨・高电阻率地层自然电位异常分析与对策吉双文(胜利油田地质录井公司)吉双文.高电阻率地层自然电位异常分析与对策.录井工程,2007,18(2):46～49摘 要 针对胜利油田部分井在东营组、沙一段、沙三段和沙四段等高电阻率地层中出现明显自然电位异常,造成岩电不统一与解释失误的情况,结合现场实例对高电阻率地层自然电位异常进行了分析。
结果表明,高电阻率地层的自然电位异常不能同砂岩渗透性地层那样利用曲线半幅点确定地层顶底界面,其形成的自然电位异常相对于渗透性地层的异常来说是一种“非正规异常”。
为此提出了高电阻率地层的综合解释方法应考虑复查落实岩性、分析测井曲线、确定分层界线和评价储集层4个解释对策,指出评价高电阻率地层的储集性时,必须结合岩性、其他测井曲线以及分析化验资料综合分析才能作出合理评价。
关键词 高电阻率地层 自然电位 录井 解释评价 油页岩 灰岩0 引 言胜利油田部分井在东营组、沙一段、沙三段和沙四段等高电阻率地层中多次出现明显自然电位异常。
通常认为高电阻率和自然电位明显异常是油气层的特征,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,从而给油气层综合解释带来了困难。
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,以期提高地质录井技术随钻综合解释的符合率,发挥地质录井技术的优势。
本文结合电测理论分析,对胜利油田出现的几个电测异常实例以及录井现场解释对策作一介绍。
1 电测异常实例1.1 东营组底部灰质砂岩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。
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,声波时差较小与较大间互,较大声波时差与微电极较小值对应(图1)。
自然电位
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
自然电位曲线在测井施工中所受影响因素分析
测量井段几乎没有太大幅度变化，在某些渗透层甚至出现了正幅
水淹层在自然电位曲线上显示特点较多，这是由于注入水的矿 度。在整个测井过程中无任何异常，经检测，该井的泥浆电阻率明显
化度与油田水的矿化度不同造成的。根据每个地区的实际情况进行 偏低，大约在 ０．３Ω．ｍ，远低于自然电位正常测量所要求的 ０．５Ω．ｍ。
然电位。 １．２ 自然电位的测量原理
图 １ 自然电位漂移
图 ２ 自然电位幅度减小过快
在上述诸多原因的作用下，泥岩层的自然定位为“正”，砂岩层
的自然电位为“负”。如果以泥岩的自然定位为基线，则砂岩的自然
电位向负偏，且砂岩的渗透性越好，其自然电位相对泥岩越“负”。由
于油、气、水都是储藏在孔隙性好、渗透性好的砂岩中，因此用自然
１．１ 自然电位的成因
在油气井中，砂岩地层孔隙中通常饱含盐水，其氯化钠浓度常
常高于井内钻井液的盐浓度，因此，在正对砂岩地层处，井壁钻井液
一侧呈现负电荷，而砂岩地层呈现正电荷。由于离子扩散而引起电
位差是产生自然电位的一种原因，由于吸附、压差、氧化还原等原因
也会引起自然电位。在石油勘探测井中，主要是扩散、吸附产生的自
关键词：测井施工；自然电位；干扰因素；原因分析
自然电位测井是沿井身测量岩层或矿体在天然条件下产生的
电场电位变化的一种测井方法。井下复杂的地质环境和井场有限的
条件都会直接或间接影响自然电位的测量，使其不能正确的表现出
井下的自然电场变化。举例分析其产生原因，并以此提出一些简单、
实用的解决方法。
１ 自然电位的成因及测井原理
有相当多的正离子向压力低的一方聚集，因此压力高的带负电而压
分析原因，估计是加热管电线漏电所致，加热管可能承载较高 力低的带正电。为了保护油层，在一些地方采用了近平衡或欠平衡
自然电位曲线异常原因分析
影响。从薄膜电位的形成机理可知，砂岩中泥质含量越多，自然电位幅度越小。 通过自然电位影响因素分析，我们就不难理解目前一些薄而且具有较高的泥质含量的渗 透层出现自然电位平直的现象比厚而纯的砂岩要多一些。
２对分析结论的试验验证
２００１年上半年发现自然电位出现异常现象后，在理论分析的同时，进行了现场试验。
２０００年
＼＼
地区
密度
ｇ／ｃｒｆｉ３
电阻率
ｎ・ｍ
７．２ ４．６ ３．５ ３．８
密度
ｇ／ｅｒａ３
１．２８ １．７０ １．５４ １．４７
电阻率
Ｑ・ｍ
５．７ ４．５ ４．１ ４．２
粘度
Ｓ
时间～———途
１．２５ １．７５ １．６１
３２ ５０
３８ ５０
５８ ５２
５５
５５
２００１年
１．４３
最初泥浆矿化度为１０００Ｘ １０＿６左右，目前已提高到２５００×１０“左右，对于厚层纯砂岩，
首先对测井仪器进行检查。做了１０套测井系统仪器的自然电位一致性试验。结果确认仪器 一致性很好。同时把点电极换成环电极试验，差别也非常小。这就可以排除测井仪器的影响 因素。 南３—２０—４３５井，自然电位基线在８００ｍ处出现偏移现象，发现问题后加测了流体电 阻率曲线。从中可以发现在自然电位偏移处，流体电阻率曲线也发生了明显变化。 杏４—４２一Ｐ４３井，于１１３７．４～１１４０ｍ储层处，出现正自然电位幅度，加测的流体曲线
参考文献
［１］张庚骥主编．电法测井．北京：石油工业出版社，１９８６ ［２］张守谦，李占咸．石油地球物理测井．北京：石油工业出版社，１９８１ ［３］雍世和，洪有密．测井资料综合解释与数字处理。北京：石油工业出版社，１９８２
自然电位曲线异常原因分析
自然电位异常通常可以体现在两个方面，一方面是渗透层自然电位没有幅度差，或有正自然电位幅度；另一方面自然电位基线有偏移现象出现。
对自然电位曲线发生异常的原因进行查明，这对油田开发有重要作用。
1 扩散电位产生机理在油田开发中，储层出现的扩散电位通常是因为泥浆滤液矿化度与地层水矿化度之间有一定差异而导致的。
在钻穿地层之后，泥浆滤液直接与地层孔隙水发生接触，因两者之间的矿化度存在差异，因此出现了粒子扩散效果。
在淡水泥浆条件下，地层水矿化度一般要大于泥浆滤液矿化度，因此扩散之后则呈现出地层水内正电荷增加的现象，而泥浆中负电荷增加。
测井对油田储层扩散电位的测定则为负异常幅度。
异常幅度大小可以用以下公式进行计算：E d=（C w/C mf）*K d lg（E d代表扩散电位系数；K d取值为-11.6mV；C w代表地层水矿化度；C mf代表泥浆滤液矿化度）。
由于油田开发过程中注水，而且注水矿化度明显比原状地层水矿化度低，当注入水淹没油层之后，则会降低地层水矿化度，原状地层水矿化度介于7000~8000mg/L，而当前这一值降低至2300~4500mg/L。
近些年，泥浆矿化度发生改变，从以往的1000mg/L逐渐提升至现在的2500mg/ L；针对厚层纯砂岩来说，如果假设泥浆滤液与地层水为NaCl溶液，则其地层水矿化度可以达到3000mg/L，而通过上述公式可以对油田储层开发初期的扩散电位进行计算，结果应为10.2mV，而现阶段这部分扩散电位的计算结果显示为0.9mV，说明扩散电位显著降低。
2 薄膜电位产生机理薄膜电位的出现主要是因为晶格中低价离子取代了铝离子或硅离子，使得泥质颗粒表面产生负电。
为使此种情况恢复至平衡状态，则需要对正离子进行吸附，被吸附离子因此被称之为平衡离子。
如果在有水条件下，因外电场影响平衡离子会发生移动，但在泥质孔隙中，由于孔隙壁带有一定的负电，加上存在平衡离子，使得溶液带有一定正电。
如果溶液中正离子数比负离子数多，则会出现浓度低和浓度高者分别带有正电、负电的扩散结果，对于这一过程中出现电位差则被称为薄膜电位。
主要测井曲线特点
自然电位测井：测量在地层电化学作用下产生的电位。
自然电位极性的“正”、“负”以及幅度的大小与泥浆滤液电阻率Rmf和地层水电阻率Rw 的关系一致。
Rmf≈Rw时，SP几乎是平直的；Rmf＞Rw时SP为负异常；Rmf＜Rw时，SP在渗透层表现为正异常。
自然电位测井SP曲线的应用：①划分渗透性地层。
②判断岩性，进行地层对比。
③估计泥质含量。
④确定地层水电阻率。
⑤判断水淹层。
⑥沉积相研究。
自然电位正异常Rmf＜Rw时，SP出现正异常。
淡水层Rw很大（浅部地层）咸水泥浆（相对与地层水电阻率而言）自然电位测井自然电位曲线与自然伽马、微电极曲线具有较好的对应性。
自然电位曲线在水淹层出现基线偏移普通视电阻率测井（R4、R2.5）普通视电阻率测井是研究各种介质中的电场分布的一种测井方法。
测量时先给介质通入电流造成人工电场，这个场的分布特点决定于周围介质的电阻率，因此，只要测出各种介质中的电场分布特点就可确定介质的电阻率。
视电阻率曲线的应用：①划分岩性剖面。
②求岩层的真电阻率。
③求岩层孔隙度。
④深度校正。
⑤地层对比。
电极系测井2.5米底部梯度电阻率进套管时有一屏蔽尖，它对应套管鞋深度；若套管下的较深，在测井图上可能无屏蔽尖，这时可用曲线回零时的半幅点向上推一个电极距的长度即可。
底部梯度电极系分层：顶：低点；底：高值。
微电极测井（ML）微电极测井是一种微电阻率测井方法。
其纵向分辨能力强，可直观地判断渗透层。
主要应用：①划分岩性剖面。
②确定岩层界面。
③确定含油砂岩的有效厚度。
④确定大井径井段。
⑤确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度hmc。
微电极确定油层有效厚度微电极测井微电极曲线应能反映出岩性变化，在淡水泥浆、井径规则的条件下，对于砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩，微电极曲线的幅度及幅度差，应逐渐减小。
双感应测井感应测井是利用电磁感应原理测量介质电导率的一种测井方法，感应测井得到一条介质电导率随井深变化的曲线就是感应测井曲线。
自然电位曲线的应用
自然电位曲线的应用
一、划分渗透层：
在砂岩渗透层处，SP曲线出现负（正）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，随泥质含量的增加异常幅度减小。
一般，含水砂岩的自然电位异常幅度大于含油砂岩的ΔUsp。
二、估计泥质含量Vsh:
泥质是指砂岩中的细分砂和湿粘土的混合物。
方法：图版和经验公式
层状泥质与砂岩层的电阻率差别不大时，地层的泥质含量可用以下公式估算：Vsh=1–PSP/SSP
式中，PSP为含泥质砂岩的自然电位幅度；
SSP为本地区含水纯砂岩的静自然电位。
三、确定地层水电阻率Rw：
资料：选择剖面中较厚的饱含水的纯砂岩层，由泥浆资料确定泥浆滤液电阻率Rmf
条件：地层水和泥浆矿化度较低
当溶液矿化度较高时，
当溶液矿化度较高时，引入“等效电阻率”的概念，即不论溶液矿化度范围，溶液的等效电阻率与矿化度总保持线性关系，则上式改为：
式中，Rmfe、Rwe分别为泥浆滤液和地层水的等效电阻率。
利用上式求出的是Rwe，然后再用图版求出Rw。
4.判断水淹层：
水淹层：对注水开发的油田，若某一储层发现注入水，则称该层为水淹层。
油层顶部或底部水淹的水淹层的特征：SP曲线的泥岩基线在该层上部或下部发生偏移。
基线偏移原因：注入水矿化度介于地层水和泥浆滤液的矿化度之间。
基线偏移值ΔEsp的大小计算公式可推出：
ΔEsp=Klg(Cw/Cw注）。
主要测井曲线及其含义
主要测井曲线及其含义一、自然电位测井：测量在地层电化学作用下产生的电位。
自然电位极性的“正”、“负”以及幅度的大小与泥浆滤液电阻率Rmf和地层水电阻率Rw的关系一致。
Rmf≈Rw时，SP几乎是平直的； Rmf＞Rw时SP为负异常；Rmf＜Rw时，SP在渗透层表现为正异常。
自然电位测井SP曲线的应用：①划分渗透性地层。
②判断岩性，进行地层对比。
③估计泥质含量。
④确定地层水电阻率。
⑤判断水淹层。
⑥沉积相研究。
自然电位正异常Rmf＜Rw时，SP出现正异常。
淡水层Rw很大（浅部地层）咸水泥浆（相对与地层水电阻率而言）自然电位测井自然电位曲线与自然伽马、微电极曲线具有较好的对应性。
自然电位曲线在水淹层出现基线偏移二、普通视电阻率测井（R4、R2.5）普通视电阻率测井是研究各种介质中的电场分布的一种测井方法。
测量时先给介质通入电流造成人工电场，这个场的分布特点决定于周围介质的电阻率，因此，只要测出各种介质中的电场分布特点就可确定介质的电阻率。
视电阻率曲线的应用：①划分岩性剖面。
②求岩层的真电阻率。
③求岩层孔隙度。
④深度校正。
⑤地层对比。
电极系测井2.5米底部梯度电阻率进套管时有一屏蔽尖，它对应套管鞋深度；若套管下的较深，在测井图上可能无屏蔽尖，这时可用曲线回零时的半幅点向上推一个电极距的长度即可。
底部梯度电极系分层：顶：低点；底：高值。
三、微电极测井（ML）微电极测井是一种微电阻率测井方法。
其纵向分辨能力强，可直观地判断渗透层。
主要应用：①划分岩性剖面。
②确定岩层界面。
③确定含油砂岩的有效厚度。
④确定大井径井段。
⑤确定冲洗带电阻率Rxo及泥饼厚度hmc。
微电极确定油层有效厚度微电极测井微电极曲线应能反映出岩性变化，在淡水泥浆、井径规则的条件下，对于砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩，微电极曲线的幅度及幅度差，应逐渐减小。
四、双感应测井感应测井是利用电磁感应原理测量介质电导率的一种测井方法，感应测井得到一条介质电导率随井深变化的曲线就是感应测井曲线。
自然电位测井曲线的形状
第二节 自然电位测井曲线的形状在井钻穿地层的过程中，地层与钻井液相接触，产生扩散吸附作用，在钻井液与地层接 触面上产生自然电位。
下面分析夹在厚层泥岩中的砂岩自然电位曲线的形状。
一、井内自然电场的分布若砂岩的地层水矿化度为C 2,泥岩的地层水矿化度为C 1，钻井液的矿化度为C mf,，设C 1> C 2>C mf ，井内自然电位的分布如图1-4所示。
在砂岩和钻井液的接触面上，由于扩散作用产生扩散电动势E d 为：C C K E mf d d 2lg= (1-6) 在泥岩和钻井液的接触面上，由于扩散吸附作用产生的扩散吸附电动势E da : C C K E mfda da 1lg = (1-7)在泥岩和砂岩的接触面上，由于扩散吸附作用，产生的扩散吸附电动势E da :C C K E da da 21lg = (1-8) 在井与砂岩、泥岩的接触面上，自然电流回路的总自然电动势Es ，是每个接触面上自然电动势的代数和。
E s =C C K mf d 2lg +C C K mf da 1lg －C C K da 21lg =C C K mf d 2lg +K da (CC mf 1lg －C C 21lg ) 图1-4砂泥岩交界面处自然电场的分布 =C C K mf d 2lg+ K da C C mf 2lg =(K d + K da) C C mf 2lg =K C C mf2lg(1-9) 式中 K=(K d +K da )——自然电位系数。
对于纯砂岩和泥岩地层，其地层水和钻井液滤液的盐类为氯化钠，在25℃时，K d = -11.6mV,K da =59.1 mV ,K d -K da = -70.7 mV,令K= -( K d -K da )=70.7 mV 代人式(1-9)， E S =C C mf2lg 7.70 （1-10）在溶液的浓度不很大时，可以认为电阻率与浓度成反比。
则式(1-10)可写成：R R E mfS 2lg 7.70 （1-11）式中 R mf ——钻井液滤液电阻率；R 2——砂岩地层水电阻率，以下用R w 表示。
石油知识：测井曲线划分油、气、水层
油、气、水层在测井曲线上显示不同的特征：(1)油层：声波时差值中等，曲线平缓呈平台状。
自然电位曲线显示正异常或负异常，随泥质含量的增加异常幅度变小。
微电极曲线幅度中等，具有明显的正幅度差，并随渗透性变差幅度差减小。
长、短电极视电阻率曲线均为高阻特征。
感应曲线呈明显的低电导(高电阻)。
井径常小于钻头直径。
(2)气层：在自然电位、微电极、井径、视电阻率曲线及感应电导曲线上气层特征与油层相同，所不同的是在声波时差曲线上明显数值增大或周波跳跃现象，中子、伽玛曲线幅度比油层高。
(3)油水同层：在声波时差、微电极、井径曲线上，油水同层与油层相同，不同的是自然电位曲线比油层大一点，而视电阻率曲线比油层小一点，感应电导率比油层大一点。
(4)水层：自然电位曲线显示正异常或负异常，且异常幅度值比油层大；微电极曲线幅度中等，有明显的正幅度差，但与油层相比幅度相对降低；短电极视电阻率曲线幅度较高而长电极视电阻率曲线幅度较低，感应曲线显示高电导值，声波时差数值中等，呈平台状，井径常小于钻头直径。
2、定性判断油、气、水层油气水层的定性解释主要是采用比较的方法来区别它们。
在定性解释过程中，主要采用以下几种比较方法：(1)纵向电阻比较法：在水性相同的井段内，把各渗透层的电阻率与纯水层比较，在岩性、物性相近的条件下，油气层的电阻率较高。
一般油气层的电阻率是水层的3倍以上。
纯水层一般应典型可靠，一般典型水层应该厚度较大，物性好，岩性纯，具有明显的水层特征，而且在录井中无油气显示。
(2)径向电阻率比较法：若地层水矿化度比泥浆矿化度高，泥浆滤液侵入地层时，油层形成减阻侵入剖面，水层形成增阻侵入剖面。
在这种条件下比较探测不同的电阻率曲线，分析电阻率径向变化特征，可判断油、气、水层。
一般深探测电阻率大于浅探测电阻率的岩层为油层，反之则为水层，有时油层也会出现深探测电阻率小于浅探测电阻率的现象，但没有水层差别那样大。
(3)邻井曲线对比法：将目的层段的测井曲线作小层对比，从中分析含油性的变化。
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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。
• 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。
自然电位曲线形状与地层关系示意图：
Fresh Water
Salt Water
120 100
80 60 40 20
0 一月
二月
三月
亚洲区 欧洲区 北美区
四月
Salt Water
Salt Water
Shale Clean SS Shale Clean SS Shale Clean SS Shale
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。
• 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。
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 。
• 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
• 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 。
质含量为：
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：
• 3、确定地层水的电阻率Rw
• 对低矿化度的地层水和泥浆滤液：
SSP K lg Rmf Rw
Rw
当溶液的矿化度较高时，用“等效电阻率”：
SSP
K
lg
Rmfe Rwe
Rmfe
图版 Rw
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：
• 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。
• 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
• 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。
• 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 线在该层的上部（顶
Esp
K lg
Cw C注
K lg
R注 Rw
部水淹）或下部（底 R注、C注 分别为注入水的电阻率和矿化度 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：
• 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 。
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———
层状泥质与砂岩形成
Qsh
1
PSP 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
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。