自然电位基线会偏移

合集下载

水平井硬电极测自然电位异常(漂移)的分析与解决

水平井硬电极测自然电位异常(漂移)的分析与解决郭凯;杨文强;刘烙;黄俊;王化伟【摘要】自然电位测井是最早实现的常规测井项目之一,直到现在,自然电位测井曲线在油气勘探中仍然起着重要的作用.测井采集时发现HH2530仪器硬电极测自然电位一直以来存在着曲线正负漂移严重,基线不稳,曲线不分层,干扰大等重要问题,严重影响了测井曲线的质量评价,降低了解释符合率.因此通过对水平井硬电极测自然电位异常(漂移)问题解决,提高了HH2530水平井硬电极测自然电位曲线优等率,测井一次成功率提高到了98％.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2015(000)021【总页数】3页(P91-93)【关键词】水平井;自然电位;硬电极;测井曲线【作者】郭凯;杨文强;刘烙;黄俊;王化伟【作者单位】中国石化河南石油工程有限公司测井公司,河南南阳473132;中国石化河南石油工程有限公司测井公司,河南南阳473132;中国石化河南石油工程有限公司测井公司,河南南阳473132;中国石化河南石油工程有限公司测井公司,河南南阳473132;中国石化河南石油工程有限公司测井公司,河南南阳473132【正文语种】中文【中图分类】P631自然电位测井曲线在油气勘探中仍然起着重要的作用。

自然电位由以下几个部分组成：扩散电位、吸附电位和流动电势。

以上三种电位中，扩散电位和吸附电位都与浓度差有关。

扩散电位是由于地层水含盐浓度与钻井液含盐浓度不同引起离子的扩散作用而形成的。

吸附电位则是岩石老叟对离子的吸附作用形成，扩散电位和吸附电位都与尝试差有关，有时称这两种电位之和为电化学电位或扩散吸附电位。

地层压力与钻井液压力不同时，在地层孔隙中产生的过滤作用形成流动电势。

而通常在分析自然电位测井曲线时忽略流动电势，油井的自然电位主要由扩散吸附作用产生。

流动电势强度与压差有关。

扩散吸附电位和流动电势都是与地层的双层结构有关的现象［1］。

HH2530仪器硬电极测自然电位一直以来存在着曲线正负漂移严重，基线不稳，曲线不分层，干扰大等问题，严重影响了测井曲线的质量评价，降低了解释符合率。

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。

地球物理测井复习题答案

1、简述扩散电动势形成的机理答：在扩散过程中，各种离子的迁移速度不同，如氯离子迁移速度大于钠离子（后者多带水分子），这样在低浓度溶液一方富集氯离子（负电荷），高浓度溶液富集钠离子（正电荷），形成一个静电场，电场的形成反过来影响离子的迁移速度，最后达到一个动态平衡，如此在接触面附近的电动势保持一定值，这个电动势叫扩散电动势，记为Ed2、简述为什么当水淹时，自然电位曲线出现基线偏移现象？答：如图所示，水淹层位与未水淹层位浓度分别为Cw’、Cw。

则有E=Ed-Ed’-Ed”，Cw’<Cw Ed=Kd*logCw/Cwf Ed’=Kd*logCw/Cw’Ed”=Kd*log Cw’/ Cwf所以E=0 所以水淹层位与未水淹层位之间电位不变，未水淹层位与泥岩直接接触产生的电动势为E1=K*logCw/Cwf，水淹层位与泥岩直接接触产生的总电动势E2=K*logCw/Cwf，因为Cw’<Cwf，所以E2<E1 基线偏移。

3、简述普通电阻率测井原理答：1）均匀各向同性介质：电阻率为R均匀各向同性介质中放一点电源A，发出电流I形成点电场，场中任何一点电流密度为j=I/4πrr，由微观欧姆定律：E=R*j，E=RI/4πrr 而E=-au/ar ；所以-au/ar=RI/4πrr ；U=RI/4πr+C(积分常数)。

根据电场无穷远边界条件C=0，所以U=RI/4πr；即电阻率R=4πr U/I=KΔUmn/I(N在无穷远)2）非均匀各向同性介质：对于非均匀各向同性介质KΔUmn/I，不是岩石的真正电阻率，但它反映电阻率的变化，因此称之为综合条件下的视电阻率Ra= KΔUmn/I4、画出梯度电极系测井曲线并描述其特点和应用答：特点：（1）视电阻率Ra曲线极大极小值正对高阻层的上下界面；（2）厚层：中间平行段视电阻率Ra曲线值为地层电阻率。

应用：一、划分岩性：砂泥岩剖面泥岩电阻率低，砂岩电阻率高；碳酸盐岩剖面致密层电阻率高，裂缝性层电阻率低。

水淹层识别

水淹层测井识别方法一、水淹油层的特征在油田开发工程中，由于注水驱油或是边底水推进，油层都要发生不同程度的水淹，引起储集层物性、电性一系列的变化。

主要有以下特征。

1、水淹油层的地质特征储层含油性和油水分布变化地层水矿化度和电阻率变化孔隙结构变化-孔隙度和渗透率变化岩石的湿润性变化油层水淹后的地层压力与温度变化（1）地层含油性及油水分布的变化在油田注水开发过程中，随着注入水不断驱替地层中的原油，水淹油层的含水饱和度不断增加，剩余油饱和度不断降低，而且它们与水洗程度成比例。

大庆油田根据水驱油岩心实验和试油资料统计分析表明，油层弱水淹时含油饱和度下降约10％；油层中等水淹时降低约20％～30％；油层强水淹时下降30％以上。

在水洗作用下，油层的粘土和泥质含量下降，粒度中值相对变大，随之也使束缚水饱和度相应降低。

在注水开发中，随着注入水不断增加，地层中的油水分布也随之发生很大变化。

一般来说油层的孔隙性和渗透性都有程度不同的非均质性。

显然，注入水在非均质严重的油层中并非活塞式的推进，而是沿着孔隙度大、渗透性好的部位推进，直到高渗透性地带中大部分油被水驱走时，中、低渗透部分的孔隙中仍保留着相当多的原油。

物性好的高孔隙、高渗透性部位早水淹，水洗强度大；低孔隙、低渗透性部位晚水淹，水洗强度小，甚至未被水淹。

这样，在高含水期，原来的好油层变成强水淹层；而较差的油层(包括物性差的油层和薄油层)，则又可能成为“主力油层”。

因此，尽管某些油井的产水率很高，但低孔隙性、低渗透性油层、薄油层或厚油层中的低孔隙性、低渗透性部分仍有可观的潜在产能，它们将成为高和特高含水期油田挖潜稳产的主要对象。

在高含水期，水淹油层的油、水分布一般都有按沉积旋回水淹的规律。

正韵律油层如河道砂、点砂坝油层，岩性自上而下逐渐由细变粗，注入水先沿底部粗岩性高渗透部位突进，形成大孔道的水窜，造成底部先被水淹，上部晚水淹；底部强水淹、上部弱水淹或未水淹。

在反韵律沉积的三角洲河口砂坝等油层，岩性自上而下逐渐由粗变细，注入水先沿顶部突进，但由于受毛细管力和重力的影响，使注入水推进相对稳定，且注入水波及面积、厚度及驱油效率都较高，水洗强度自上而下由强变弱。

电法测井方法原理

1、电学性质表征参数电阻率R 电导率σ 介电常数ε 磁导率μ2、各种测井方法的频率范围自然电位测井--直流侧向测井--30-300Hz 感应测井--10-40kHz介电测井--几十MHz 电磁波传播--1.1GHz 普通电阻率--方波(<15Hz)3、岩石电阻率、介电常数的频率特性频率↑→导电率↑→电阻率↓介电常数ε →反映介质极化能力的宏观物理量E P 0)1(εε-= P ——极化强度E ——外加电场强度★干岩样不存在频散，饱和油的岩样也不存在频散★饱和水的岩样有明显频散现象频率增高↑→介电常数↓★频散特性分三段：低于100kHz →频散剧烈；100kHz ～100MHz →频散较明显；高于100MHz →频散很弱；超高频（UHF ）段，即200MHz ～3000MHz 基本无频散4、影响岩石电阻率的大小的主要因素不同岩石电阻率不同，岩石电阻率的大小主要取决于下列因素：★岩石的组织结构——岩性★岩石孔隙内地层水的盐类的化学成分、浓度、温度★岩石孔隙度★岩石含水饱和度5、岩石电阻率与岩性、地层水、孔隙度、饱和度的关系沉积岩岩石的电阻率主要取决于岩石孔隙中地层水的电阻率——地层水电阻率↑→地层岩石电阻率↑含油饱和度↑→地层电阻率↑6、阿尔奇公式及其实验过程1、自然电位、静自然电位的概念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2、扩散电动势及其产生机理扩散现象→受渗透压力作用高浓度→低浓度→氯离子迁移率>钠离子迁移率→低(高)浓度→氯（钠）离子富集→接触面正负离子迁移速度相同时→电荷富集停止→离子还在继续扩散→动平衡→动平衡时，电动势保持一定值——扩散电动势Ed3、扩散吸附电动势及其产生机理将两种不同浓度的NaCl 溶液用泥岩隔膜分开，浓度大的一方富集了负电荷，浓度小的一方富集了正电荷，这种现象起因是泥岩的特殊性质。

泥岩颗粒由含硅或铝的晶体组成。

大庆油田高含水期自然电位的变异和校正

文章编号:100020747(2003)0120060202大庆油田高含水期自然电位的变异和校正杨瑞明1,2,王良书1,徐正顺2,陶嘉胜2(1.南京大学;2.大庆油田有限责任公司开发部)摘要:大庆油田经多年注水开发,油层形成多压力系统。

由于低矿化度注入水的影响,不同水淹级别油层的扩散吸附电位发生不同程度变异;由于加密调整井钻井液密度较高,过滤电位对自然电位的影响不能忽略。

过滤电位和变异的扩散吸附电位叠加造成自然电位异常,会影响砂岩有效厚度和水淹层解释结果的正确性。

应用地球物理测井原理,提出计算不同类型油层扩散吸附电位和过滤电位的方法,用于校正自然电位曲线变异。

图2表2参5关键词:自然电位;测井曲线;变异校正;大庆油田中图分类号:TE257.1 文献标识码:A 本文分析大庆油田高含水期自然电位变异的原因,并提出校正方法。

1影响自然电位的主要因素自然电位主要由扩散吸附电位、过滤电位和氧化还原电位叠加而成。

对于砂泥岩剖面,影响扩散吸附电位和过滤电位的主要因素是地层水矿化度、钻井液电阻率及密度和地层压力,可以忽略氧化还原电位。

大庆油田开发初期的钻井液密度为1.20g/cm 3,钻井液柱压力略高于地层孔隙压力,二者之差(液地压差)基本被井壁泥饼承受,地层承受的正压差很小,因此开发初期的自然电位测井结果主要反映钻井液滤液与原始地层水之间扩散吸附作用产生的电位,过滤电位通常可不计[2]。

大庆油田实施早期注水开发以来,由于注入水矿化度低(1.0～2.4g/L ),使原始地层水矿化度(一般为7g/L )降低[1]。

被均匀水淹的油层只出现自然电位曲线幅度下降现象;对于部分水淹的油层,水淹部位的自然电位测井曲线基线发生偏移,水淹程度越高,水淹前后地层水矿化度的比值越大,基线偏移越大[3]。

大庆油田老区实施过多次加密调整,进入注水开发中后期以来,各油层组纵向的高压层、欠压层和正常压力层并存,为了确保安全,钻加密调整井时按全井最高压力层的压力设计钻井液密度(一般为1.6～1.8g/cm 3),欠压层或未水淹层承受极大的正液地压差,使扩散吸附电位变异,同时过滤电位的影响不能像开发初期那样再被忽略,因为二者共同导致自然电位异常。

地球物理测井3(自然电位测井)

3 自然电位测井（SP）
3 自然电位测井（SP）
3 自然电位测井（SP）
斯仑贝谢1928年发现了这样的现象：在未通电的情况下，井中电极（M）与位于地面的电极（N）之间存在着电位差，而且该电位差随着地层的不同而变化。另外，电位差的变化规律性很强。
3 自然电位测井（SP）
后来、道尔、威利、费多尼、斯卡拉和安德森等人对这一现象进行了研究，同时，自然电位测井（SP）也就诞生了。
3.1.2 电化学作用与电化学电位
• 油井中的电化学作用主要包括两种：一种是扩散作用，另一种是扩散吸附作用。
3.1.2.1 扩散作用与扩散电位
3.1.2.1 扩散作用与扩散电位
• 当具有不同矿化度的两种流体相接触时，离子将从浓度高的地方向浓度低的地方移动，这种现象我们称为扩散作用。
3.1.2.1 扩散作用与扩散电位
• 第二种为相对刻度的曲线读值，首先确定基线然后读取相对值。
1.2 自然电位测井曲线
关于相对刻度的说明： • “-”为电位降低的方向； • “+”为电位升高的方向； • |—| 间距是电位的变化量的大小的刻度。
1.2.1 自然电位测井曲线的特点
• 在泥岩层处自然电位曲线的测井值比较稳定。
K值的变化，
⑵ 温度对电阻率的影响明显。
1.3.1 自然电位测井的影响因素
U SP I rm
U SP
rm
ES ri rt
rsh
rm
K lg C w
U SP
rm
ri
C mf rt
பைடு நூலகம்rsh
rm
• 地层厚度的影响 r=R×L/S S=h×井眼的周长

二、自然电位的测量

（a ）（b ）图2-4 自然电位测量原理图4-1-4 自然电位测量原理二、自然电位的测量1）测量仪器和方法自然电位测井技术在所有测井方法中算是最简单的了。

如图4-1-4a 所示，将一个稳定电极M放入井中，另一个电极N 放在地面上接地，在不存在任何人工电场的情况下，用测量电位差的仪器测量M 电极相对于N 电极之间的电位差，便可以进行自然电位测井。

而在实际测井中，常常是在进行普通视电阻率测井的同时，利用图4-1-4b 所示的原理线路，当电极在井内连续移动时，即可测得井内自然电位沿井剖面的变化曲线，即自然电位曲线。

由于固定在地面上的N 电极的电位是一个恒定值，因此，当M 电极在井内移动时，所测得的M 、N 之间的电位差的变化，即自然电位曲线，就反映了井内某种电位值沿井身的变化情况。

显然，自然电位测井测的是相对电位值，即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，而不是井中自然电位的绝对数值。

实际上，这一数值也是不可能测得的。

因此，自然电位测井曲线图上，只用每单位格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。

2）常用的自然电位测井仪器（1）电极（组合仪器）（2）感应在感应线圈系深感应记录点上有一不闭和的铅环，直接连接7#缆心（3）侧向测井仪器的加长电极的8#环（4） 1515 线圈系上部不锈钢环三、自然电位测井仪器的缆心分配1）系统内部缆心 7#2）井下仪器（1）普通电极测井可使用任意井下电极接到任意缆心（通常使用2.5米N ）（2）电极组合测井仪(2.5米M(19心)短接7#缆心(3)感应 7#缆心(4)侧向7#缆心接8#环(5)1515HDIL7#心四、测量信号流程井下仪器测量环-电缆-综合控制箱-继电器卡-电极卡SP 测量通道地面电极--------------------------------电极卡SP 测量通道五、测井操作拨码正确曲线延迟无误SP 算法：六、测井曲线特征（1）自然电位曲线的形成要了解自然电位曲线的形成，就要了解自然电流。

关于测井曲线的质量控制

1、关于测井曲线的质量控制4 单条曲线质量要求4.1 井眼物性测井4.1.1流体电阻率值应随井深增加而逐渐降低，一般不应有突变现象（当井下地层出水或井漏等例外）。

4.1.2流体电阻率曲线读数与泥浆罐测得的泥浆电阻率换算到同一深度下的电阻率值相差不得大于10%。

4.1.3流体井温在井口的读值与实际温度相差不得超过1.50℃。

4.1.4重复曲线：流体电阻率为读值的10%；流体压力为全刻度的1.8%；井温为全刻度的1%。

4.2 自然伽马测井、高温小井眼自然伽马测井4.2.1曲线变化正常，能正确地反映岩性剖面变化，与已知岩性的数值符合。

4.2.2 重复曲线与主曲线对比形状基本相同，相对误差小于5%。

4.2.3统计起伏相对误差小于3%。

4.3 双侧向测井、高温小井眼双侧向测井4.3.1上井前，检查仪器车间刻度卡片。

测前、测后刻度值相对误差应在5%以内。

4.3.2在仪器的动态范围内，砂泥岩剖面地层厚度大于2m的标志层，测井曲线在井眼规则井段应符合以下规律：a) 在泥岩层或其它非渗透层段，双侧向曲线基本重合；b) 当钻井液滤液电阻率(Rmf)小于地层水电阻率(Rw)时，深侧向测量值应大于浅侧向测量值（有侵入情况下）；c) 当钻井液滤液电阻率(Rmf)大于地层水电阻率(Rw)时，水层的深侧向测量值应小于浅侧向测量值，油层的深侧向测量值应大于或等于浅侧向测量值（有侵入情况下）；d) 在稠油层，无钻井滤液侵入时，双侧向测量值应基本重合。

4.3.3仪器进套管后，双侧向测量值应回零。

4.3.4已知岩性地层读数与本地区经验值相符合。

4.3.5重复曲线与主曲线形状一致，相对误差小于5%。

4.3.6在仪器动态范围内，测井曲线无饱和现象。

4.4 高温小井眼双感应测井4.4.1在仪器的动态范围内，对砂泥岩剖面地层，在井眼规则井段，测量值符合以下规律：a) 在泥岩层或非渗透层段，双感应-短电位曲线基本重合；b) 当Rmf<Rw时，油层、水层的双感应-短电位均呈低侵特征（有侵入情况下）；c) 当Rmf>Rw时，水层的双感应-短电位呈高侵特征，油层的双感应-短电位呈低侵或无侵特征（有侵入情况下）。

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
７．２４．６３．５３．８
密度
ｇ／ｅｒａ３
１．２８１．７０１．５４１．４７
电阻率
Ｑ・ｍ
５．７４．５４．１４．２
粘度
Ｓ
时间～———途
１．２５１．７５１．６１
３２５０
３８５０
５８５２
５５
５５
２００１年
１．４３
最初泥浆矿化度为１０００Ｘ１０＿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

电法测井术语

电法测井3.1 电阻率测井 resistivity logging测量地层电阻率的测井方法。

3.2 岩石电阻率 resistivity of rock岩石的电学参数之一，是岩石阻抗电流通过其自身的特性。

3.3 岩石电导率 conductivity of rock岩石的电学参数之一，主要反映电流通过其自身的能力。

与岩石电阻率互为倒数关系。

3.4 钻井液电阻宰 mud resistivity钻井过程中使用的钻井液的电阻率。

3.5 泥饼电阻率 mud-cake resistivity由于井内压力与地层压力的压差，使钻井液中的固体颗粒附着在井壁上形成的泥饼的电阻率。

3.6 钻井液滤液电阻率 mud filtrate resistivity渗入渗透性地层的钻井液滤液电阻率。

3.7 冲洗带电阻率 flushed zone resistivity冲洗带地层的电阻率。

3.8 过渡带电阻率 transitional zone resistivity过渡带地层的电阻率。

3.9 侵入带电阻率 invaded zone resistivity侵入带地层的电阻率。

3.10 地层真电阻率 true formation resistivity原状地层的电阻率。

3.11 地层水电阻率 formation water resistivity原状地层孔隙中所含水的电阻率。

3.12 围岩电阻率 shoulder bed resistivity盖层及垫层的电阻率。

3.13 地层视电阻率 apparent formation resistivity受井筒、侵入带和围岩等测井环境的影响，地层真电阻率的测量结果。

3.14 水平电阻率 horizontal resistivity;parallel resistivity水平方向的电阻率。

3.15 垂直电阻率 perpendicular resistivity；vertical resistivity垂直方向的电阻率。

测井方法4-自然电位解释

估算泥质含量方法
直接法直接法
把某地区各种含泥质的砂岩经取样测定，直接建立自然电位幅度ΔUsp( 和相对自然电位Tsp）与泥质含Vsh的相关关系
T sp
U sp
SP m ax
f( V ) sh
P11
SPmax——本地区标准层（一般纯砂岩）的自然电位幅度
间接法
Vsh
经验公式
PSP 1 SSP
Kd(Mv) -11.6
2.2
-19.7 -22.5
5
-0.4
书中P8（1－8）式可写成：
Usp
SSP Rsd Rsh 1 Rm
地层较厚时，由于岩层的截面积比井的截面积大得多，所以，砂岩和泥岩对自然电流的电阻 Rsd 、 Rsh比泥浆柱的电阻 Rm小得多。此时，对于纯砂岩来讲， ΔUsp≈SSP。当地层电阻率增高时， Rsd 、 Rsh与 Rm比较不能忽略，则ΔUsp<SSP。即地层电阻率↑→ΔUsp↓。
自然电位曲线特征
ab段——泥岩基线 c点——半幅点 d点——地层中部
砂泥岩剖面中
Rw<Rmf 时，以泥岩为基线，渗透层会出现负异常；
渗透层（砂岩）越纯，负异常越大；
泥质含量增加，负异常幅度变低。
自然电位曲线与自然伽马曲线配合，划分渗透层的界面非常有效
确定渗透层界面 ——半幅点法
自然电位曲线特征单个砂岩层
曲线对地层中点对称，地层中点处异常值（ ΔUsp）最大
地层愈厚，ΔUsp愈接近SSP 地层厚度变小， ΔUsp也随之变小，曲线顶部变尖，根部变宽
地层厚度达到 h/d>4 时，自然电位的半幅点对应地层界面。厚地层可用半幅点确定地层界面

测井过程中自然电位曲线异常分析及解决方法

１．１地面电极设置位置不当引起的异常
由于自然电位曲线反映的自然电场的变化规律，因此地
面测量电极若受到无关的干扰时，曲线就会出现异常。测井队在施工时往往会将地面电极放在钻井队泥浆坑或者锅炉房的水池中，这些地方存在可以流动的水或者漏电现象，水的波动和漏电会在测井曲线上形成干扰：（如图２所示）
化较大的泥岩段，由于井简钻井液性能发生了变化，使得自然
电位曲线岩性相同的地层中出现了基线抖动和漂移的异常响应。只要能认识到这一点，就可以判断该处自然电位曲线为正常响应，而非仪器故障或其他问题。自然电位曲线幅度随侵入深度增加而降低；幅度随泥浆滤液电阻率与地层水电阻率差异小而小；油层由于矿化度较小，ｓＰ幅度偏水层小。
异常
自然电位曲线测量时，井下电极测得的数据要通过电缆传输到地面系统中进行处理，当测井电缆、链条轮、链条等处发生磁化现象时将使自然电位曲线出现异常。（如图３所示）
Ｊ＿ｍ二
过程中受到多种影响因素，本文对这些因素进行分析，并提出了解决的方法。
关键词自然电位
曲线异常
电极磁化钻井液基线漂移
电阻摹曲缱
ｄ轧
ｌ
引言
地层岩石之间存在电化学差别时，地层岩石中会自发地

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）。

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。

时自然电位基线会偏移课件

偏移的识别与测量技术
地球物理学方法
磁法
通过测量地磁场强度的变化来确定基线的偏移。
重力法
通过测量重力加速度的变化来确定基线的偏移。
地震法
通过分析地震波的传播特征来确定基线的偏移。
电法勘探方法
01
02
03
直流电法
通过测量地下直流电场的变化来确定基线的偏移。
交流电法
通过测量地下交流电场的变化来确定基线的偏移。
地震勘探
通过地震勘探，可以了解地下岩层的构造情况，为地下工程的施工提供科学依据。
地球化学勘探
通过地球化学勘探，可以了解地下水的分布情况，为地下工程的施工提供科学依据。
对策与建议
加强监管
政府应加强对地下工程的监管力度，确保在施工过程中遵守相关法律法规，防止对环境造成污染。
提高技术水平
应不断提高地下工程技术水平，采用先进的施工工艺和技术，减少对环境的影响。
加强宣传教育
应加强对公众的环保宣传教育，提高公众的环保意识和参与度。
05
研究展望与挑战
发展研究方向
1 2 3
深化机理研究针对自然电位基线偏移的产生机理，进一步深入研究，探究影响自然电位基线的各种因素及其作用机制。
创新监测技术研发新型的监测技术与方法，提高自然电位基线偏移的监测精度和实时性，以满足更复杂的环境变化和工程需求。
强化应用研究开展更多的应用研究，将自然电位基线偏移理论应用于实际环境监测和工程实践中，实现理论成果与实践成果的转化。
未来挑战与难点
影响因素复杂
01
自然电位基线偏移的影响因素众多，且相互之间可能存在复杂
的交互作用，给研究带来很大挑战。

自然电位基线偏移影响因素的实验研究

(6)
对于中孔中渗中砂岩 ,当 cw/ cwz ≥1 时 , ΔS P = - 0. 416 7 ( cw/ cwz) + 0. 415 1 ; (7)
2. 4 润湿性在其他条件相同、而只有岩石润湿性不同的情
况下 ,采用了亲水、中性及亲油 3 种不同润湿性的岩石对自然电位基线偏移幅度进行了实验。由实验结果可知 (表 1) ,亲水岩石比亲油岩石的自然电位基线偏移幅度要大 ,且随着混合液矿化度与原始地层水矿化度差别的增大而增大。其原因是当注入水进入地层后 ,因岩石润湿性的不同 ,水在储层中的存在形式也不同。在相同情况下 ,亲水岩石导电能力更强。在分析具有不同润湿性水淹层的自然电位基线偏移幅度时应考虑这种因素。
用渗透率标识出储层性质对自然电位基线偏移幅度的影响按照渗透率级别对不同水淹级别的自然电位基线偏移幅度进行了划相同水淹级别的自然电位基线偏移幅度变化范围也不同且按渗透率级别划分后各水淹级别的自然电位基线偏移幅度变化范围更小校正后各渗透率级别自然电位基线偏移幅度情况自然电位基线偏移量mv水淹阶段渗透率级别油层弱水淹中水淹较强水淹强水淹特强水淹高渗储层特高渗储层高渗储层特高渗储层可用于求取横波时差
1. 2 过滤电位
当泥浆柱压力大于地层孔隙压力时 ,由于泥浆
滤液渗入地层 ,使得正离子将向压力低的一方移动 ,
负离子受到岩石颗粒表面的吸引而滞留 ,这就造成
压力低的一方富集正离子 ,而压力高的一方富集负
离子 , 由此产生过滤电位。过滤电位的大小可由
Helmholtz 理论表示[2 ] :
U过 = R4πmηfξΔ p .
2. 1 地层水矿化度及水型实验结果证明 , 自然电位基线偏移幅度与水淹
程度有关。一般情况下 , 原始地层水矿化度 ( cw) 与混合液矿化度 ( cwz) 的差别越大 , 自然电位基线偏移幅度就越大 ;在其他条件相同、水型不同的情况下 , 自然电位基线偏移幅度也存在差异。利用原始地层水矿化度为 6 g/ L 及水型为 NaCl 型的模型 ,采用 cw/ cwz与 cwz/ cw 分别为 2 ,5 ,10 ,15 ,20 及水型分别

自然电位基线偏移影响因素的实验研究

自然电位基线偏移影响因素的实验研究本文旨在探讨自然电位（NPE）基线偏移影响因素，以及如何有效地测量它们，通过提出一种新的实验设计，建立一个可靠的基线偏移测量方法。

传统的NPE测量方法通常都会存在一些问题，如不稳定的自然电位基线，难以进行全面的测量和识别自然电位偏移影响因素，从而影响实验结果的可靠性。

因此，本文介绍一种新的实验设计，旨在通过确定NPE的基线偏移，对影响NPE基线偏移的因素进行识别，并对其进行测量，从而实现可靠的实验结果。

NPE技术是一种相对新的基准电流技术，有助于改善高精度电子设备的信号质量。

它通过引入自然电位偏移（NPE），在系统中引入更多的变化，从而使得电子电路更加稳定、可靠。

因此，自然电位基线偏移对于电子设备信号质量的影响越来越受到重视，由此引发了对NPE基线偏移的研究。

自然电位基线偏移影响因素很多，主要包括电路参数（如电容、电感、反馈回路等）、工艺参数（如封装、热处理、焊接等）、外部参数（如温度、湿度、噪声等）等。

我们首先需要对这些因素进行识别，然后建立一个可靠的NPE基线偏移测量方法，来有效地测量这些影响因素，从而确保实验结果的可靠性。

本文提出一种新的实验设计，旨在确定NPE基线偏移，以及测量影响NPE基线偏移的因素，以期达到可靠的实验结果。

首先，在初始条件下，使用一个“基准”晶体管测量系统的初始电流，作为基线。

然后，添加各种影响因素的参数，并观察基线的变化，可以根据基线的变化来确定这些影响因素，并进行测量。

最后，可以根据测量结果来确定自然电位基线偏移的稳定性，从而保证实验结果的可靠性。

本实验设计是一种实用的测量方法，有助于识别影响NPE基线偏移的参数和因素，并有效地测量它们，以确保实验结果的可靠性。

实验结果表明，该实验设计可以有效地提高NPE系统的稳定性和可靠性，有助于提高高信号质量的应用。

综上所述，NPE基线偏移是影响电子设备信号质量的关键因素，本文介绍了一种新的实验设计，旨在有效地识别、测量和测量影响NPE基线偏移的因素，从而确保实验结果的可靠性。