第三章自然电位测井

2、确定储集层、区分岩性 图中(图3-11)，有三层 储集层，即一层含油层和 二层含水层。水层。上部 含水层因颗粒较细、分选 性和渗透性差，其自然电 位异常幅度小；而下部含 水层因颗粒粗、孔隙大、 分选性和渗透性好，其自 然电位异常十分明显，且 幅度略超过含油层的自然 电位异常幅度。
图3-11 砂泥剖面的自然电位曲线和视电阻率曲线
二、自然电位曲线及其影响因素 (一)自然电位曲线特征 分层点在“半幅点”。
(二)自然电位曲线的影响因素
1、井径与厚度的影响 当H/d≥4时，地层 的自然电位异常达到最 大，即SP=SSP，分层 点半幅点； 当H/d＜4时，自然 电位异常幅度随之降低 SP＜SSP，分层点移 向异常峰值位移。
2、岩性的影响
(三)电极极化电位
当金属电极处于盐类的电解质溶液中时，金属 离子离开电极进入溶液成为离子状态，使电极带负 电；溶液中的金属离子在接近电极时，也有逆过程， 即可以沉淀到电极表面，使电极便带正电。
往往形成于金属矿体上。 金属离子离解给泥浆滤液，使自身带负电，而 泥浆带正电，在金属矿层上,呈现明显的自然电位 正异常（图3-4）。
2、间接扩散 间接扩散作用只发生在渗透层 ，如泥岩。
由泥质颗粒附加导电机理可知，离子交换特性使 纯泥岩中泥质颗粒表面带有负电荷，剩下的另一部分 负电荷又松散的吸附阳离子如钠离子，形成“扩散 层”。
扩散吸附稳定后，形成了扩散吸附电动势。
3、井中的总自然电动势与自然电位分布
自然电位有 正有负，单 位为mV.
(二)氧化还原作用
在钻孔剖面中电子性导电体，如金属矿、石墨、无烟 煤等与泥浆和围岩中地层水接触时，由于氧化还原的结果， 在接触面处酚基溶于水，H+为一方，带负电荷离子（如O-2） 为一方，形成偶电层，形成正负异常。 煤层或金属矿层因氧化，失去电子而带正电荷，其毗邻 的围岩得到电子而带负电荷，使煤层或金属矿层自然电位 为正异常；反之，处于还原状态时，则呈现负异常。 石墨和无烟煤的氧化反应最强烈，正异常。 气煤和褐煤多处于弱还原状态，负异常。
二、估计泥质含量 下面简单介绍三种估计方法。 1、线性关系
2、相关关系 含泥岩层的自然电位异常幅度与岩层泥质含量之 间存在着某种相关关系，即
3、一种经验公式
三、划分咸淡水界面
图 自然电位曲线划分咸淡水界面 c1─浅部淡水层；c2、c3─中部咸水层； c4、c5─深部淡水层
3、水文地质条件的影响
4、地层倾斜影响 5、邻层的影响
第二节
电极电位测井
Hale Waihona Puke Baidu
一、电极电位法的基本原理
当金属电极与电解溶液接触时，基于： 化学力（ 溶解压） 扩散（渗透压）
金属板（原子） 溶液中（离子） 金属板（原子）
溶液中（离子）
如果溶解压＞渗透压（Zn），溶液带正电， Zn带负电 如果渗透压＞溶解压（Cu），溶液带负电， Cu带正电
原因主要有3个： （2）氧化还原作用 ；
（3）电极极化作用等。 (一)扩散与扩散吸附作用 是指溶解于地层水和泥浆中的电解质离子在有离 子浓度差条件下，所发生的扩散和扩散吸附现象。
1、直接扩散
直接扩散作用只发生在渗透层 ，如砂岩。
设纯砂岩的地层水和 泥浆滤液均为Nacl溶 液，两者的浓度不相 同，地层水的浓度大 于泥浆滤液的浓度。 由于Vcl->VNa+ ,也就 是说跑到泥浆中多cl-， 在砂岩中Na+多，随 着动态平衡，形成稳 定的扩散电动势。
第三章
什么是电化学测井？
电化学测井
研究岩石、煤与它们电化学性质关系，从面解 决某些地质问题的测井方法。
电化学测井
第一节
自然电位测井
发现：当不供电时，在井内 仍能测量到电位差 。
自然测井原理图
在井内和地面各放入一个 测量电极 M和N，构成一个 测量回路 。
一、自然电位产生的原因
（1）扩散与扩散吸附作用 ；
综合：大多数贵Ag、Au、Hg金属为正
一般金属Fe、Zn、Pb为负
二、电极电位测量与曲线解释 １、测量原理
图 电极电位测井原理电路及电子导电矿层电极电位曲线
其电极系是采用带有相互短路两个比较电极Ｎ１、Ｎ２ 的刷子电极。其中Ｎ１Ｎ２电极安置在位于比较电极Ｍ中央 由钢制成的刷子末端，称为刷子头，使之与井壁接触。
图 无烟煤的电极电位曲线 1─电位电极系电阻率曲线；2─电极电位曲线
第三节
电化学测井的应用
一、划分煤层、确定储集层、区分岩性 1、划分煤层 图3-10a中，无烟煤有明显的自然电位正异常， 而 视电阻率反应为零； 而图3-10b的烟煤，也有较突出的 自然电位正异常，其视电阻率现显高异常。
图 自然电位曲线与视电阻率曲线在煤层上的反映 a─无烟煤； b─烟煤