第一章__自然电位测井解析

第二节 自然电位测井及曲线特征
理论上：在砂岩层为有限厚时， ΔUsp定 义为自然电流Ｉ在井内泥浆等效电阻rm上 的电位降，即
ΔUsp=Ｉ.rm
其中，Ｉ为自然电流,可由闭合回路的欧 姆定律求得
I
SSP
rm rsd rsh
第二节 自然电位测井及曲线特征
曲线形态：
曲线关于地层中点对称； 厚地层（h>4d）的SP
Eda Kda lg Cw Cm
Kda 2.3 RT F
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Eda越大，产生的电场越强，测井 值高。比值大于1，在渗透层段出现负异常； 比值小于1，在渗透层出现正异常。
三、自然电位测井的影响因素
岩性
随地层泥质含量的增加，SP曲线异常幅度降 低。
三、自然电位测井的影响因素
地层温度
由于Kd及Kda与绝对温度成正比，因此地层温 度的高低将会影响Kd及Kda大小，进而影响Ed 及Eda的大小。
RT Ed 2.3
nunv
lg Cw
F Z n u Z n v Cm
三、自然电位测井的影响因素
Ed Kd lg Rmf Rw
二、扩散吸附电动势产生的机理
泥浆和地层水的 矿化度不同；
井壁地层具有一 定的渗透性；
地层颗粒对不同 极性的离子具有 不同的吸附性。 泥质选择吸附负 离子。
泥岩挡板
二、扩散吸附电动势产生的机理
组成泥岩的粘土，其结晶构造和化学性质只允许阳离子 通过泥岩扩散，而吸附带负电的阴离子，这样，当Cw大 于Cmf时，对着泥岩的井眼中建立了正电位。
测井时，将测量电极N放在地面，用电缆 将M电极放置井下，提升M电极，沿井轴 测量自然电位随井深的变化曲线，即为自 然电位曲线。常称SP曲线。实际测井时 与电阻率同时测量，用电极系中的M 电极 即可。
第二节 自然电位测井 及曲线特征
泥岩基线：均质、巨厚的 泥岩地层对应的自然电位 曲线。
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。
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 的自然电位差。
第二节 自然电位测井 及曲线特征
异常：指相对泥岩基线而 言，渗透性地层的SP曲线 的位置。
负异常：在砂泥岩剖面井中， 当井内为淡水泥浆 （Cw>Cmf）时，渗透性地 层的SP曲线位于泥岩基线的 左侧；
正异常：在砂泥岩剖面井中， 当井内为盐水泥浆 （Cw<Cmf）时，渗透性地 层的SP曲线位于泥岩基线的 右侧。
自然电位 /mv
14
结 论
0.5
50
深三侧向（25天后） /Ωm
声波时差 /μs/m
-140
-40
0.5
50 650
150
3600
42
43
自 3610
然
电
位
正
异
3620
常
3630
44
45
3640
第三节 自然电位测井的影响因素
RT Ed 2.3
nunv
lg Cw
F Z n u Z n v Cm
半透膜
一、扩散电动势产生的机理
扩散电动势可由Nernst方程计算：
Ed 2.3 RT n u n v lg Cw F Z n u Z n v Cm
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：
Ed Kd lg Cw Cm
Kd 2.3 RT u v F uv
第一节 自然电场的产生
由于泥浆和地层水的矿化度不同，在钻开 岩层后，井壁附近两种不同矿化度的溶液 接触产生电化学过程，结果产生电动势形 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。
几个重要概念：
泥浆：钻井时在井内流动的一种介质。 泥浆滤液：在一定压差下，进入到井壁地层孔
曲线幅度近似等于地层 的实际值，半幅点对应 地层界面； 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。
泥岩基线
负异常 正异常。
A
3590 附图1－10 L10井裸眼井电阻率与过套管电阻率对比图
过套管电阻率 /Ωm
深
自然伽马 /μR/h
解
0.5
50
释
深三侧向 /Ωm
度4 (m)
Eda 2.3 RT n u n v lg Cw F Z n u Z n v Cm
Eda Kda lg Cw Cm
Kda 2.3 RT F
当泥浆滤液和地层水矿化度都较低时，上式可写为：
Eda Kda lg Rmf Rw
第二节 自然电位测井及曲线特点
rsh
rm
rt
第二节 自然电位测井及曲线特点
ΔUsp=Ｉ.rm
SSP I
rm rsd rsh
Usp SSP • rm rm rsd rsh
三、自然电位测井的影响因素
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。
隙内的液体。 地层水：地层孔隙内的水。 溶液的矿化度：溶液含盐的浓度。溶质ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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象。
一、扩散电动势产生的机理
泥浆和地层水的 矿化度不同；
井壁地层具有渗 透性；
正、负离子的迁 移速率不同。氯 离子迁移速度大 于钠离子的迁移 速度。
测井方法原理
第一章 自然电位测井
第一章 自然电位测井
自然电位：在没有人工供电的情况下，测 量电极在井内移动时仍能测量到的电位的 变化，这个电位称为自然电位。用SP表 示。
沿井轴测量自然电位变化的测井方法称为 自然电位测井，表示为SP测井。
第一章 自然电位测井
井下自然电场是由钻开岩石时井内钻井液 的矿化度与地层水矿化度不同，井壁附近 出现电化学活动产生的。自然电场的分布 特点取决于井孔剖面岩层的性质。沿井轴 测量自然电位变化可以帮助我们判断地层 的岩性。
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 含离子不同，不同离子的离子价及迁移速率不 同，这将影响Kd及Kda的大小。
RT Ed 2.3
nunv
lg Cw
F Z n u Z n v Cm
三、自然电位测井的影响因素
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。