第一章自然电位测井讲述

E K
lg Rmf
d
d Rw
（1-2）
K 其中：
2.3 RT u v
d
F uv
Rw Rmf 分别为地层水和泥浆滤液电阻率。
单位为 欧姆·米。
K d —扩散电动势系数。
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二、扩散—吸附电动势产生机理
1、泥浆和地层水
的矿化度不同；
2、井壁地层具有
一定的渗透性；
3、地层颗粒对不
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一
地层水：地层孔隙内的水。 溶液的矿化度：溶液含盐的浓度。溶质重量与溶 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。
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一、扩散电动势产生的机理
1、泥浆和地层水
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F —Farady常数，96520 C/equiv；
Cw、Cm —两种溶液的浓度；
U、v —— 正、负离子的迁移率，S/(m·N)
Z 、Z —正、负离子的离子价；
、n —n每个分子离解后形成的正离子数和负离子
数；
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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：
K da
lg
Rmf Rw
(1-4)
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第二节自然电位测井及曲线特征
一、自然电位测井
在砂泥岩剖面井中，
当
时C，w 井C下mf自
然电场的分布如图
1-3所示。自然电位
测井示意图如图1-4
所示。
图1-3、井内自然电场分布示意图 CW﹥Cmf
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图1-4、 自然电位 和视电阻 率同时测 量示意图
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第四节 自然电位曲线的应用
一、 划分渗透层
在 砂 泥 岩 剖 面 ，渗透层 自然电位测井曲线以
泥岩基线
均 质 泥 岩 段 的 SP 曲
右侧。图1－7所示。
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5、曲线形态(图1－8） 地层模型：上下围岩的岩性相同（泥岩），地
层岩性均匀。
1）、曲线关于地层中点对称； 2）、厚地层（h>4d）的SP曲线幅度近似等于地
层的实际值 ，半幅点对应地层界面； 3）、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。
rm —井内泥浆的等效电阻；
rsd —渗透性地层的等效电阻；
rsh —泥岩层的等效电阻；
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六、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。 七、井径扩大和侵入的影响
井径扩大，造成泥浆柱的电阻减小，压差降低； 泥浆侵入，使得测量电极M与地层间的距离加大， M的电位降低。
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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。
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 层孔隙内的泥浆 。
的大小Kd。与Kda
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五、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。
U sp
SSP • rm rm rsd rsh
（1－5）
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其中： SSP —泥岩层的等效电阻；
Usp —渗透性地层的SP幅度差；
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图1-5、自然电 位测井曲线实例
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二、 SP曲线的特征 SP曲线如图1-5所示。
1、泥岩基线：均质、巨厚的泥岩地层对应的自 然电位曲线。
2、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。
3、比例尺：SP曲线的图头上标有的线性比例尺。用
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第三节 SP曲线的影响因素
一、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.
二者差异越大, Ed越和大Ed，a 产生的电场越强，测
井值越高；二者差异越小，产生的电场越弱，测井 值越低。
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的矿化度不同；
2、井壁地层具有
渗透性；
3、正、负离子的
迁移速率不同。
图1-1 扩散电动势产生示意图
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扩散电动势可由Nernst方程计算：
E 2.3 RT nu nv lg Cw
d
F Znu Znv Cm
(1-1)
其中：R—克分子气体常数，8.313 J/(K)； T—绝对温度，oK；T=273+t℃
第一章 自然电位测井
自然电场的产生
自然电位测井及曲线特征 影响因素 自然电位曲线的应用 内容小结 思考题
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井下自然电场是由钻开岩层时井内钻 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的测井方法叫自然 电位测井（简称ＳＰ测井）。
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二、岩性 随地层泥质含量的增加，SP曲线异常幅度降低。
三、 地层温度
由于 Kd与与绝Kd对a 温度成正比，因此地层温度的高
低将会影响
大小Kd，与进Kd而a 影响
Ed与的Ed大a 小。
四、 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，将影响
同极性的离子具有
不同的吸附性。
图1-2 扩散吸附电动势产生示意图
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扩散吸附电动势与两种溶液的浓度比值有关，由
下式计算：
E da
K da
lg
Cw Cm
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K 其中： 2.3 RT —扩散吸附电动势系数；
da
Fຫໍສະໝຸດ Baidu
当泥浆滤液和地层水的矿化度都较低时，
E 上式可近似写为：
da
于计算非泥岩层与泥岩基线间的自然电位差。
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4、异常：指相对泥岩基线，渗透性地层的SP曲线 的位置。
1）、负异常：在砂泥岩剖面井中，当井内为淡水泥
浆( Cw C)时mf ，渗透性地层的SP曲线位于泥岩基线
的左侧；图1－6所示。
2）正异常：在砂泥岩剖面井中，当井内为盐水泥
浆( Cw )C时m，f 渗透性地层的SP曲线位于泥岩基线的