第1章1节自然电位测井技巧.ppt

;第1章 自然电位测井和电阻率测井;自然电位测井示意图;一、前言;§1.1自然电位测井; SP是由井中自然电场产生的电位。;SP测井的装置;SP曲线的测量原理;矿化度：溶液中所含有的各种离子的浓度。;自然电动势;§1.1.2 井中自然电位的产生 ; 当两种不同浓度的溶液被渗透性薄膜隔开，离子在渗透压力作用下，高浓度溶液的离子将穿过薄膜向低浓度的溶液中移动，这种现象叫扩散。 对于氯化钠溶液来说，由于Cl-比Na+的运移率大，因此在高浓度一侧聚集多余的正电荷，而在低溶度一侧聚集负电荷。离子量移动到一定程度，形成动态平衡，此时电位叫扩散电位。;; 在砂泥岩剖面井中，纯砂岩井段泥浆滤液和地层水在井壁附近相接触，如果二者的浓度不同，就会产生离子扩散作用。 其扩散电位大小取决于：①正负离子的运移率(单价离子在强度为1伏特/厘米的电场作??下的移动速度)；②温度、压力；③两种溶液的浓度差；④浓度、离子类型。;当CwCmf时，在砂岩段，井内泥浆中积聚负电荷。 当CwCmf时，在砂岩段，井内泥浆中积聚正电荷。;;二、扩散吸附电位;纯泥岩的扩散吸附电动势（Eda）——起因于井中钻井液和地层水的浓度差引起的离子扩散作用以及泥（页）岩选择性半透膜对正负离子的选择性透过作用。;纯泥岩的扩散吸附电动势（Eda）;; 在钻井过程中，为了防止井喷，通常使泥浆柱压力略大于地层压力。在压力差的作用下，泥浆滤液向地层中渗入。由于岩石颗粒的选择吸附性，孔道壁上吸附泥浆滤液中的负离子，仅正离子随着泥浆滤液向地层中移动，这样在井壁附近聚集大量负离子，在地层内部富集大量正离子，从而产生电位差，这就是过滤电位。 ; 由于岩体的不均匀性，当它与泥浆接触而发生化学反应时，某一部分会因失去电子而呈正极性，另一部分则会因得到电子而显负极性，因此，二者之间便产生电位差，称为氧化还原电位。 氧化还原电位仅产生于电子导电的固相矿体中，例如煤层和金属矿，沉积岩中基本没有氧化还原电位。 ;§1.1.3 自然电位测井原理与曲线特征 ;二、井中自然电场分布与自然电位幅度的计算 （1）井中自然电场分布 以砂泥岩剖面井为例来说明井中自然电场分布特征。通常情况下，钻井过程中采用淡水泥浆钻进，泥浆滤液的浓度往往低于地层水的浓度，井中自然电场分布如下图。;静自然电位SSP：纯砂岩与纯泥岩交界面处的总电化学电动势，用符号SSP来表示;（3）自然电位的幅度异常△USP（ △VSP ） 自然电流在井中泥浆柱上产生的电压降。;对厚层，砂岩和泥岩的截面积比井的截面积大得多，所以 。因此，在实测自然电位曲线上，以泥岩为基线，则厚层砂岩有： 巨厚纯砂岩对应的自然电位幅度将等于静自然电位SSP；而薄层，将比SSP小得多。 ;测量时N电极固定在地面,但VN≠0，因此SP曲线没有“0”刻度，而是用带正负号的比例尺来表示，为了读数方便，选泥岩的SP作为基线，在一个地区它是稳定的，且是一条直线。;当CWCmf时，SP由泥岩的正电位向砂岩的负电位降低。;当CWCmf时，SP由泥岩的负电位向砂岩的正电位升高。;三、自然电位测井曲线特征 针对目的层为纯砂岩、上下围岩为泥岩的地层模型，计算得到一组自然电位理论曲线。 ;自然电位曲线具有如下特点： (1)当地层、钻井液是均匀的，上下围岩岩性相同，自然电位曲线对渗透性地层中心对称； (2)在渗透性地层顶底界面处，自然电位变化最大，当地层较厚(大于四倍井径)时，可用曲线半幅点确定地层界面； (3)随着地层中含油气饱和度（So，Sg）增加，地层电阻率（Rt）增高，自然电位（SP）曲线幅度逐渐下降； (4)渗透性砂岩的自然电位，对泥岩的基线而言，可向左或向右偏转，它主要取决于地层水和钻井液滤液的相对矿化度。;砂 泥 岩 剖 面;§1.1.4 影响自然电位的因素 ;一、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值的影响 地层水和泥浆滤液中含盐量的差异是造成自然电场中扩散电位和扩散吸附电位的基本原因。 二、岩性的影响 三、温度的影响 同样岩性的岩层，由于埋藏深度不同，其温度是不同的，而扩散、扩散吸附电位系数都与绝对温度成正比例。 四、地层水和泥浆滤液中所含盐的性质的影响 ;五、地层电阻率的影响 六、地层厚度的影响 七、井径扩大和泥浆侵入的影响 ;§1.1.5 自然电位测井的应用 ; 泥岩：基线附近； 砂岩：异常幅值和正负反映岩石渗透性好坏和泥浆的性能； 纯水砂岩：Usp=SSP 含油后Usp幅值下降，因为电阻率增大 碳酸岩：储集层与非储集层岩性相同，自然电位曲线区分不开