第一章 自然电位
1 石油钻井中产生自然电场的主要原因是什么？扩散电动势ED扩散吸附式电动势EDA和过滤电动势EF产生的机理和条件是什么？
自然电位形成原因： 由于泥浆与地层水的矿化度不同,在钻开岩层后,在井壁附近两种不同矿化度的溶液发生电化学反应,产生电动势,形成自然电场.
一般地层水为NaCL溶液,当不同浓度的溶液在一起时存在使浓度达到平衡的自然趋势,即高浓度溶液中的离子要向低浓度溶液一方迁移,这种过程叫离子扩散.
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Ed
同样离子将要扩散,但泥岩对负离子有吸附作用,可以吸附一部分氯离子,扩散的结果使浓度小的一方富集大量的钠离子而带正电,浓度大的一方富集大量的氯离子而带负电,这样在泥岩薄膜形成扩散吸附电动势记为Eda
此外还有过滤 电动势,这种电动势是在压力差作用下泥浆滤液向地层渗入时产生的,只有在压力差较大时才考虑过滤电动势的影响.
2 影响SP曲线幅度的因素是什么？想想在SP曲线解释过程中，如何把影响因素考虑进去，从而得到与实际相符的结论？
在自然电位测井时一般把测量电极N放在地面上,电极M用电缆放在井下,提升M电极,沿井轴测量自然电位(M电位)随深度变化的曲线叫自然电位曲线(SP).影响因素：
1 溶液成分的影响;
2岩性的影响
砂岩
泥岩
3温度的影响;
4地层电阻率的影响
5地层厚度影响
厚度增加SP增加
6井眼的影响
井径扩大截面积增加,泥浆电阻变小,SP变小
3 SP的单位是什么？ 毫普
第二章 普通电阻率测井
1 岩石的电阻率和岩性有什么关系？沉积岩属于什么导电类型？
课 时 教 学 实 施 方 案
课程：地球物理测井 授课班级：资源1101-04 授课学期： 2013-2014学年 1 学期
课 题 第二章 自然电位测井 计划学时 6学时
教
学
目
的
通过本章内容的学习，达到以下目的：
1.了解自然电位形成的原因，掌握阳离子交换、扩散电动势、扩散——吸附电动势的概念。
2.掌握电动势的公式形式，明确其影响因素，了解泥岩和砂岩在自然电位上的差异
3.了解影响储集层自然电位异常的因素
4.掌握自然电位曲线的应用，重点掌握划分储集层和计算泥质含量的用法
重 点 电动势的表达式；用自然电位曲线划分储集层、计算泥质含量
难 点 自然电位的形成；各种电动势的含义；自然电位曲线的影响因素
教具
准备 PPT的制作，多媒体使用
教
学 后
记
教
学
进
程
设
计
（包括教学要点、步骤、方法、时间安排及板书设计、作业布置等）
一、教学要点
1.井内有自然电动势产生是由于储层内阳离子的扩散作用，而阳离子的分布状态和扩散作用都是微观上的，电流的流动也是无法直接看到的，所以本章内容讲解非常困难。要尽量用图形帮助学生理解电动势的产生。
2.通过自然电位的公式，明确决定自然电位大小的因素，进而引出影响自然电位异常的主要因素。
3.自然电位测井的应用是本章的重点内容，让学生重点掌握如何根据自然电位曲线划分储集层以及计算泥质含量
二、教学步骤、方法
第一节 井内的自然电动势（2学时）
1. 通过回顾第一章第二节内容，明确自然电位测井是一种电法测井，并且测量的是地层中自然产生的电位。
2. 说明自然电位产生的原因是不同浓度的溶液相接触时的扩散-吸附作用、盐溶液在孔隙中的渗滤作用等。这些作用都与孔隙水中离子的分布有关，从而引出本节的第一个主要内容：离子在孔隙水中的分布——离子双电层——阳离子交换。
3. 明确了阳离子的分布及扩散作用，推导各种电动势的具体成因及大小，强调扩散电动势、扩散吸附电动势、过滤电动势的概念及公示表达式。
南方医科大学
教 案
2009 — 2010 学年
春季学期
所在单位 药学院
系、教研室 化学教学中心
课程名称 仪器分析
授课对象 药学、临床药学、药物制剂本科2009级
授课教师 段文军
职 称 副教授
教材名称 分析化学
南方医科大学教案首页
授课题目 绪论、第八章 电位法与永停滴定法 第一节 电化学分析法概述、第二节 电位法基本原理 授课形式 讲授
授课时间 2010－2－28 授课学时 2
教学目的
与 要 求 1. 明确本课程的教学目标和学习要求。
2. 了解仪器分析法的定义、分类、特点及发展趋势。
3. 说出参比电极、指示电极的概念和常用的参比电极和指示电极。
基本内容 绪论：仪器分析法的定义、产生、分类、特点、发展、课程目标和学习要求。
第一节 电化学分析法概述：分类、特点。
第二节 电位法基本原理
一、化学电池
重 点
难 点 1. 课程目标和学习要求（重点）。
2. 化学电池的分类和结构（重点）。
主要教学
媒 体 1. Power Point课件
2. 黑板，粉笔
主 要 外
语 词 汇 Electrochemical analysis, instrumental analysis, chemical cell, double electric layer,
phase boundary potential, electrode potential, salt bridge, liquid junction potential, indicator
electrode, reference electrode, potentiometry analysis method.
自然电位测井的研究与应用
自然电位测井是常规电法测井方法之一，应用范围较广泛，主要用于砂泥岩剖面，是划分和评价储集层的重要方法之一。文章从自然电位的成因入手，介绍了自然电位的原理，分析了自然电位曲线的特点，结合现场实际测井经验，阐述了影响自然电位测井的实际因数。
标签：电动势；自然电位；岩性；测井1 地层中自然电位的成因
1.1 自然电位的理论分析
裸眼井中由于泥浆和地层水的矿化度有所不同，地层压力和泥浆柱压力也有差异，会在井壁附近产生电化学过程，产生自然电动势。
（1）扩散电动势（Ed）的产生。如果将两种不同浓度的NaCl溶液放在一个水槽的两端，中间用渗透性隔膜分离时，存在着使浓度达到平衡的自然趋势，即高浓度溶液中的离子受渗透压的作用要穿过渗透性隔膜迁移到低浓度溶液中去，迁移过程中因离子的迁移速率不同，造成溶液接触面两侧富集正负电荷，当接触面附近正、负离子迁移速度相同时，电荷富集停止，但离子还在扩散，达到一种动平衡，此时接触面附近的電动势会保持一定值，这个电动势叫扩散电动势。
（2）扩散吸附电动势（Eda）。将两种不同浓度的NaCl溶液用泥岩隔膜分开，因为泥岩有一种特殊性质。泥质颗粒基本由含有硅或铝的晶体组成，由于晶格中的硅或铝离子被低价的离子所取代，泥质颗粒表面带负电，为了达到电平衡，必须吸附阳离子，这样，就相当于泥岩具有渗透阳离子的能力，而阴离子不能通过，在渗透压的作用下，浓度高的溶液中阳离子会通过泥岩向浓度低的方向渗透，这样就会造成浓度大的一方富集了负电荷，浓度小的一方富集了正电荷。该过程产生的电动势叫扩散吸附电动势。
1.2 测井过程中自然电动势成因分析
在淡水泥浆钻井时，地层水矿化度小于泥浆滤液矿化度，在井筒内，砂岩段靠近井壁的地方负电荷富集，地层内靠近井壁的地方正电荷富集，导致井筒泥浆的电势低于地层电势，因而在砂岩段形成扩散电位；在泥岩段，在井筒内靠近井壁的地方正电荷富集，地层中负电荷富集，导致井筒泥浆的电势高于地层电势。泥浆和地层各具导电性，就像两条导线把以上两种地层串联了起来而形成回路，这样在地层中电流从砂岩段流向泥岩段；在井筒中电流从泥岩段流向砂岩段。在此回路中，地层也充当电阻的作用。用M电极在井筒中测的自然电流在泥浆中产生的电位降即得自然电位曲线。其值在正常情况下与对应地层中泥质含量关系密切，砂岩中泥质含量增加，则电位降下降，异常幅度减小；砂岩中泥质含量下降，则电位降上升，异常幅度增大。
