自然电位及自然伽马
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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?沉积岩石在水中沉淀的岩石碎屑或者矿物经胶结压实而成,其结构可视为矿物骨架与空隙中流体的组合。
1.声波时差曲线:在泥砂岩剖面上,砂岩显示低时差,其数值随孔隙度的不同而不同;泥岩一般为高时差,其数值随压实程度的不同而变化;页岩的时差介于泥岩和砂岩之间;砾岩的时差一般都较低,并且越致密声波时差值越低.在碳酸盐剖面上,致密石灰岩和白云岩声波时差最低,如含有泥质时,声波时差增高,若有孔隙和裂缝,声波时差明显增大,甚至出现周波跳跃.石膏岩盐剖面,渗透性砂岩最高?,泥岩(含钙质、石膏多)与致密砂岩相近,泥质含量高时增大,岩盐扩径(井直径)严重,周波跳跃?气体比油水的时差要大的多,岩性一定时候,含气层段出现周波跳跃。
2.自然Gamma曲线:在泥砂岩剖面上,纯砂岩在自然Gamma曲线上显最底值,泥岩显最高值,粉砂岩和泥质砂岩介于二者之间,并随着岩层中泥质含量增加曲线幅度增加;在碳酸盐剖面上,泥岩和页岩显最高值,纯的石灰岩、白云岩有最低值,而泥灰岩、泥质石灰岩、泥质白云岩自然Gamma测井曲线值介于二者之间,并随泥质含量增加幅值增大.3.微电极测井曲线中砂岩异常幅度差大于粉沙岩异常幅度差.4.泥岩在密度测井曲线上值较高而煤层密度测井值在剖面上看很低5.在淡水泥浆的沙泥岩剖面井中,自然电位测井曲线以大断泥岩层部分的自然电位曲线为基线,此时出现负异常的井段都可认为是渗透性岩层。
在含有泥质的砂岩中由于泥质对溶液产生吸附电动势使总电动势降低。
所以纯砂岩的自然电位异常幅度要比泥质岩石的异常幅度大,而且随着砂岩中泥质含量的增加,自然电位异常幅度会随之减小自然电位与自然伽马对砂岩泥岩都很敏感,但是自然电位容易受到流体性质、岩层厚度的影响,含油气或者薄层时,幅度很低。
粉砂和泥的比值大于1:2,幅度趋于0.自然伽马虽然也受到层厚影响,层厚小于0.8米时才开始显现影响。
以上为一般情况(正常压实),如果欠压实,情况相反,砂岩出现高时差,如渤海湾明化镇组所以具体地区具体问题具体分析(要根据岩心资料建立具体解释模型)6.感应测井为了获取井下地层的原始含油饱和度资料,用油基钻井液钻井;为了不破坏井下地层的渗透率,有时采用空气钻井;这时井中没有导电介质,不能传导电流,为了解决这个问题,发明了感应测井。
【新提醒】测井沉积特征分析测井沉积学概念及解释模型地层泥质含量地层中泥质含量的大小和泥质类型,通常可以根据地区的实际情况,应用泥质指示测井,即自然电位和自然伽马测井、自然伽马能谱资料加以确定。
对于地层当中由于某种原因,无法应用自然电位和自然伽马测井时,可应用中子、电阻率对泥质进行确定。
矿物成分识别:中子-密度;骨架识别图地层的矿物成分的识别,则是应用交会图技术,如中子-密度交会图、M-N交会图、骨架识别图进行确定的。
地球化学测井、成象测井、地层倾角测井测井相分析及地质解释模型的概念一、测井相定义测井相是由法国地质学家O.Serra于1979年提出来的,目的在于利用测井资料(即数据集)来评价或解释沉积相。
他认为测井相是“表征地层特征,并且可以使该地层与其它地层区别开来的一组测井响应特征集”。
事实上,这是一个n维数据向量空间,每一个向量代表一个深度采样点上的几种测井方法的测量值,如自然伽马(GR)、自然电位(SP)、井径(CAL)、声波时差(AC)、密度(DEN)、补偿中子(CNL)、微球型聚焦电阻率(RXO)、中感应电阻率(RIM)、深感应电阻率(RID)这样一个9维向量就是一个常用的测井测量向量。
用测井测量值进行计算机处理结果,如孔隙度(?)、饱和度(Sw)、渗透率(K)、骨架参数Vmal,Vma2,Vma3…及泥质含量(Vsh)、粉砂指数SI等来表征。
测井相分析就是利用上述测井响应的定性方面的曲线特征以及定量方面的测井参数值来描述地层的沉积相,实际确定沉积相中还有赖于地层倾角测井、自然伽马能谱等多方面的资料。
测井系统愈完善,测井质量愈好,测井相图反映实际地层沉积相的程度也就愈好。
曲线测井相分析就是从一组能反映地层特征的测井响应中,提取测井曲线的变化特征,包括幅度特征、形态特征等以及其它测井解释结论(如沉积构造、古水流方向等),将地层剖面划分为有限个测井相,用岩心分析等地质资料对这些测井相进行刻度,用数学方法及知识推理确定各个测井相到地质相的映射转换关系,最终达到利用测井资料来描述、研究地层的沉积相。
浅谈三条测井曲线作者:汝西来源:《活力》2014年第12期1 引言油气是储存于地下深处的储层中,在油田勘探和开发阶段,测井资料解释已成为正确认识和掌握油田地质情况的有效手段。
而自然伽玛曲线、自然电位曲线、微电极曲线是测井资料解释图中最常用的曲线,下面我们来介绍这三种曲线。
2 测井曲线:自然电位、微电极、自然伽玛曲线2.1 自然电位曲线特点2.1.1 当地层、泥浆是均匀的,上下围岩岩性相同,自然电位曲线对地层中心对称。
2.1.2 在地层顶底界面处,自然电位变化最大,当地层厚度(大于4倍井径)时,可用曲线半幅点确定地层界面。
2.1.3 测量的自然电位幅度,为自然电流在井内产生的电位降,它永远小于自然电流回路总的电动势。
2.1.4 渗透性砂岩的自然电位,对泥岩基线而言,可向左或向右偏转,它主要取决于地层水和泥浆滤液的相对矿化度。
2.2微电极曲线的特点2.2.1 泥岩层:非渗透地层曲线无幅差,或很小的正负不规则的幅度差,曲线呈直线状;2.2.2 砂岩层:渗透性地层微电位幅度大于微梯度的幅度,正幅度差;2.2. 3钙质层:微电极幅度很高,呈锯齿状。
2.3 自然伽玛曲线的特点2.3.1 曲线对称于地层中点,在地层的中点处有极大值或极小值反映放射性的大小;2.3.2 当地层厚度小于三倍的钻头直径d。
时,极大值随地层厚度增大而增大(极小值随地层厚度增大而增大而减小)。
当地层厚度大于等于3倍钻头直径(h≥3d。
)时,极大值(极小值)为一个常数;与地层厚度无关,与岩石的自然放射性强度成正比;2.3.3当h≥3d。
时,由曲线半幅点确定地层厚度等于地层真厚度。
当h3三条测井曲线的应用3.1确定岩性由于不同岩层在自然电位、微电极曲线上有不同的特征,根据这些特征我们能够定性地判断岩性。
3.2划分砂、泥岩剖面的渗透性地层3.2.1自然电位曲线,当泥浆滤液电阻率Rmf大于地层水电阻率Rwf时,渗透性地层在自然电位曲线上显示负异常,反之,当Rmf3.2.2微电极曲线,在钻井过程中,由于钻井工程上的需要,总是井内泥浆柱的压力大于地层压力,因此在渗透性地层的井壁上形成泥饼,并有侵入带存在。
1.自然电位测井:进行自然电位测井时,将电极N 放在地面,电极M 用电缆送至井下,沿井轴提升电极M 测量自然电位随井深的变化,所记录的自然电位随井深变化的曲线叫自然电位测井曲线1.扩散电动势:在扩散过程中,各种离子的迁移速度不同,这样在低浓度溶液一方富集负电荷,高浓度溶液富集正电荷,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 。
2.扩散吸附电动势:泥岩薄膜离子扩散,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吸附扩散电动势,记为Eda 。
3.自然电位负异常:当地层水矿化度大于泥浆滤液矿化度时,储集层自然电位曲线偏向低电位一方的异常称为负异常。
4.自然电位正异常:当地层水矿化度小于泥浆滤液矿化度时,储集层自然电位曲线偏向高电位一方的异常称为正异常。
5、梯度电极系:成对电极之间的距离小于单电极到相邻成对电极之间的距离,即AM MN <6、泥浆低侵:地层孔隙中原来含有的流体电阻率,比渗入地层的泥浆滤液电阻率高时,泥浆滤液侵入后,浸入带岩石电阻率降低。
它一般出现在地层水矿化度不很高的油层7、泥浆高侵:地层孔隙中原来含有的流体电阻率较低,电阻率较高的泥浆滤液侵入后,使侵入带岩石电阻率升高。
它多出现在水层8、电位电极系:成对电极间的距离大于单一电极最近的一个成对电极之间的距离的电极系。
9、理想电位电极系:成对电极间距离趋向无穷大的电极系叫~10、地层因素:含水岩石的电阻率与所含地层水电阻率的比值总是一个常数,它只与岩样的孔隙度,胶结情况和孔隙形状有关,而与饱和含在岩样孔隙中的地层水电阻率无关。
这个比值定义为~。
11、理想梯度电极:成对电极之间距离趋近于零的电极系叫~。
12、成对电极:在电极系中A 与B (或M 与N )叫~。