自然电位测井
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自然电位测井曲线的分析解释自然电位测井曲线是一种常见的地球物理测井方法,通过测量地层自然电位的变化来获取地下地质信息。
本文将对自然电位测井曲线的分析解释进行详细探讨,帮助读者更好地了解和应用该方法。
一、自然电位测井曲线的概述自然电位测井曲线是通过电极在地层中测量地下电场的差异而得到的测井曲线。
电极对地下电场的测量可以反映地层的电性、含水层、岩石类型和地下流体性质等信息。
自然电位测井曲线通常以深度为横坐标,电位值为纵坐标,形成一条随深度变化的曲线。
二、自然电位测井曲线的主要特征1. 深度响应特征:自然电位测井曲线随深度变化,可以发现一些特殊的变化规律,如异常电位值、陡降和平缓变化等。
2. 地层特征反映:自然电位测井曲线能够反映地下地层的一些特征,如含水层界面、地层厚度和地下流体类型等。
3. 岩性识别:不同岩石具有不同的导电特性,自然电位测井曲线可以通过岩性识别来帮助解释地下岩石类型。
4. 地下流体性质分析:自然电位测井曲线的变化可以推测地下流体(如水、油、气)的存在和特性。
三、自然电位测井曲线的解释方法1. 异常值分析:通过对自然电位测井曲线的异常值进行分析,可以判断是否存在异常地层或地下流体的存在。
异常值可能是由含水层边界、地下断层、堆积岩层等引起的。
2. 曲线趋势分析:对自然电位测井曲线的整体趋势进行分析,可以发现地层的变化规律,如地下流体的分布、地层的递增或递减等。
3. 地下流体判别:通过自然电位测井曲线的变化,结合其他地球物理测井数据,可以判别地下流体的类型和性质。
4. 岩性推测:利用自然电位测井曲线与岩石类型的关系,可以对地下岩石进行识别和推测。
四、自然电位测井曲线的应用领域1. 油气勘探:自然电位测井曲线在油气勘探中起到重要的作用,通过分析曲线特征和解释结果,可以确定油气藏的存在和性质。
2. 水源勘探:自然电位测井曲线可以用于水源勘探,通过测量地下含水层的特征,判断水源的位置和质量。
3. 工程应用:自然电位测井曲线在地质工程和水文地质工程中也有广泛应用。
第六章自然电位测井自然电位测井—在井内观测自然电位,并根据自然电位曲线研究钻井剖面的方法。
第一节石油钻井中自然电场产生的原因现象:①自然电位与岩性有关;②自然电位与泥浆及地层水矿化度有关;③个别井中,浅层砂岩与深层砂岩自然电位幅度不同,甚至有仅向现象。
一、电化学电动势1 .扩散电动势两种不同浓度的盐溶液相接触时,离子将由高浓度溶液向低浓度溶液扩散,形成电场。
两种不溶液之间如果以砂岩为隔板,则浓度高一方正电荷多,而浓度低一方负电荷多。
2 .薄膜电动势两种溶液之间如果以泥岩为隔板,由于泥岩因其粘土矿物带负电而在矿物表面吸附一层阳离子薄膜,从而使阳离子通过交换而通过,阴离子不能通过。
结果浓度高一方带负电,浓度低一方带正电,与砂岩恰好相反。
在地层水矿化度高于泥浆矿化度的情况下,在砂泥岩交互的剖面上,在井中测量时砂岩层处为负电位而泥岩层处显高电位,二者幅度之差,即为自然电位异常,这种异常幅度随砂岩层中泥质含量的增大而减小。
这种电动势是石油钻井中自然电位产生的主要原因。
3 .过滤电动势泥浆柱压力通常要大于地层压力,在这种情况下,泥浆滤液将向地层中扩散。
滤液中的离子也将随着液体向地层运动。
由于泥饼以及地层中的泥质对负离子有选择吸附作用,使得液体渗透的孔道中会形成偶电层,从而使渗透通道压力低的一方正离子过剩,而压力高一端则负离子过剩,这种电场称为过滤电动势。
过滤电动势在石油钻井中不是自然电位产生的主要原因。
4 .氧化还原电动势这种电压势是由矿体的部位处于潜水而上、下不同的氧化、还原环境中形成的,是金属矿体和层自然电场产生的主要原因。
第二节影响自然电位曲线幅度和形状的因素自然电位曲线的形状受自然电动势的大小及自然电流的分布的影响。
一、影响自然电动势的因素(忽略过滤电动势)1 )温度2 )岩性—泥质含量3 )泥浆和地层水中电解质成分的影响4 )地层水与泥浆矿化度比值的影响二、影响自然电流分布的因素1 )围岩电阻率2 )地层厚度3 )井径第三节自然电位曲线的应用1 .划分渗透性地层砂泥岩剖面上,渗透性砂岩层在自然电位曲线上有明显的异常显示,由于地层水矿化度往往都高于泥浆矿化度,因而砂岩层异常负值。
自然电位测井自然电位测井的基本原理、曲线形态、影响因素、地质应用。
测量自然电位随井深变化的曲线,用于划分岩性和研究储集层性质。
其测井的基本方法如下:如图所示,在井内放一测量电极M,地面放一测量电极N,将M 电极沿井筒移动,即可测出一条井内自然电位变化的曲线。
要对所测的SP曲线进行地质解释,首先应该了解自然电位是怎样产生的,它与地层的那些件质有关.一、自然电位产生的原因井内自然电位产生的原因是复杂的,对于油气井来说,主要有以下两个原因:①地层水和泥浆含盐浓度不同而引起的扩散电动势和吸附电动势。
②地层压力与泥浆柱压力不同而引起的过滤电动势。
实践证明,在油气井中,这两种电动势以扩散电动势和吸附电动势占绝对优势。
1.扩散电位当两种不同浓度的溶液被半透膜隔开,离子在渗透压作用下,高浓度溶液的离子将穿过半透膜向较低浓度的溶液中移动。
这种现象叫扩散,形成的电位叫扩散电位,在油井中,此种扩散有两种途径:一是高浓度一方通过砂岩向低浓度泥浆中扩散;二是通过泥岩向泥浆中扩散。
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/厘米的电场作用下的移动速度);②温度、压力;③两种溶液的浓度差;④浓度、离子类型及浓度差。
离子由砂岩向泥浆中扩散时,由于Cl-比Na+的运移率大,因此在砂岩高浓度一侧聚集多余的正电荷,而在泥浆中聚集负电荷。
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,经实验,扩散电位Ed可由以下公式求得:Ed=Kdlg(Cw/Cmf)Kd-扩散电位系数,与盐类的化学成份及温度有关。
在井中,18℃时若地层水浓度Cw 等于10倍的泥浆溶液矿化度Cmf时,经理论推算:kd=-11.6mv,其中负号表示低度一方井中的电位低Cmf、Cw-泥浆滤液和地层水矿化度。
当溶液矿化度不高时,溶液浓度与电阻率成反比,即Ed=Kdlg(Cw/Cmf)=Kdlg(Rmf/Rw) Rmf,Rw-泥浆滤液和地层水电阻率12. 吸附电位(隔膜作用-砂岩通过泥岩与泥浆之间交换离子)因为泥岩结构、化学成分等与砂岩不同,因此与泥浆之间形成的电位差大,且符号与扩散电位相反,这是由于粘土矿物表面具有选择吸附负离子的能力。
自然电位测井及应用一、自然电位的产生井内自然电位产生的原因是复杂的,对于油气井来说,主要有以下两个原因:①地层水和泥浆含盐浓度不同而引起的扩散电动势和吸附电动势。
②地层压力与泥浆柱压力不同而引起的过滤电动势。
实践证明,在油气井中,这两种电动势以扩散电动势和吸附电动势占绝对优势。
二、自然电位的曲线特征由于泥岩(或页岩层)岩性稳定,在一个井段内邻近的泥岩自然电位测井曲线显示为一条电位不变的直线,将它作为自然电位的基线,这就是所谓的泥岩基线。
在渗透性砂岩地层处,自然电位曲线偏离泥岩基线。
在足够厚度的地层中,曲线达到固定的偏移程度,后者定为砂岩线。
自然电位曲线的异常幅度就是地层中点的自然电位与基线的差值。
渗透性地层的自然电位可以偏向泥岩基线的左边(负异常),或右边(正异常),它主要取决于地层水和泥浆滤液的对比矿化度,当地层水矿化度大于泥浆滤液矿化度时,自然电位显示为负异常。
当地层水矿化度小于泥浆滤液矿化度时,自然电位显示为正异常。
如果泥浆滤液的矿化度与地层水矿化度大致相等时,自然电位偏转幅度很小,曲线无显著异常。
综上所述,自然电位曲线具有如下特点:(1)当地层、泥浆是均匀的,上下围岩岩性相同时,自然电位曲线对地层中心对称;(2)在地层顶底界面处,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)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;(4)渗透性砂岩的自然电位,对泥岩基线而言,可向左(“负”)或向右(“正”)偏转,它主要取决于地层水和泥浆滤液的相对矿化度。
自然电位曲线的影响因素:A、地层温度的影响:同样的岩层,由于埋藏深度不同,其温度不同,也就造成K d(扩散电位系数)和K da(扩散吸附电位系数)值有差别,这就导致了同样岩性的岩层,由于埋藏深度不同,产生的自然电位曲线幅度有差异。
B、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值的影响:∆U sp主要取决于自然电场的总电动势SSP,而SSP的大小取决于岩性和C w,因此,在一定的范围内,C w和C mf差别大,造成自然C mf电场的电动势高,曲线变化明显。