地球物理测井
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地球物理测井方法与原理
地球物理测井方法与原理地球物理测井是通过对地下层次中的各种物理参数进行检测和分析，从而获取有关地下地质构造、岩性、水文地质等信息的一种方法。
它是石油勘探和开发中的重要手段之一，也是了解地下环境和地质资源的重要手段之一、地球物理测井包括测井原理、测井技术和数据解释三个部分，下面将对地球物理测井的常用方法和原理进行详细介绍。
1.地震测井地震测井是通过发送音波信号到地层中，根据声波在地层中的传播速度和反射特性，来得到地下层次的信息。
它可以判断地层的厚度、速度以及各种地质构造的存在，如断层、岩性变化等。
地震测井一般有声波传播速度测井、声波吸收系数测井和地震反射波形测井等。
2.电测井电测井是利用地下岩石的电性差异，通过测量电阻率、自然电位、电导率等参数，来判断地层的岩性、含水性质等。
电测井主要有浅层电阻率测井和深层电阻率测井两种方法。
浅层电阻率测井是通过测量地层对交流电的阻抗，来反映地层的含水性质和岩性变化。
深层电阻率测井主要用于判断含油气层的位置和含油气饱和度等信息。
3.放射性测井放射性测井是利用地下岩石的放射性元素含量差异，通过测量地层的放射性强度，来推断地层的厚度、含油气性质以及地下水流动等。
放射性测井常用的方法有伽马射线测井、中子测井和密度测井等。
伽马射线测井是通过测量地下岩石放射性元素产生的伽马射线的强度，来判断地层的岩性、厚度以及含油气性质等。
中子测井是通过测量地下岩石对中子的吸收程度，来判断地层的含水性质和含油气饱和度等。
密度测井是通过测量地下岩石的密度，来判断地层的岩性、孔隙度以及含油气性质等。
4.渗透率测井渗透率测井是通过测量地下岩石的孔隙度和渗透能力，来判断地层的渗透性质、含水性质以及含油气性质等。
渗透率测井主要有声速测井、电阻率测井和核磁共振测井等。
声速测井是通过测量地下岩石中声波的传播速度，来判断地层的孔隙度、饱和度以及含油气性质等。
电阻率测井是通过测量地下岩石的电阻率，来推断地层的孔隙度和渗透能力等。
地球物理测井
地球物理测井发展四个阶段
一、模拟记录阶段 从测井诞生到60年代末，都使用模拟记录测 井仪器，用灵敏度高的检流计测量回路电流得到 探测系统测量端间的电位差变化，反映地层物理 参数（电阻率、声波速度等）随深度的变化，记 录在照相纸或胶片上，模拟记录的特点是采集的 数据量小，传输速率低。使用的主要测井方法有 声速（纵波）测井、感应测井和普通电阻率测井， 配之以井径测井、自然电位测井和自然伽马测井 等。
二、数字测井阶段
自60年代来，测井仪器从模拟记录过渡到数字记录。 这是测井技术发展的要求，测井方法的增多，特别是地 层倾角测量的出现和声波变密度测井都要求高速采集地 下信号，此外，某些测井方法要求在井场作一些校正、 补偿和简单的计算，如中子测井计算中子孔隙度、密度 测井进行脊肋校正等。 数字测井仪器增加了用数字磁带机进行数字记录 ，提高了测量精度，增加了可靠性，且便于将测井资料 输入计算机进行处理，与之相应的测井方法是有深、中 、浅探测的电阻率测井，一般是双感应 — 球形聚焦测井 或双侧向 — 微球聚焦测井，三孔隙度测井，即声速测井 、中子孔隙度测井、补偿密度测井；再加上井径测井、 自然伽马测井和自然电位测井，称为常规的“九条曲线 ”测井。
一般由地层和泥浆之间电化学作用和动电学作用产生的。
1、扩散—吸附电位：
纯砂岩 纯泥岩 -11.6 mV/18 C 59.1 mV /18 C
吸附电位
泥岩 -
+
砂岩
2、过滤电位（一般可忽略）： 泥浆柱与地层之间存在压差时，液体发 生过滤作用产生的。
+ 扩散电位
泥岩
+ + + — — — — — + + +
6地球物理测井部分
地球物理测井试题及答案
地球物理测井试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 地球物理测井中，常用的自然电位测井方法是基于哪种物理现象？A. 热电效应B. 压电效应C. 自然电位效应D. 磁电效应答案：C2. 下列哪项不是地球物理测井的主要用途？A. 确定岩层的物理特性B. 确定岩层的化学成分C. 确定岩层的孔隙度D. 确定岩层的渗透性答案：B3. 在测井过程中，如果测得的电阻率随深度增加而增加，可能意味着什么？A. 岩层含水B. 岩层含油C. 岩层含气D. 岩层干燥答案：B4. 声波测井中，声波在不同介质中的传播速度差异主要取决于哪种因素？A. 温度B. 压力C. 密度D. 岩石的矿物组成答案：C5. 放射性测井技术中，通常使用的放射性同位素是？A. 铀-238B. 钍-232C. 钾-40D. 镭-226答案：C6. 地球物理测井中，伽马射线的穿透能力与哪种因素有关？A. 伽马射线的能量B. 岩石的密度C. 岩石的孔隙度D. 岩石的湿度答案：A7. 测井曲线上出现异常高值，可能指示了哪种地质现象？A. 断层B. 岩浆侵入C. 沉积层的不整合D. 地层的侵蚀答案：A8. 地球物理测井中，哪种测井方法可以用于确定地层的孔隙度？A. 电磁测井B. 声波测井C. 电阻率测井D. 密度测井答案：C9. 在测井曲线分析中，如果测得的伽马射线强度增加，可能意味着？A. 地层含水B. 地层含油C. 地层含气D. 地层含盐答案：D10. 地球物理测井中，下列哪项技术主要用于确定地层的渗透性？A. 电磁测井B. 声波测井C. 电阻率测井D. 核磁共振测井答案：D二、填空题（每空1分，共20分）1. 地球物理测井中，_________测井法可以提供地层的孔隙度信息。
答案：电阻率2. 声波测井技术中，声波在地层中的传播速度与地层的_________有关。
答案：密度3. 在地球物理测井中，_________测井法常用于识别岩层中的裂缝。
地球物理测井概论
地球物理测井概论
地球物理测井是指以地球物理学的理论和技术来研究和测量地下岩石的结构特征、物质属性及其变化规律，采集、分析、处理地球物理资料，进而获取地下构造、岩性、成因及其它不可见物质成分等信息，或为地质勘探、矿产调查和地质灾害防治提供依据的一种详尽的“深入地下”的技术与方法的总称。
随着社会的发展和科学技术的普及，地球物理测井，俗称“测井”，也和建设、投资项目紧密相关，它是针对建设区附近地层异常、地埋管线、地下空间等情况，通过测量地下岩石层的构成、位置、厚度、水性等定量数据，充分挖掘工程用地空间本质，对建设项目是否可行提供有力的支持。
在地球物理测井中，采用连续振动地震技术，通过不断发射同频率的声波，实
现地下构造的介质参数的测量，掌握岩石层的厚度、变化趋势、漏失或断裂等信息；采用时反差管理技术，通过测量声波的二次反射，来获取地层的位置、厚度信息；采用震源接收方法，全面掌握地下矿层的位置、厚度及组成等特征，用测井定位进行埋藏物质、探测异常体及水文地质分布范围等；采集测井曲线后，运用有关理论来分析地层变化，把这些曲线复原成地层实际横截面，从而来估计工程用地背景情况，为建设项目提供有力的参考。
总之，地球物理测井具有重要的建设应用价值，为工程设计及施工布置提供关
键的参考，通过深入地下，更好地洞察地质情况，是建筑项目实施有序、科学可行的基础。
地球物理测井
二、普通电阻率测井
在井中测量被钻孔穿过的矿、岩层的电阻率，并根据电 阻率的差异，来划分钻孔地质剖面，研究和解决井下的一些 地质问题的测井方法。
普通电阻率测井又称视电阻率测井，它是使用最早、应用 较广的电阻率测井方法 。
1、测量原理
A——供电电极 B——供电回路电极 M、N——测量电极
供电回路
测量回路
电源 B
检流计
A
电极矩
M
o
N
井下介质电阻率的测定
当电极B位于无穷远处时，距供电电极A一定 距离的测量电极M、N两点是的电位差为：
IR 1 1
U MN
UM
UN
4
( AM
) AN
解上式得 : 4 AM AN UMN K UMN
MN
I
I
K是与各电极之间距离有关的系数，称为电极系 系数。A、M、N组成电极系电极之间的距离是固 定的，因此电极系系数K是一个常数。
1）岩矿石的岩性； 2）岩石孔隙中地层水性质； 3）岩石的孔隙度以及孔隙结构； 4）孔隙中流体性质及其含量; 5)岩石中泥质成分(泥质含量影响岩石的导电性)。
1）岩矿石的岩性
岩石是由矿物和孔隙中流体以及胶结物组成，大多数沉积岩，当 其不含导电流体时，由造岩矿物组成的岩石骨架几乎是不导电的。 许多沉积岩之所以能导电，则是因为它们在地下不同程度的具有 一定的孔隙，在其中充填了一定数量的盐水溶液造成的。于是， 电流通过孔隙水流过岩石，岩石因此具有了一定的导电性。
本章主要内容：
（1）普通电阻率测井 （2）侧向测井 （3）电化学测井
石墨、无烟煤等电阻率很低
主要岩矿石电阻率及其变化范围
ρ沉＜ρ变＜ρ火
地球物理测#(第三章)中子测井
中子测井的优缺点分析
优点
能够测量地层的孔隙度、含油饱 和度等参数，不受地层水矿化度 影响，测量精度较高。
缺点
对地层岩性敏感度较低，不适用 于所有地层，且对放射性同位素 源依赖较大。
03
中子测井的实际应用
油气勘探中的中子测井
确定地层孔隙度
中子测井通过测量地层中热中子的衰 减程度，可以推算出地层的孔隙度， 进而评估油气储量。
智能化和自动化
利用人工智能和机器学习技术，实现中子测井数据的自动解释和异常 检测。
中子测井与其他地球物理方法的结合
与电阻率测井结合
利用中子测井和电阻率测井的互补性，提高对地层性质的识别精 度。
与地震勘探结合
将中子测井与地震勘探数据相结合，提高对地下构造和油气藏的探 测精度。
与磁力勘探结合
利用中子测井与磁力勘探的联合测量，实现对地层和油气藏的全方 位探测。
中子源的选择与使用
放射性同位素源
常用的有镅-241和铯-137等，具有稳定、安全、 寿命长的特点，但需定期更换。
加速器源
能够产生高能中子，适用于深井和复杂地层，但 设备成本和维护成本较高。
混合源
结合同位素源和加速器源的特点，具有较好的综 合性能。
中子探测器的设计与选择
01
02
03
探测器材料
常用有锗、硅等半导体材 料，要求具有高灵敏度、 低噪音和稳定性。
识别油气层
确定地层岩性
中子测井通过测量地层中热中子的速 度和扩散系数，可以推断地层的岩性 和矿物组成，进而评估油气勘探的潜 力。
中子测井能够检测到地层中的油气层， 通过测量地层中氢的含量和分布，判 断油气层的存在和分布情况。
煤田勘探中的中子测井
地球物理测#(第三章)核测井GR测井
Wi—为第i个能量窗的计数率 Ai、Bi、Ci—用刻度井得到的第 I能量窗的刻度系数 ：统计因子 Th、U、K：表示钍、铀、钾的含量
地球物理测井—放射性测井
自然伽马能谱测井（NGS）
输出的测井曲线：SGR （GR总计数率） THOR钍含量 URAN铀含量 POTA钾含量
地球物理测井—放射性测井 三、NGS曲线应用
自然伽马能谱测井（NGS）
自然伽马能谱测井的地质依据，是U、Th, K在矿物和 岩石中的分布规律与岩石的矿物成分、成岩环境和地下 水活动有关。 一般说来，普通粘土岩中钾和钍含量高，而铀的含量 较低（相对于钾和钍）。据 Belk-nap, W. B. 等人由 200 块不同种类的粘土岩取得的分析数据，粘土岩中放射性
钾系的特征谱：1.46Mev
钍系的特征谱：2.62Mev
铀系的特征谱：1.76Mev
P128
在特征能量峰处的伽马射线的强度最大
地球物理测井—放射性测井
自然伽马能谱测井（NGS）
二、NGS的测井原理
核心部分是：多道分析器。 能够测量分析伽马射线的能谱 将能谱分为五个能级窗 两个低能窗、三个道能窗 W1：0.15-0.5 Mev W2:0.5-1.1Mev W3:1.32-1.575Mev （钾窗） W4:1.65-2.39Mev （铀窗） W5:2.475-2.765Mev（钍窗）
自然伽马测井
砂泥岩剖面（骨架不含放射性矿物）
随着泥质含量的增加， GR值增加。 泥岩-高值；砂岩-低值
GR 泥 岩 砂 岩
碳酸盐岩剖面相同
泥 岩
H
砂 岩
地球物理测井—放射性测井
地球物理测井—放射性测井
给定岩性剖面，请定性的画出GR曲线。 GR 泥灰岩 灰岩 泥岩
核磁共振测井原理通俗理解
核磁共振测井原理通俗理解核磁共振测井（Nuclear Magnetic Resonance Logging）是一种地球物理测井技术，通过检测岩石中的核磁共振信号来获取地层的物性信息。
它通过利用岩石中含有的核磁共振现象，来确定地层的孔隙度、渗透率、含水饱和度等参数，从而提供地质勘探和油气开发中的重要参考数据。
核磁共振测井原理的核心是基于核磁共振现象。
核磁共振是一种原子核的性质，即具有自旋的原子核在外加磁场作用下会发生共振现象。
在地球物理勘探中，主要利用的是岩石中的氢原子核，即水分子中的氢原子核。
当岩石中的氢原子核处于一个外加磁场中时，它们会在磁场的作用下产生不同的能级，这些能级之间可以发生能量的吸收或释放。
如果在外加磁场的基础上再加入一个与核磁共振频率相同的电磁波，就可以使氢原子核从一个能级跃迁到另一个能级，并吸收或释放能量。
这个过程是通过测量共振信号的强度和频率来实现的。
在核磁共振测井中，探测器通过向地层中发射射频信号，并同时接收反射回来的信号。
当射频信号的频率与地层中的氢原子核的共振频率相同时，氢原子核会吸收能量并发出共振信号。
通过测量反射信号的强度和频率，可以得到地层中氢原子核的共振信号，进而推断出地层的物性参数。
核磁共振测井技术的优势在于可以对地层进行非侵入式测量，避免了传统测井方法中可能引起地层损伤的问题。
同时，由于核磁共振信号与地层中的水含量直接相关，因此可以准确地估计地层中的含水饱和度，这对于油气勘探和开发具有重要意义。
除了含水饱和度，核磁共振测井还可以用来获得地层的孔隙度和渗透率等信息。
孔隙度是指地层中孔隙的比例，是一个反映地层储集性能的重要参数；渗透率则是指地层中流体流动的能力，是评价地层透水性的重要指标。
通过测量地层中氢原子核的共振信号，可以计算出地层的孔隙度和渗透率，从而帮助人们更好地了解地层的储集性能和流体运移规律。
核磁共振测井是一种基于核磁共振现象的地球物理测井技术，通过检测地层中的核磁共振信号来获取地层的物性信息。
地球物理测井、生产测井简介
密度、声波等等），然后利用这些物理参数和地质信息（泥质
含量、孔隙度、饱和度、渗透率等等）之间应有的关系，采用 特定的方法把测井信息加工转换成地质 信息，从而研究地下 岩石物理性质与渗流特性，寻找和评价油气及其它矿藏资源。
测井的起源及发展历程 测井起源于法国，1927年法国人斯仑贝谢兄弟发明了电
测井，开始在欧洲用于勘探煤和气。中国使用电测井勘探石
地球物理测井、生产测井简介
前言
地球物理测井是应用地球物理学的一个分
支，简称测井。它是在勘探和开发石油、天然 气、煤、金属矿等地下矿藏过程中，利用各种 仪器测量井下地层的各种物理参数和井眼的技 术状况，以解决地质和工程问题的一门学科。
• 测井的基本原理
测井是用多种专门仪器放入钻开的井内，沿着井身测量钻井 地质剖面上地层的各种物理参数（电阻率、自然电位、中子、
测井资料的采集－下井仪器
下井仪器主体是探测器，还有电子线路、机 械部件及钢外壳。探测器将地层的物理性质
转换成电信号。
测井资料的采集－地面记录仪
地面记录仪是在地面给井下仪器供电，对井下
仪器实行测量控制，接受和处理井下仪器传来的测 量信号，并将测量信号转换成测井物理参数加以记 录。 多线记录仪
数字磁带测井仪
油和天然气，始于1939年12月，奠基人是原中国科学院院士、
著名地球物理学家翁文波教授，测的第一口是四川巴县石油
沟油矿1号井。
60多年来，中国测井仪器经历了四次更新换代，第一 代－半自动测井仪；第二代－全自动测井仪；第三代－
数字测井仪；第四代－数控测井仪。海洋测井一直走在
中国测井的前列，已经完成了第四代测井仪器的转化工 作。目前，中国正在研制或者引进第五代测井仪器－成 像测井仪，将作为21世纪更新换代的新产品！
地球物理测井方法原理
地球物理测井方法原理地球物理测井是一种通过测量地下岩石和地层性质的物理参数来获取地质信息的方法。
它是石油勘探和开发中非常重要的技术手段之一，能够提供有关地层构造、储层性质和油气藏特征等方面的关键信息。
本文将详细介绍地球物理测井方法的原理。
一、电测井原理电测井是利用电性差异来识别地层的一种方法。
在地下，地层岩石中的含水层和非含水层具有不同的电导率，因此可以通过测量地层的电导率差异来判断地下岩石的性质。
电测井主要分为直流电测井和交流电测井两种类型。
直流电测井通过测量地下岩石对直流电流的电阻或电导进行分析，从而得到地层的电阻率信息；交流电测井则是通过测量地下岩石对交变电流的电抗或电导来分析地层的电阻率和介电常数等参数。
二、声波测井原理声波测井是利用声波在地层中传播的特性来获取地下岩石的物理参数。
在地球物理测井中常用的声波测井方法有声阻抗测井和声波传播时间测井。
声阻抗测井是通过测量声波在不同地层之间的反射与透射情况来识别地下岩石的性质，从而推断出地层的压力、孔隙度、饱和度等信息；而声波传播时间测井则是通过测量从发射器到接收器之间声波传播的时间差来计算声波的传播速度，从而间接得到地层的密度和弹性模量等参数。
三、放射性测井原理放射性测井是利用地下岩石和地层中放射性元素的衰变活动来探测地层的一种方法。
具体来说，放射性测井主要分为γ射线测井和中子测井两种类型。
γ射线测井通过测量地层中γ射线的强度来分析地下岩石中含有的放射性元素的含量和分布情况，从而推断出地层的密度、孔隙度和含油气性质等信息；中子测井则是通过测量地层中的中子活动度来获取地下岩石的密度和含水饱和度等参数。
四、导向测井原理导向测井是利用电磁信号在地下传播的原理来确定地层的导电性和磁性特性。
常用的导向测井方法有电磁测井、自然电位测井和磁测井等。
电磁测井通过测量地下岩石中对电磁信号的响应来分析地层的导电性，从而获得地层的含水饱和度等信息；自然电位测井是通过测量地下岩石产生的自然电位来研究地下水流动和地层的渗透性等特性；磁测井则是通过测量地下岩石的磁场分布来判断地层的磁性特性和岩石类型等参数。
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rm
• 地层水和泥浆滤 液中的含盐浓度 及盐的类型
⑴ 矿化度不同时， Cw/Cmf不同；
⑵ 盐的类型不同时， K值不同。
a
47
1.3.1 自然电位测井的影响因素
U SP I rm
U SP
rm
ES ri rt rsh
rm
K lg C w
U SP
rm
C mf ri rt rsh
任一种条件得不到满足时, 就会引起自然电位曲线的基 线偏移
a
39
1.2.1 自然电位测井曲线的特点
• 基线偏移的示例
a
40
1.2.1 自然电位测井曲线的特点
• 在砂泥岩剖面中，渗 透层的自然电位曲线 出现明显的异常。
Cw>Cmf时，出现负异常； Cw<Cmf时，出现正异常； Cw=Cmf时，无异常。
a
13
3.1.2.1 扩散作用与扩散电位
a
14
3.1.2.1 扩散作用与扩散电位
• 当具有不同矿化度的两种流体相接 触时，离子将从浓度高的地方向浓 度低的地方移动，这种现象我们称
为扩散作用。
a
15
3.1.2.1 扩散作用与扩散电位
• 在扩散过程中，正、负离子迁移率（速度）不同， 通常是负离子快，这样在某一时刻通过同一截面 的正离子数与负离子数不同，结果是浓度低的一 侧形成了负离子（电荷）的富集，而浓度高的一 侧形成了正离子（电荷）的富集，从而产生了扩
a
30
1.1.3 油井中的自然电场
• 这三种电动势尤如三 个电池，它们通过导 体（岩石）连接，形 成回路，回路的总电 动势：
Es (Kd Ka)lgCCm2f
a
31
1.1.3 油井中的自然电场
• 这三种电动势尤如三 个电池，它们通过导 体（岩石）连接，形 成回路，回路的总电 动势：
Es
K lg
C2 Cmf
• 厚层的半幅点对应于层界面
a
53
1.4.1 划分渗透层并确定渗透层界面的位置
对于碳酸盐岩剖面： ⑴纯碳酸盐岩剖面：
①各种致密的的碳酸盐岩因无离子扩 散所以不产生电位；
②致密层中所夹的渗透层，虽然产生 了扩散电位和扩散吸附电位，但在与致 密层的分界处不能构成自然电流的回路， 只能在井内上下扩散。
所以纯地层碳酸盐岩剖面的SP曲线基 本上是一条直线，即无法辨别渗透层。 ⑵泥岩中夹的孔隙性碳酸盐岩：
后来、道尔、威利、费多尼、斯卡拉和 安德森等人对这一现象进行了研究，同时， 自然电位测井（SP）也就诞生了。
a
4
3.1 自然电位的成因
研究结果表明: 油井中的自然电位是
自然电场的作用而产生的, 而自然电场一般是由地层 与井眼流体之间发生的电 化学作用和动电学作用而 产生的 。
a
5
3.1.1 动电学作用与动电学电位
所产生的。
a
24
1.1.3 油井中的自然电场
Ek
AP Rmf
Ed KdlgC Cm wfKdlgRRm wf
Ea KalgCCmwfKalgRRmwf
注意：扩散电位和扩散吸附电位产生的
重要条件是：Cw≠Cmf。
a
25
1.1.3 油井中的自然电场
• 若砂岩的地层水矿化 度为C2，泥岩的地层 水矿化度为C1，泥浆 滤夜的矿化度为Cmf，
• 动电学作用通常 也称为过滤作用, 这里的过滤作用 指的是泥浆中的 正、负离子有选 择性地通过某一 介质(地层) 。具 有解释如下：
a
6
3.1.1 动电学作用与动电学电位
• 当泥浆柱压力与地 层压力不平衡时(一 般是泥浆柱的压力 略大于地层压力)， 如果地层具有一定 的渗透性，则泥浆 滤液将通过井壁渗 入地层。
a
19
1.1.2.2 扩散吸附作用与扩散吸附电位
扩散时，如果地层 的固体颗粒（泥质）的 表面带有了强的负电荷 之后，固体颗粒将阻止 负离子的通过（好象负 离子被吸附住了一样）， 这种现象我们称之为扩 散吸附作用。
a
20
1.1.2.2 扩散吸附作用与扩散吸附电位
由于扩散吸附作用，其结果是浓 度高的一侧形成了负离子（电荷）的 富集，而浓度低的一侧形成了正离子 （电荷）的富集，从而产生了扩散吸 附电位。
由于以上因素的影响,通常有：
ΔUsp≤ Es
测井习惯上把Es叫静电自然 电位记作SSP（即SSP=Es）；
ΔUsp为自然电位异常幅度 （或假自然电位）记作PSP（即 PSP=ΔUsp）。
a
51
1.4 自然电位测井曲线的应用
a
52
1.4.1 划分渗透层并确定渗透层界面的位置
• 在砂泥岩剖面中渗透层通常 有自然电曲线异常现象: 曲线为Cw>负Cm异f时常，；渗透层的SP 曲线为Cw<正Cm异f时常，；渗透层的SP C析mf资,对料至某及于一钻Cw地是井区大的可于泥通还浆过是资水小料分于确 认。事实上,根据泥岩基线 这一点已很容易判断,
a
32
1.1.3 油井中的自然电场
• 在该电动势作用下，就产生了自然电 流，界面处的电流密度最大。
a
33
1.2 自然电位测井曲线
• 由于动电学作 用和电化学作 用，使井眼中 存在着自然电 流，而且电流 总是从电位高 的地方流向电 位低的地方。
a
34
1.2 自然电位测井曲线
当测量电极 在井中移动时， 就可测得井中各 点的自然电位值， 即自然电位曲线。
3 自然电位测井（SP）
a
1
3 自然电位测井（SP）
a
2
3 自然电位测井（SP）
斯仑贝谢1928年发 现了这样的现象：在未 通电的情况下，井中电 极（M）与位于地面的电 极（N）之间存在着电位 差，而且该电位差随着 地层的不同而变化。另 外，电位差的变化规律 性很强。
a
3
3 自然电位测井（SP）
a
49
1.3.1 自然电位测井的影响因素
U SP I rm
U SP
rm
ES ri rt rsh
rm
K lg C w
U SP
rm
C mf ri rt rsh
rm
• 井径和侵入影响
(1) rm=Rm×L/S S—井眼截面积
(2) ri=Ri×L/S L=di/2
a
50
1.3.1 自然电位测井的影响因素
其特点与砂泥岩剖面的相同。
a
54
1.4.1 划分渗透层并确定渗透层界面的位置
• 对于膏岩剖面：
⑴ 石膏、硬石膏、岩盐等为不含自 由水的致密层，故不产生自然电位
⑵ 泥浆在循环的过程中，溶解盐层， 使于可高能使CCmwf从是泥很而即浆快不使成升产产 为高生生 良，自自 导一然然 体方电电 ，面位位 自可，， 然能另也电使一因位Cm方异Cf接m面很常近 幅度很小。
散电位。
a
16
3.1.2.1 扩散作用与扩散电位
Ed
Kd
log aw amf
式中 K d ——扩散电位系数，主要取决于溶液的
离子成分、溶液的温度；
a w ——地层水的电化学活度，与地层水的含盐
浓度 C w、盐的类型和温度有关， aw fCw ，f 为 活度系数。
a mf ——泥浆滤液的电化学活度， amf fCmf
rm
• 温度的影响：
⑴ 温度的变化引起 K值的变化，
⑵ 温度对电阻率的 影响明显。
a
48
1.3.1 自然电位测井的影响因素
U SP I rm
U SP
rm
ES ri rt rsh
rm
K lg C w
U SP
rm
C mf ri rt rsh
rm
• 地层厚度的影响 r=R×L/S S=h×井眼的周长
Ek
A P Rmf
其中:ΔP—泥浆柱与地层间的压力差；
Rmf—泥浆滤液的电阻率； μ—泥浆滤液的粘度
A—过滤电位系数(与地层水的矿化度、化
学成分、所通过的介质的类型及泥浆滤液的
性质有关)
a
12
3.1.2 电化学作用与电化学电位
• 油井中的电化学作用主要包括两种： 一种是扩散作用，另一种是扩散吸附 作用。
Ea1
Ka
lg
C1 Cmf
a
28
1.1.3 油井中的自然电场
• 在砂岩和泥岩的接触面 上，由于扩散吸附作用， 产生的扩散吸附电动势 Ea2为：
Ea2
Ka
lg
C1 C2
a
29
1.1.3 油井中的自然电场
• 这三种电动势尤如 三个电池，它们通 过导体（岩石）连 接，形成回路，回 路的总电动势：
E sK dlg C C m 2 f K alg C C m 1 f K alg C C 1 2
• 泥浆滤液通过孔道进入
地层时，带走正电荷
(阳离子)，在地层一侧
形成正电荷的富集，而
井眼中的正电荷填补被
带走正电荷所形成的空
缺,这样井眼中就有了
过剩的负电荷，从而产
生了过滤电位（动电学
电位）。
a
10
3.1.1 动电学作用与动电学电位
• 动电学电位（过滤电位）的大小：
Ek
A P Rmf
aHale Waihona Puke 113.1.1 动电学作用与动电学电位
a
17
1.1.2.1 扩散作用与扩散电位
Ed KdlgC Cm wfKdlgRRm wf
式中 Cw、Cmf—地层水和泥浆滤液的浓 度；
Rw、Rmf—地层水和泥浆滤液的电 阻率。
a
18
1.1.2.2 扩散吸附作用与扩散吸附电位