第一章 自然电位测井

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自然电位测井 1 自然电位测井1.1 自然电场产生（原理）1.2 自然电位测井曲线特征1.3 自然电位曲线应用由于物体的高度h 而具有的能量叫重力势E=mgh重力势在A 点，重力势只与A 的高度h 有关，即A 点与参考零点（地面）的势差。

A类似地电场中任何一点的电势,就是该点相对于参考零点的电势差AOA U =ϕφA φBABo+电势1.1 自然电场产生¾电位与电势的关系？¾自然电位的发现。

（20年代电阻率测量）¾自然电场的产生由于泥浆和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产生电化学过程，结果产生电动势造成自然电场。

（扩散、扩散吸附电动势，牢记！）一、扩散电动势1.1 自然电场产生Cw Cm ------++++++1.1 自然电场产生一、扩散电动势在NaCl溶液中，扩散电动势Ed可写成1.1 自然电场产生二、扩散吸附电动势Cw Cm------++++++阳离子交换1.1 自然电场产生二、扩散吸附电动势Cw>CmfK da 与阳离子交换能力有关若储层中泥质的阳离子交换量较高，则会导致低电阻率油层。

1.2 自然电位曲线特征一、井内总电动势二、自然电位测量（1）自然电位计算1.2 自然电位曲线特征二、自然电位测量（2）曲线测量三、自然电位测井曲线特征曲线以地层中点对称h>4d 时，SP=SSP ，半幅点对应地层界面。

h<4d 时，SP ≠SSP ，h 越小差别越大随h 减小地层界面界线向峰值移动，中点SP 取得最大值。

随h 减小，SP 幅度减小。

三、自然电位测井曲线特征当Cw>Cmf ：负异常（淡水泥浆） 当Cw<Cmf ：正异常（咸水泥浆） 当Cw=Cmf ：无异常¾划分渗透性岩层（半幅点）¾估计泥质含量¾确定地层水电阻率Rw ¾判断水淹层1.3 自然电位曲线应用¾划分渗透性岩层（半幅点）1.3自然电位曲线应用¾估计泥质含量1.3自然电位曲线应用¾确定地层水电阻率（不做要求）1.3自然电位曲线应用¾判断水淹层（不做要求）1.3 自然电位曲线应用。

思考题第一课自然电位测井SP？*1.分析自然电位的成因，写出扩散电动势、扩散吸附电动势、总电动势表达式。

答：自然电场的产生(原理)扩散电动势、扩散吸附电动势、过滤电动势1.扩散电动势产生原因：泥浆和地层水矿化度不同——电化学过程——电动势——自然电场产生过程：溶液浓度不同——离子扩散——离子迁移率不同——两边分别富集正、负离子 (延缓离子迁移速度)——产生电动势(直到正负离子达到动态平衡为止 ) 公式：2.扩散吸附电动势产生原因：泥浆和地层水矿化度不同——产生阳离子交换——产生电动势——自然电场产生过程：溶液浓度不同——带电离子扩散——阳离子交换——孔隙内溶液阳离子增多——浓度小的一方富集正电荷，浓度大的一方富集负电荷产生电动势（扩散吸附）公式：3.过滤电动势产生原因：泥浆柱与地层之间的压差造成离子的扩散。

一般在近平衡钻井情况下不考虑。

总电动势公式：*2.不同Cw、Cmf情况下自然电位测井曲线有哪些特征？1.当Cw>Cmf：（Rmf>Rw,E<0）负异常（淡水泥浆）2.当Cw<Cmf：（Rmf<Rw,E>0）正异常（咸水泥浆）3.当Cw=Cmf：（Rmf=Rw, E=0）无异常，自然电位测井失效*4.自然电位测井曲线在油田勘探开发中应用于哪些方面？1.划分渗透层（半幅点法，砂泥岩剖面较常用）2.估算泥质含量3.地层对比依据： 1)相同沉积环境下沉积的地层岩性特征相似; 2)同一段地层有相同或相似的沉积韵律组合; 3)由1)和2)决定同层、同沉积（相）的SP曲线特征一致。

4.确定、划分沉积相5.确定油水层及油水界面（△USP油小于△USP水）6.识别水淹层(依据 Cw <或> Cwz) 渗透层水淹后SP基线偏移，偏移量与Cw/Cwz(注入)有关7.确定地层水电阻率Rw3.影响自然电位测井的因素有哪些？1.Cw/Cmf影响（地层水矿化度/泥浆滤液矿化度）当Cw>Cmf：（Rmf>Rw,E<0）负异常（淡水泥浆）.当Cw<Cmf：（Rmf<Rw,E>0）正异常（咸水泥浆）当Cw=Cmf：（Rmf=Rw, E=0）无异常，自然电位测井失效2 .岩性影响砂泥岩剖面泥岩(纯泥岩)——基线纯砂岩——SSP(h>4d)当储层Vsh 增大，自然电位幅度△USP（变小）<SSP 靠近泥岩基线3..温度影响温度对离子运动，离子扩散速率有影响不同深度地层温度不同4.地层水、泥浆滤液中含盐性质影响（溶液中离子类型不同，迁移速率不同，直接影响Kd、Kda）5.地层电阻率影响（当地层电阻率较大时，其影响不容忽视。