第1章2 电法测井-自然电位测井.ppt

1.3 自然电位测井(SP log) 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。 一、自然电位产生的原因 1.扩散电位 当两种不同浓度的深液被半透膜隔开，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。 2. 吸附电位(隔膜作用-砂岩通过泥岩与泥浆之间交换离子)  3.过滤电位： 这种电动势是由于泥浆柱与地层之间存在压力差，泥浆滤液通过泥饼或泥质岩石渗滤形成的。 通常，泥浆柱的压力大于地层压力，并在渗透性岩层(如砂岩层)处，都不同程度的有泥饼存在。由于组成泥饼的泥质颗粒表面有一层松散的阳离子扩散层，在压力差的作用下，这些阳离子就会随着泥浆滤液的渗入向压力低的地层内部移动。于是在地层内部一方出现了过多的阳离子，使其带正电，而在井内泥饼一方正离子相对减少，使其带负电，从而产生了电动势。由此形成的电动势，叫做过滤电动势。显然它的极性与扩散电动势相同，即井的一方为负，岩层的一方为正。 过滤电动势Ef的大小与泥饼两边的压力差ΔP和泥浆滤液的电阻率Rmf成正比，而与泥浆滤液的粘度μ成反比，即 Kf –过滤电位系数，与溶液的成分有关； ΔP –压力差，单位为大气压； μ –过滤溶液的粘度，厘泊； 压差悬殊，泥饼未形成以前，过滤电位有较大的显示。 通常Ef只有在压力差很大时，才不可忽略，但一般钻井时，要求泥浆柱压力只能稍大于地层压力，因此在实际工作中，通常都认为过滤电动势可忽略不计。 1.曲线特征 (1) 异常幅度及其定量计算。 异常幅度、自然电位泥岩基线概念 Es=I(rs+rt+rm) Usp=I?rm =Es-I(rs+rt) =Es/(I+(rs+rt)/rm) 含水纯砂岩处Usp=SSP (2)曲线特征 2、影响因素 A、地层温度的影响 B、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值的影响 C、地层水和泥浆滤液中含盐性质的影响 D、井的影响（包括井径和泥浆电阻率） E、目的层的影响（包括厚度和电阻率） F、围岩的影响（包括厚度和电阻率） G、岩性的影响 G、岩性的影响 1、判断岩性，区分渗透层 泥岩：基线附近； 砂岩：异常幅值和正负反映岩石渗透性好坏和泥浆的性能； 纯水砂岩：Usp=SSP 含油后Usp幅值下降，因为电阻率增大 碳酸岩：储集层与非储集层岩性相同，自然电位曲线区分不开。其幅值大小只反映泥质含量的高低。 岩盐、膏岩：无渗透性，因而自然电位无异常显示； 2、估算泥质含量 Vsh （1）泥质系数法 厚层纯水层砂岩 SSP 厚层含泥质的砂岩层 PSP 泥质系数а =PSP/SSP Vsh=1-а 3、确定地层水电阻率 Rw方法 3、确定地层水电阻率 Rw方法 3、确定地层水电阻率 Rw方法和步骤 3、确定地层水电阻率 Rw方法和步骤 四、地质应用(五个方面) 4、判断水淹； 如图中展示了水淹层测井曲线，在自然电位测井曲线上，下部基线偏移，偏移量ΔEsp＝30mv属高含水层，经射孔后得知含水率达到99％。 四、地质应用(五个方面) 4、判断水淹 SP法划分岩层界面、确定渗透层 简述扩散电动势和吸附电动势的产生过程。 在什么条件下，自然电位异常异常幅度非常接近于静自然电位？为什么？ 用自然电位曲线计算泥质含量的依据？ 自然电位曲线上，在地质条件完全一致的情况下，油气层与水层的差别是什么？ 二