测井方法3-自然电位.ppt

自然电位的幅度 井内有相邻两邻层，阳离子交换能力分别为Qv1、Qv2，两层Rw相等，两层产生的扩散吸附电动势分别为Eda1、Eda2，则静自然电位为： 通常，Rmf/Rw1 Eda1为负值 Eda2为正值 如果Qv1=0，Qv2→∞，则得到纯砂岩和纯泥岩交界处的静自然电位，即静自然电位的最大值SSPmax。温度为18°C时： SSPmin=0 如果Qv1＝Qv2 通常认为：井内自然电场主要是由扩散吸附作用造成的 过滤电动势E? 钻井过程中，泥浆柱压力一般大于地层压力。在压力差作用下，泥浆滤液渗入地层。在岩石孔隙中的滤液带有相当多的正离子向压力低的地层一方移动聚集，而压力大的一端聚集较多的负离子，产生电位差——即过滤电动势。 ?——泥浆滤液粘度 ΔP——泥浆柱与地层间压差 A?——过滤电动势系数 E?主要取决于压差ΔP，一般情况下可忽略不计 本节要点 1、自然电位、静自然电位的概念 2、扩散电动势及其产生机理 3、扩散吸附电动势及其产生机理 4、井下自然电位产生机理及其等效电路 5、井下自然电位的幅度规律 6、过虑电动势的概念 * 　　报告分5个部分：……。首先是……。 西南石油学院资源与环境学院 司马立强 电法测井 （三） 第三节 SP曲线特征及其应用 第二节 SP的影响因素 第一节 SP的成因 绪言 3、影响岩石电阻率的大小的主要因素 1、电学性质表征参数 4、阿尔奇公式 2、各种测井方法的频率范围 井下仪器 天滑轮 绞车 仪器车 电缆 电法测井的一种。也叫SP Logs（源自Spontaneous Potential Logs） 自然电位测井 SP的发现 进行电阻率测井时，目的层测量结束、在断电情况下，发现记录仪仍然显示，井下有电位的变化。 测量井下岩层的电阻率，一般须人为供电 电阻率测井 根据自然电位曲线研究井内地质剖面的方法－自然电位测井 ●本章重点：SP成因、曲线特点及影响因素，SP资料的应用 自然电位曲线的变化与岩性有密切关系，在渗透层有明显异常 自然电位测井曲线一般以泥岩井段的曲线作为基线（相对零线）来计算渗透层井段自然电位异常幅度（mV）。异常偏向负方向—叫负异常；相反—叫正异常 负异常与正异常 砂岩 泥岩 自然电场形成 在井中由于泥浆和地层水的含盐量不同，地层压力和泥浆柱压力不同，在井壁附近产生电化学过程，结果产生自然电动势，造成自然电场 自然电动势 扩散电动势（Ed） 过滤电动势（E?） 扩散吸附电动势（Eda） 扩散现象 受渗透压力作用，高浓度→低浓度 动平衡时，电动势保持一定值——扩散电动势Ed 氯离子迁移率钠离子迁移率 低浓度→氯离子富集 高浓度→钠离子富集 扩散电动势Ed 接触面正负离子迁移速度相同时→电荷富集停止→离子还在继续扩散→动平衡 Cw Cm 渗透性隔板 实验 各种溶液离子迁移率与扩散电动势Ed 不同溶液的扩散电动势是不同的 Ed的表达式 其中：u：离子迁移率 z：离子价 v：每个分子离解后形成的离子数 R：克分子气体常数 T：绝对温度 F：法拉第常数 参见P2 表1-1 参见P3 公式的导出：取一体积元，从离子的受力分析着手，根据离子的迁移率，得到单位时间通过单位截面的离子数——电量，最后根据电量与电场的关系，便可得到电场的表达式。 导 出 表 达 式 的 步 骤 1、计算每个离子所受到的渗透压力 2、计算每个离子所受到的电场力 3、计算通过每一截面的正负离子数 4、计算动态平衡状态下通过某一截面上的电荷数 5、根据4求出电场的表达式 参见P2-3 Ed的表达式 在一定条件下（C2万PPM），溶液电阻率与其浓度成反比 Kd——扩散电动势系数。 对于NaCL,在18°C时，Kd＝-11.6mV P4→ (1-4) 在井内纯砂岩井段所测量的自然电位——即是扩散电动势造成的。 泥岩 砂岩 泥岩 CwCmf 现象 将渗透性隔板换成泥岩 浓度大的一方富集负电荷，浓度小的一方富集正电荷 泥岩的特殊性质造成 泥岩颗粒由含硅或铝的晶体组成。由于晶格中的硅或铝离子被低价（钠）离子所取代，泥岩颗粒表面带负电。为达到平衡，必须吸附正离子——平衡离子 指针与前面实验方向相反 实验 Cw Cm 平衡离子的多少用Qv表示 Qv 称为泥质的阳离子交换能力——每单位孔隙空间中平衡离子的克当量数。单位meq.cm-3或eq.liter-1。 阳离子交换的结果：泥岩（粘土）表面吸附阳（正）离子。所以泥质（粘土）的表面存在偶电层，里层为负，外层为正，这样当负离子穿过时就会被吸附，而只有正离子通过。 Cw Cm 扩散、吸附的结果→使浓度低的一方带正电，而使浓度高的一方带负电——该过程产生的电动势叫扩散吸附电动势Eda，也叫薄膜电势（因为泥岩选择