自然电位测井1 [兼容模式].pdf

自然电位测井曲线的特征 及地质应用 孙灵芬 系统工程事业部 2015年4月 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。 其测井的基本方法是： 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，测出一条井内反映自然电动势 变化的曲线变化的曲线。。 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解自然电位是怎样产生的，，它与地层的那些事件有它与地层的那些事件有 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 附电动势附电动势。。 ②②地层压力与泥浆柱压力不同而引起的过滤电动势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当两种不同浓度的溶液被半透膜隔开，，离子在渗透离子在渗透 压作用下，高浓度溶液的离子将穿过半透膜向较低浓 度的溶液中移动度的溶液中移动。。这种现象叫扩散这种现象叫扩散，，形成的电位叫扩形成的电位叫扩 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；②温度、压力；③两种溶 液的浓度差液的浓度差；；④④离子类型离子类型。。 - + 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： E =K lg(C /C )=K lg(R /R ) d d w mf d mf w 在井中在井中，，18℃18℃时时NaCLNaCL溶液溶液：：kk --11.6mv11.6mv dd Cmf、Cw-泥浆滤液和地层水矿化度。 Rmf,Rw-泥浆滤液和地层水电阻率 2.2. 吸附电位吸附电位 ((隔膜作用隔膜作用--砂岩通过泥岩与泥浆之间交换离子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 成的电位差大成的电位差大，，且符号与扩散电位相反且符号与扩散电位相反，，这是这是由于粘土矿物表面由于粘土矿物表面 具有选择吸附负离子的能力。因此当浓度不同的NaCl溶液扩散时， 粒土颗粒吸附Cl-离子Na+离子可以自由移动，若Cw＞Cmf，泥浆 带正电荷带正电荷，，泥岩带负电荷泥岩带负电荷，，这时形成的电动势为扩散吸附电动势这时形成的电动势为扩散吸附电动势，， 这是由于既有扩散作用又有吸附作用，因此称为扩散吸附电动势， 用用EdaEda表示表示,,由下式求得由下式求得 EE =K=K lg(Cw/Cmf)lg(Cw/Cmf) dada dada 3.3.过滤电位过滤电位：： 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。 通常通常，，泥浆柱的压力大于地层压力泥浆柱的压力大于地层压力，，并在渗透性岩层并在渗透性岩层 ((如如 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颗粒表面有一层松