自然电位原理1.ppt

自然电位测井 SELF-POTENTIAL LOG 自然电位: 自然电场产生的电位. 测量装置很简单,一个M电极,一个N电极在地面, VN为定值,M随井深而变化,VMN也如此。 - SP + 一 自然电位的成因 由于泥浆和地层水的矿化度不同，在钻开岩层后，井 壁附近两种不同矿化度的溶液接触产生电化学过程， 结果产生电动势造成自然电场，在石油井中的自然 电场主要是由扩散电动势和扩散吸附电动势造成的。 先假定：Cmf Cw 其中的盐类均为NaCL,泥浆未 侵入地层. 1 纯砂岩的扩散电动势 通过砂岩至井壁直接扩散 扩散：扩散有两条路径 通过围岩向泥浆扩散 F：法拉第常数 T：温度 R：摩尔气体常数 因同性相斥,而异性相吸,泥岩中有补偿离子存在, Vcl- 不能离开,结果形成高浓度一方为负,低浓 度一方为正. 在低浓度的情况下， CW正比于1/RW ，Ed 设纯泥岩单位孔隙体积的补偿阳 离子浓度QV=∞ 则认为Vcl- =0 （mv） 因 Kda 0, 所以 Eda 0 在低浓度的情况下浓度仍与电阻率成反比, 则有 一 总的电化学电动势 据自然电位的成因可得井内自然电场的分布： 纯砂岩的扩散电动势Ed 纯泥岩的扩散吸附电动势Eda 自 然 电 流 3过滤电动势：是在压力作用下，泥浆滤液向地层中渗入时产生的， 只有在压差很大的情况下才不被忽略，但通常情况下是泥浆压力稍 大与P地，此时可以不考虑该电动势。由此通常情况下是由扩散电 动势和扩散吸附电动势产生的。 根据KIRCHHOFF 定律得： E总 = Ed + Eda （代数和） 静自然电位：纯砂岩与纯泥岩交界面处的总电化学电动势用SSP来 表示。 当泥质含量 时 QV kd 从负变至正 Es 当 Qv ∞时 kd ≈ Kda Es = 0 泥质砂岩和纯泥岩的总电动势称为假静自然电位。符号用PSP 来表示， 它的大小反映了泥质的多少，总有 SSPPSP （因K值以负往正值方向 发生变化） 二 SP 曲线的特点 1 自然电位（△VSP）： 是指自然电流在井中泥浆柱上产生的电压降。 测量时N电极固定在地面,但VN≠0。因SP 曲线没有“0”刻度，而是 用带正负号的比例尺来表示的，为了读数的方便，选泥岩的SP作为 基线，在一个地区它是稳定的，并且是一条直线。 泥岩基线 砂岩负异常 砂岩的△VSP 2负异常：当CWCmf时,SP由泥岩的正电位向砂岩的负电位降低。 泥岩负电位 砂岩正电位 泥岩的正电位 砂岩的负电位 3 正异常：当CWCmf时,SP由泥岩的负电位向砂岩的正电位升高 一 Cw / ， 判断岩性 在砂泥岩剖面，当 Cmf 1 负异常则为砂岩，基线则为泥岩 反之亦然。（ Cw / Cmf 1 ) 在碳酸岩盐剖面，如果围岩是泥岩识别方式与砂岩相同，如果围岩是致密的砂岩或致密的灰岩或白云岩，因自然电流不能形成回路，SP曲线在层界面上的变化很小近似于一条直线，此时不能用SP曲线判断岩性。 二 划分渗透层及层界面 如果是砂泥岩剖面: Cw / Cmf 1 △Vsp有负异常 Cw / Cmf 1 △Vsp有正异常 Cw / Cmf = 1 △Vsp无异常 无论是正、负、无异常都是指的△Vsp的幅度，层界面在半 幅点，碳酸岩盐的渗透层常夹在厚层致密灰岩之间，离泥岩 较远，在Cw / Cmf 1 下仍有负异常，但I 要经过大段的致密 灰岩串后才能形成回路。因此层界面不清，幅度小。通常情 况下不用SP来分层。 膏盐地层不含地层水且很致密，不能产生Es。 渗透层 渗透层 渗透层 SP - 25mv + 半幅点确定层界面 半幅点 泥岩基线 砂岩自然 电位的中点 层界面 确定岩相：沉积岩岩性的粗细反映了当时沉积能量的大小，不同沉积环境下的SP形态不同，方法： 收集岩心、录井、储层分析资料、高质量的测井曲线 关键井作单井、区域对比的沉积学研究，建立起相应的地质单井沉积相模式，自然电位模式。 将这些已经建立起来的自然电位模式去判别分析非关键井的单井沉积相剖面 在非关键井相分析中，可以继续补充和修改 地区的标准自然电位电模式（找资料） A3M