第二章 自然电位.ppt

井内自然电位产生的原因 井内自然电位产生的原因是复杂的，对于油井来说，主要有以下两个原因： (1) 地层水矿化度（含盐量）与泥浆矿化度不同。 (2) 地层压力不同于泥浆柱压力。 这样在井壁附近产生了电化学过程，结果产生了自然电动势，形成自然电场。 实践证明：油井的自然电位主要由扩散作用（扩散电动势和扩散吸附电动势）和过滤作用（过滤电动势）产生的，只有在泥浆柱和地层间的压力差很大的情况下，过滤作用（过滤电动势）才成为较重要的因素。 二、地层对比和研究沉积相 自然电位测井曲线常常作为单层划相、井间对比、绘制沉积体等值图的手段之一。 二、地层对比和研究沉积相 自然电位测井曲线常常作为单层划相、井间对比、绘制沉积体等值图的手段之一。 三、确定泥质含量Vsh 式中：SPsd、SPsh分别为纯砂岩、纯泥岩的自然电位值；SP为待研究地层上实测的自然电位值；Vsh为泥质含量。 泥质含量Vsh与自然电位SP幅值之间存在线性关系，即 SP=a+bVsh *1 在纯泥岩上 Vsh=100%=1 所以 SPsh=a+b 在纯砂岩上 Vsh=0 所以 SPsd=a 因此 a=SPsd b=SPsh-SPsd 代入*1式得 但在实际中，并非此种线性关系，要进行非线性校正： C=3.7 ，第三系地层，C＝2.0，老地层。 注：确定泥质含量的经验公式； Vsh=1－? ?=SP/SPsd SP为解释地层上的自然电位幅值；SPsd为纯砂岩的自然电位幅值。 四、确定地层水电阻率 理论依据： 由于地层水等效电阻率： 泥浆滤液等效电阻率： 所以： 经整理： 五、高阻岩石自然电位曲线 高阻岩层迫使电流在井内流动，使得自然电位曲线从砂岩往泥岩过渡时，夹层灰岩处是斜线 注：SP=I* rm 六、对于增阻侵入来说，侵入越深自然电位幅度越小 随侵入直径Di的增大，SP幅度减小， 岩层厚度越小，SP幅度减小越厉害 井径增大，SP幅度减小。 * 自然电位测井示意图 M N 第二章 自然电位测井 Spontaneous Potential Logging 引入:自然电位现象和自然电位测井 在早期的电阻率测井过程中，常常发现供电电极不供电时，仍然可在井内测量到电位的变化。 这个电位是自然存在的吗？ 如图所示：用一个渗透性的半透膜把容器分为两部分，两边分别是浓度为Ct和Cm(CtCm)Nacl溶液，当我们用这个装置进行测量时，发现?Vmn?0, 即回路中有电流流过，这种现象如何产生? 1、扩散现象 对于NaCl溶液来说，在两种浓度的溶液之间由半透膜隔开，则在高浓度一侧，由于Cl-比Na+的运移速率大，因此聚集多余的正电荷，而在低浓度一侧聚集负电荷。离子量移动到一定程度，形成动态平衡，这种现象叫扩散现象。 第一节 井内自然电位形成的原因 一、 扩散作用以及扩散电动势 Kd为扩散电动势系数 U、V分别为正负离子迁移速度；R为理想气体常数 R＝8.314J/K.mol F为法拉第常数 F＝96489C/mol； T为绝对温度 T＝273＋t? 两种离子的扩散速度相等时，便达到动态平衡，扩散结束。在动态平衡的情况下，电荷聚集停止，形成了一个稳定的电动势，显然，只要两种溶液的浓度差保持不变，在它们的接触面形成的电动势就保持下去。由离子扩散作用产生的电动势称为扩散电动势。经理论计算，扩散电动势如下: 例如： 在25℃条件下，Ct/Cm=10 的NaCl溶液，则扩散电动势为： Ed=Kdlg(Ct/Cm)=Kd=-11.6mv 值得注意的是：Ed取决于Kd和Ct/Cm两种条件缺一不可, 例如KCl由于Uk?Ucl(K和Cl的迁移速度几乎相等)，即使Ct/Cm再大，Kd很小，反之如果U≠V，但Ct/Cm?1，则Kd也为0。 2、扩散电动势 二 、吸附作用以及吸附电动势 1、吸附作用 设置一个容器，两种不同浓度(CtCm)的溶液通过泥质薄膜隔开，泥质颗粒选择性地吸附溶液中的负离子，不让它通过泥质薄膜，只让正离子通过泥质薄膜，这种作用称为吸附作用。 经理论计算: 例如：在25℃条件下，Ct/Cm=10的NaCl溶液，则吸附电动势为: Ea=Kalg(Ct/Cm)=Ka=59.1mv 2、吸附电动势: Ka为吸附电动势系数； R、T、F、Ct、Cm的含义同前。 三、 井内扩散吸附电动势 例如