测井方法及综合解释 精品课程 教案 第03章 自然电位SP.ppt

第三章 自然电位测井（SP） 自然电位测井是在裸眼井中测量井轴上自然产生的电位变化，以研究井剖面地层性质的一种测井方法； 是最早使用的测井方法之一，简便而实用，是砂泥岩剖面淡水泥浆裸眼井必测的项目之一。对于区分岩石性质，尤其是在区分泥质和非泥质地层方面，更有其突出的优点。 第三章 自然电位测井 3.1 井下自然电位的产生 3.2 自然电位的测量 3.3 自然电位测井影响因素 3.4 SP测井的主要应用 3.1 井下自然电位的产生 钻井后，由于电化学作用，自然产生多种电动势，包括扩散电动势、扩散吸附电动势、过滤电动势等。但对自然电位测井起主要作用的是扩散电动势和扩散吸附电动势，其它电动势一般可以忽略。 1. 扩散电动势 ——纯岩石中地层水与泥浆之间的直接扩散 在NaCl溶液中，扩散电动势Ed表达式为： 温度为18℃时，Kd＝－11.6mV。 2. 扩散吸附电动势 ——泥质岩石中地层水与泥浆之间的扩散 扩散的另一个渠道是地层水中的离子通过泥质隔膜或周围的泥岩向低浓度的泥浆（井眼）一方进行扩散。（上页图） 泥质岩石中，一方面仍存在正常的扩散电动势；另一方面，当粘土将同样性质的两种不同浓度的溶液分开时，在浓度大的一边（Cw），粘土颗粒表面的扩散层中将有更多的阳离子，这些阳离子通过与双电层表面的阳离子交换而向低浓度溶液一方移动，低浓度溶液（Cm）一方的阳离子将不断增多而带正电，另一方（Cw）则带负电，此电动势与扩散电动势极性相反。这样共同形成扩散吸附电动势。 泥质就象一种只许带正点荷的Na＋通过，而不允许Cl－通过的离子选择薄膜一样，有时称为选择吸附作用。 3. 井内总的自然电动势 （2） 井内总自然电位（SSP） 井内自然电动势形成之后，与周围的导电介质就构成了电流流动的闭合回路。在岩层中心的上下有两个这样的闭合回路，均由扩散电动势Ed、扩散吸附电动势Eda以及井孔泥浆柱、砂岩和泥岩这几部分的等效电阻rm、rt和rs组成。 第三章 自然电位测井 3.1 井下自然电位的产生 3.2 自然电位的测量 3.3 自然电位测井影响因素 3.4 SP测井的主要应用 3.2 自然电位的测量 1. 自然电位SP的理论计算 自然电流： 测量的自然电位异常幅度值Usp ：自然电流流过井内泥浆柱电阻上的电位降 ： 第三章 自然电位测井 3.1 井下自然电位的产生 3.2 自然电位的测量 3.3 自然电位测井影响因素 3.4 SP测井的主要应用 3.3 自然电位测井影响因素 1. 影响静自然电位SSP的因素 自然电位异常幅度值 ΔUsp与总自然电位SSP成正比，而SSP就决定于地层的岩性、泥浆和地层水的性质、泥浆滤液电阻率Rmf 与地层水电阻率 Rw 的比值 Rmf/Rw 以及地层温度等。因此这些因素都会直接影响自然电位的异常幅度。其中岩性和Rmf/Rw影响最大： 岩性：泥岩“基线”，砂岩“异常”等； Rmf/Rw(或Cw/Cmf)：淡水泥浆时储层显示负异常，盐水泥浆时显示正异常。 2. 地层厚度、井径的影响 当地层厚度h4d时，自然电位异常幅度近似等于静自然电位；当地层厚度h4d时，自然电位异常幅度小于静自然电位，厚度越小，差别越大。 厚层可以用“半幅点”确定地层界面 。 3. 地层电阻率的影响 含油气饱和度比较高的储集层，其电阻率比它完全含水时 rsd 明显升高，SP略有下降。一般油气层的SP略小于相邻的水层。 Rt/Rm增大，曲线幅度减小。 围岩电阻率Rs增大，则 rsh 增大，使自然电位异常幅度减小。 4. 泥浆侵入带的影响 在渗透性地层，泥浆滤液渗入到地层孔隙中，使泥浆滤液与地层水的接触面向地层方向移动了一个距离。 侵入带的存在，相当于井径扩大，因而使自然电位异常幅度值降低。随着泥浆侵入的增大，自然电位异常幅度减小。 5. 岩性剖面的影响 自然电位是一种以泥岩为背景来显示储集层性质的测井方法，SP大小不只与储集层性质有关，而且与相邻泥岩的性质有关。因此，这种方法只能用于储集层与泥岩交替出现的岩性剖面，最常见的是砂泥岩剖面。 这种测井方法不能用于巨厚的碳酸盐岩剖面。因为这类剖面没有或很少有泥岩，裂缝较发育的储集层以致密碳酸盐岩为围岩，许多储层要通过远处的泥岩才能形成自然电流回路，因而在相邻泥岩间形成巨厚的大片SP异常，不能用来划分和研究储集层。 6. 影响校正 第三章 自然电位测井 3.1 井下自然电位的产生 3.2 自然电位的测量 3.3 自然电位测井影响因素 3.4 SP测井的主要应用 3.4 SP资料的主要应用 定性解释（后面图示） (1) 划分储集层： 厚层“半幅点”指示