第三章自然电位测井.ppt

*第三章电化学测井电化学测井发现：当不供电时，在井内仍能测量到电位差。第一节自然电位测井在井内和地面各放入一个测量电极M和N，构成一个测量回路。一、自然电位产生的原因原因主要有3个：（1）扩散与扩散吸附作用；（2）氧化还原作用；（3）电极极化作用等。(一)扩散与扩散吸附作用是指溶解于地层水和泥浆中的电解质离子在有离子浓度差条件下，所发生的扩散和扩散吸附现象。1、直接扩散直接扩散作用只发生在渗透层，如砂岩。设纯砂岩的地层水和泥浆滤液均为Nacl溶液，两者的浓度不相同，地层水的浓度大于泥浆滤液的浓度。由于Vcl-VNa+,也就是说跑到泥浆中多cl-，在砂岩中Na+多，随着动态平衡，形成稳定的扩散电动势。1、间接扩散间接扩散作用只发生在渗透层，如泥岩。由泥质颗粒附加导电机理可知，离子交换特性使纯泥岩中泥质颗粒表面带有负电荷，颗粒表面的一部分负电荷；剩下的另一部分负电荷又松散的吸附阳离子如钠离子，形成“扩散层”。扩散吸附稳定后，形成了扩散吸附电动势。3、井中的总自然电动势与自然电位分布自然电位有正有负，单位为mV.(二)氧化还原作用在钻孔剖面中电子性导电体，如金属矿、石墨、无烟煤等与泥浆和围岩中地层水接触时，由于氧化还原的结果，在接触面处酚基溶于水，H+为一方，带负电荷离子（如O-2）为一方，形成偶电层，形成正负异常。煤层或金属矿层因氧化，失去电子而带正电荷，其毗邻的围岩得到电子而带负电荷，使煤层或金属矿层自然电位为正异常；反之，处于还原状态时，则呈现负异常。石墨和无烟煤的氧化反应最强烈，正异常。气煤和褐煤多处于弱还原状态，负异常。(三)电极极化电位当金属电极处于盐类的电解质溶液中时，金属离子离开电极进入溶液成为离子状态，使电极带负电；溶液中的金属离子在接近电极时，也有逆过程，即可以沉淀到电极表面，使电极便带正电。往往形成于金属矿体上。金属离子离解给泥浆滤液，使自身带负电，而泥浆带正电，在金属矿层上,呈现明显的自然电位正异常（图3-4）。二、自然电位曲线及其影响因素(一)自然电位曲线特征分层点在“半幅点”。(二)自然电位曲线的影响因素1、井径与厚度的影响当H/d≥4时，地层的自然电位异常达到最大，即SP=SSP，分层点半幅点；当H/d＜4时，自然电位异常幅度随之降低SP＜SSP，分层点移向异常峰值位移。2、岩性的影响3、水文地质条件的影响4、地层倾斜影响5、邻层的影响第二节电极电位测井一、电极电位法的基本原理当金属电极与电解溶液接触时，基于：化学力（溶解压）金属板（原子）溶液中（离子）扩散（渗透压）溶液中（离子）金属板（原子）如果溶解压＞渗透压（Zn），溶液带正电，Zn带负电如果渗透压＞溶解压（Cu），溶液带负电，Cu带正电综合：大多数贵Ag、Au、Hg金属为正一般金属Fe、Zn、Pb为负二、电极电位测量与曲线解释１、测量原理其电极系是采用带有相互短路两个比较电极Ｎ１、Ｎ２的刷子电极Ｍ。其中Ｎ１Ｎ２电极安置在位于比较电极中央由钢制成的刷子末端，称为刷子头，使之与井壁接触。*