自然电位测井VIP

1 自然电位测井 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 它是世界上最早使用的测井方法之一 是一种最简便而实用意义很大的测井方法 至今仍然是砂泥岩剖面淡水泥浆裸眼井必测的项目之一 只要在井内电缆底端装一个不极化电极M 在地面泥浆池内放入另一个电极N 将它们与地面记录仪相连 当匀速上提M电极时 记录的电位差变化便是井轴上自然产生的自然变化 自然电位曲线 各个泥岩层的曲线大体上在右边形成一条直线 称为泥岩基线 而各个砂岩储集层则以泥岩基线为背景形成大小不同的曲线异常 称为自然电位异常 明显的自然电位异常是砂岩储集层最明显的特征 自然电位测井 自然电位曲线的形成 Cw Cmf 当泥岩厚度较大时 测量电极离泥岩与砂岩界面较远时 那里没有自然电流流动 测量到的电位是电极极化电位 一般非常小 而且是稳定的 决定于电极与泥浆的性质 故自然电位是一段比较平直的曲线 井内有了自然电流由上而下流动 且井内各横截面的电流强度逐渐增加时 他产生的电位降也增加 界面上电流强度最大 到地层界面电位降低最快 过了界面电位降低又由快到慢 当砂岩厚度较大时 测量电极离泥岩与砂岩界面较远时 那里没有自然电流流动 故自然电位是一段比较平直的曲线 产生原因 井中的泥浆滤液与地层水接触的结果 包括不同浓度的盐溶液相接触时的扩散 吸附作用 盐溶液在岩石孔隙中的渗滤作用 井内有自然电流流动 井内的自然电流从泥岩流向砂岩 自然电位测井在井内测量的电位是自然电流的电位降产生的 储集层的自然电位异常 泥岩基线泥岩的自然电位曲线不但比较平直 而且一个井段内相邻泥岩的自然电位曲线大体上构成一条竖直线或略有倾斜的直线 我们把一个井段内邻近的泥岩自然电位曲线构成的直线段 称为自然电位泥岩基线 简称泥岩基线储集层自然电位异常当Cw Cmf或Rmf Rw时 储集层自然电位曲线都向低电位方向偏移 从而形成偏离泥岩基线的曲线异常 我们把储集层的的自然电位曲线偏向低电位一方的异常称为负异常 它偏离泥岩基线的最大幅度是该异常的大小 其值是负的 地层较厚时在地层界面处自然电位异常值 相对基线 为异常幅度的一半 称为半幅点 若地层较薄 异常幅度减小 半幅点向界面外移动 泥岩基线 自然电位曲线的特点 在泥岩处自然电位曲线平直 基线 正对砂岩处为负异常 Rmf Rw时 当地层较厚时在地层界面处自然电位异常值 相对基线 为异常幅度的一半 称为半幅点 若地层较薄 异常幅度减小 半幅点向界面外移动 根据上述特点可由自然电位负异常从泥岩中划分出渗透性砂岩 用曲线上的半幅点确定较厚地层的界面 储集层自然电位异常的影响因素 1 地层水与泥浆的性质2 储集层与泥质含量3 地层温度4 储集层厚度5 储集层的含油性和电阻率6 储集层侵入带直径7 泥浆电阻率和井径 不能在盐水泥浆中测井 8 岩性剖面 适用于砂泥岩剖面 不适应巨厚的碳酸岩剖面 地层水与泥浆的性质 Rmf和Rw应有较大差别 当CMFRW时为负异常 当CMF CW即RMF RW时为正异常 当CMF与CW相近时无异常 当盐水泥浆钻井时 泥浆电阻率和地层水电阻率相差不多 井内自然电位几乎没变化 SP曲线平直 不能划分储层 因此 自然电位测井不能用于盐水泥浆 用于淡水泥浆最好 如图是西36 222井的综合曲线图 1270米以下地层水矿化度高 CMF CW SP曲线为负异常 SP曲线分层能力强 到了安定组 1270米以上 地层水矿化度发生了变化 往上Cw变小 SP曲线负异常幅度变小 逐渐变为无异常 小幅度的正异常 用SP曲线不能划分储层 储集层自然电位异常的影响因素 储集层自然电位异常的影响因素 储集层与泥质含量 砂岩储集层来说泥质含量增加自然电位异常幅度减小 储集层自然电位异常的影响因素 储集层含油性和电阻率 含油气饱和度比较高的储集层 其电阻率比它完全含水时要高3 5倍以上 这使rt明显升高 使SP略有减小 故在测井图上 油气层的SP略小于邻近的水层 而厚度较大的油水同层 当其向下Sw增加时 SP异常逐渐增大 储集层自然电位异常的影响因素 储集层厚度 储集层厚度是影响SP幅度的常见因素 一般4m以下的地层 SP随其厚度的减小而减小 储集层自然电位异常的影响因素 地层温度 地层温度升高 SP增加 但温度变化的影响很有限 一般在有限的解释井段内可不考虑温度的影响 储集层侵入带直径储集层侵入带直径越大 使得自然电流回路的路径增长 自然电流减小 SP略有减小 在裸眼井中 可以看到相隔很长时间对同一地层测出的SP有明显差别 就是泥浆长时间浸泡 侵入深度加大的结果 泥浆电阻率和井径 岩性剖面 用于储集层与泥岩交替出现的岩性剖面 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层 储集层自然电位异常的影响因素 自然电位测井的应用定性解释1 划分储集层2 判断岩性3 判断油气水层4 地层对比和研究沉积相 定量解释1 估算泥质含量2 确定地层水电阻率3 确定地层水矿化度变化 划分储层 判断岩性 砂泥岩剖面 判断岩性 判断岩性 碳酸盐岩剖面 异常幅度的大小反映泥质含量的多少 判断岩性 判断岩性 岩盐剖面 泥浆中含盐量很高 剖面中各地层的地层水矿化度与泥浆的矿化度相同 不发生扩散作用 这时测得的自然电位为一条直线 判断岩性 判断油气水层油层的异常幅度小于水层 地层对比和研究沉积相 1 单层曲线形态能反映粒度分布和沉积能量变化的速率 如柱形表示粒度稳定 砂岩与泥岩突变接触 钟形表示粒度由粗到细 是水进的结果 顶部渐变接触 底部突变接触 漏斗形表示粒度由细到粗 是水退的结果 底部渐变接触 顶部突变接触 曲线光滑或齿化的程度是沉积能量稳定或变化频繁程度的表示 这些都同一定沉积环境形成的沉积物相联系 可作为单层划相的标志之一 2 多层曲线形态反映一个沉积单位的纵向沉积序列 可作为划分沉积亚相的标志之一 3 SP曲线形态简单 又很有地质特征 因而便于井间对比 研究砂体空间形态 后者是研究沉积相的重要依据之一 4 SP曲线分层简单 便于计算砂泥岩厚度 一个沉积体总厚度 沉积体内砂岩总厚度 沉积体的砂泥岩比等参数 按一个沉积体画出 也是研究沉积环境和沉积相的重要资料 如沉积体最厚的地方指示盆地中心 泥岩最厚的地方指出沉降中心 砂岩厚度和砂地比最高的地方指出物源方向 沉积体的平面分布则则指出沉积环境 求地层水电阻率 SSP Klg Rmfe Rwe Rwe 地层水的等效电阻率在23 9 Rmf 0 1时Rmfe 0 85Rmf在23 9 Rmf 0 1时用图版求大体过程是 根据SP求出SSP 根据温度求出K 根据Rmf求出Rmfe后算出Rwe 然后再根据Rwe求出Rw Rwe Rmfe分别是地层水的等效电阻率和泥浆滤液的等效电阻率具体求法如下 1 求SSP若在剖面中有足够厚且无泥浆侵入的纯水层 可将它的自然电位最大负值与泥岩基线的差值作为SSP 2 求自然电位系数KK 64 25 0 24T3 计算比值Rmfe RweRmfe Rwe 10 SSP K 4 确定标准温度下的地层水电阻率Rwn 1 确定标准温度下泥浆电阻率 RmN 71 4Rm18 82 2 2 确定标准温度下泥浆滤液电阻率 RmfN Km RmN 1 07Km是常数 与泥浆比重有关 3 确定RmfeN当RmfN 0 1 M时 RmfeN 0 85RmfN当RmfN 0 1 M时 RmfeN 146RmfN 5 337Rmfn 77 4 确定RweNRweN RmfeN Rmfe rwe 5 确定RwN当Rwen 0 12 M时 RwN 0 85 10 0 69RweN 0 24 当Rmfn 0 12 M时 RwN 77RweN 5 146 337RweN 5 确定地层温度下的地层水电阻率Rw 82RwN 1 8T 39 估计粘土含量 Vsh 1 SP SSP SSP SP SSPVsh地层泥质含量 小数 SP解释层的SP幅度 SSP解释井段的最大静自然电位 确定地层水矿化度变化 SP异常主要决定于Cw和Cmf 而泥浆性质较稳定 Cmf变化不大 Cw与地质层位有关 不同层位差别较大 故SP异常将指示地层水矿化度变化 一般来说 地层水矿化度随其埋藏深度增加而增加 如在浅部淡水层看到SP正异常 随深度增加 正异常减小 而后开始出现负异常 且负异常有增大的趋势 但也有矿化度反转现象 即在浅部发现高矿化度地层水或深部发现低矿化度地层水 在存在超压地层的地区 在超压层正上方或其它地层中 常有地层水矿化度减小 自然电位测井曲线质量要求 要求 100m井段 泥岩基线偏移小于10mv 基线漂移 SP畸变 要求 在砂泥岩剖面 SP曲线反映岩性的变化 渗透