辨析异常自然电位曲线

1、辨析异常自然电位曲线 测井四分公司 刘长忠 自然电位作为胜利油田标准测井曲线 之一，在测量时有时会碰到一些与常 规认识不相符的正异常或负异常，正 确判断这些异常的正确与否是提高时 效的关键。 知晓自然电位测量原理，了解地区规 律，结合实际现象分析高阻薄互层对 自然电位曲线的影响，掌握外界因素 对自然电位的影响，是快速解决问题， 避免无效劳动的基础。 油井中的自然电位主要是由于钻井滤液与 地层水之间产生的扩散电动势和扩散吸附 电动势产生的，由于钻井液柱的压力只是 略高于地层压力，因此过滤电位常忽略不 计。通常，自然电位曲线需符合以下规律： 1.对称性:上下围岩岩性相同时，曲线对 地层中部对称；

2、2.对厚度较大（h4d）的地层， Usp=SSP,且曲线半幅点深度对应地层界 面。 3.对砂岩渗透层，相对泥岩基线，SP曲 线可向左（负异常）或向右（正异常）偏 转，这主要取决于地层水与泥浆滤液的相 对矿化度。当CwCmf时，SP曲线显示负 异常；当Cw4d)的地层，可用曲 线半幅点确定地层界面。含泥质的砂岩，随泥质 含量的增加SP异常幅度减小。一般，含水砂岩的 自然电位异常幅度略大于含油砂岩的Usp。对厚 度较大的地层，曲线半幅点间的距离接近地层厚 度，厚度越大，精度越高。 2、估计泥质含量， 可使用图版法，也可 用经验公式法 层状泥质与砂岩形成 砂泥质交互层，且层 状泥质与砂质层的电 阻率

3、相差不大时，泥 质含量为： 根据自然电位的成因及曲线的规律，自然电位曲线 的应用如下： 自然电然电本地区含水纯地区含水SSP 异常幅度；含泥质泥质砂岩的自然PSP 1 SSP PSP Qsh 3、确定地层水的电阻率Rw 根据自然电位的成因及曲线的规律，自然电位曲线 的应用如下： wmfe we mfe w w mf RR R R KSSP R R R KSSP 图版 ，用“等效电阻率”：当溶液的矿化度较高时 泥浆滤液：对低矿化度的地层水和 lg lg 根据自然电位的成因及曲线的规律，自然电 位曲线的应用如下： 4、判断水淹层 油层顶部或底部水 淹的水淹层在自然电 位曲线上的特点：自 然电位曲线

4、的泥岩基 线在该层的上部（顶 部水淹）或下部（底 部水淹）发生偏移。 其主要原因是注入水 与原地层水的矿化度 不同。偏移值的大小 为： 和矿化度分别为注入水的电阻率、 注注 注 注 CR R R K C C KE w w sp lglg 在实际工作中，我们发现某些高电阻率地 层中所测自然电位曲线按照常规方式进行 解释的结果与现实发生明显冲突。通常认 为高电阻率和自然电位明显异常是油气储 集层的特征 ,可是录井却没见油气显示 ,就 是见了油气显示也会出现岩电矛盾 ，因此 , 有必要对高电阻率地层及其自然电位异常 情况进行分析。 例1：东营组底部灰质砂岩出现在凸起与凹 陷的结合部,是东营组在上古生

5、界之上超覆 沉积的结果 ,目前仅在埕东凸起北部缓坡见 到。该套高电阻率地层为灰质砂岩与含砾砂 岩互层 ,其中 :灰质砂岩碎屑颗粒以石英为 主，灰质胶结，胶结物含量高 ,致密坚硬 , 储集物性差 ,录井无油气显示 ;含砾砂岩碎 屑颗粒也以石英为主 ,灰质胶结 ,胶结物含 量低 ,较疏松 ,储集物性相对较好 ,录井无油 气显示 。 但是 ,其电性 特征自然电位 正异常幅度却 很大 ,电阻率 也较高 ,声波 差较小与较大 间互 ,较大声 波时差与微电 极较小值对应 分析认为 ,这种自然电位异常是非渗透 性高电阻率致密灰质砂岩与具渗透性的较 疏松含砾砂岩交互所致 ,不能完全反映地层 渗透性 。 例2：

6、沙一段底部生物灰岩多出现在凹陷的斜坡地 带 ,在垦利 、河滩 、孤北 、桩西等地区都可见 到 。有的生物灰岩碎屑以塔螺为主 ,砂质 、灰质 胶结 ,胶结物较少 ,较疏松 ,储集物性较好 ,录井见 油气显示 。虽然自然电位异常幅度不大 ,电阻率 也不太高 ,却形成了良好油气层 。如 ZH 893 井 生物灰岩 1 层 2 . 5 m试油获日产约 40 t 的工业 油流 。有的生物灰岩碎屑 (如 K 98 井) 以介形虫 为主 ,局部塔螺较多 ,灰质胶结 ,胶结物含量高 ,较 致密 ,储集物性差 ,录井无油气显示 。 然而 ,其自然 电位异常幅度 却很大 ,电阻 率也很高 ,较 小声波时差夹 大时

7、差 ,高时 差对应的微电 极电阻率变小 分析认为 ,这种自然电位异常是高电阻率致 密生物灰岩 (介形虫为主) 夹薄层即具渗透 性的较疏松的生物灰岩 (塔螺为主) 所致 ,也 不能反映地层渗透性 。 例3：灰质页岩和油页岩在沾化凹陷均有沉 积 ,多出现在凹陷低部位的沙三段下部第 3 、 第 4 油页岩段之中 。因普遍含灰质成分且 有机质丰富 ,故电阻率较高 。沾化凹陷西南 部的 H 12 井 1693. 01709. 5 m*井段相 当于沙三段下部第 4 油页岩段 (见图 3) ,其 电阻率较高 ,自然电位负异常 ,但井壁取心 结果全部取上灰质泥岩 。 从测井曲线还 可发现微电极 曲线高电阻率

8、夹低电阻率， 低电阻率对应 声波时差曲线 高值 ,且自然 电位曲线多在 该处转折 。 分析认为 ,这种自然电位异常是非渗透性高 电阻率灰质泥岩 、低渗透性高电阻率页岩 夹薄层泥岩所致 。 例4：沙四段礁灰岩分布在沾化凹陷四扣洼 陷的邵家地区 ,是该区主要产油气层系 。在 S H 4 井对沙四段 2 6342 650 m 井段试 油 ,酸化后套管双翼放喷获日产油 1 117 t 、 气 48 200 m3的高产工业油气流 ,储集物性 较好 。但其周围的井试油都未获高产油气 流 ,储集物性较差 。 如 2 787 2 809 m 井段电阻率高 、自然 电位明显负异常 (图 4) ,一般认为这是很好

9、 的油气层 。从其他测 井曲线却发现 ,微电极 低电阻率正差异夹高 电阻率致密尖峰 ,自然 伽马低值夹中高值 ,声 波时差 180200 s/ m ,表明地层非均质 。 另外 ,微电极曲线上的 高电阻率致密尖峰对 应自然伽马中高值及 小声波时差值 ,且自然 电位曲线多在该处转 折 。 分析认为 ,这种自然电位异常是高电阻率灰 岩 (渗透层) 夹薄层高电阻率泥灰岩 (致密层) 所致 ,也不能真实反映地层渗透性 。 综上所述，在砂 泥岩交互地区 ,高 电阻率地层往往 不是单一均质的 , 常常夹有薄渗透 层或薄泥岩层 ,这 时高电阻率地层 对自然电流分布 影响很大 (见图 5) 。 由泥岩流向渗透性

10、地层的自然电流大部分 被限制在对应于非渗透性 、高电阻率地层 的井眼中 ,使其自然电流强度保持不变 ,则 自然电流在井眼中的电位降为常数 ,自然电 位曲线是一条倾斜的直线 。在这类地层中 , 自然电流只能从渗透层或泥岩层进入或离 开井眼 ,使自然电位曲线上有不同斜率的直 线段 ,直线段斜率变化处相应为渗透层或泥 岩层段 。 另外，在实际施工过程中还会碰到由外界 因素干扰导致的自然电位曲线与地区规律 不相符的情况，这影响到了测井时效和资 料质量。找出问题的症结，是快速解决问 题，取准资料的关键。 结合 图中分析， 测井过程 中可能出 现的主要 影响因素 有以下几 种。 地面采集面板干扰：如果地面

11、采集面板 因制作粗糙或因震动、灰尘而出现漏电、 异常电磁干扰时，就会对自然电位信号产 生影响，表现在曲线上会导致基线不平滑， 出现规律性波动，有毛刺、噪声尖峰等异 常现象。 电缆滚筒带磁：在进行自然电位测井时， 带磁滚筒旋转会产生次生磁场及电动势， 就会对采集到的自然电位信号产生周期性 影响，表现在资料上就会产生泥岩基线不 平滑，有异常波浪状起伏现象。 地面电极SP FISH 回路受干扰：当地面 电极置于带塑胶底衬的泥浆池中时会导致 回路电阻过大，在发电机或电源线附近时， 或接近任何管线(如钻井液储罐)，或者井场 附近有其它正处于工作状态的抽油机、注 水井时，会由于周围环境中的不规律电磁 噪声干扰，而使自然电位曲线产生异常抖 动，基线发生漂移。 井下电极绝缘不好：如 果测量SP的电极与铠装钢 丝绝缘不好，测得的自然 电位信号就不只受电极所 在地层自然电动势影响， 还会受到其它处于回路中 的多余信号所干扰。反映 到自然电位曲线上就表现 为出现地层不应有的正、 负异常，泥岩基线出现漂