二自然电位测井

1、1 自然电位测井（自然电位测井（SPSP）（Spontaneous Potential Logs)Spontaneous Potential Logs)2电测井技术及应用电测井技术及应用电法测井通常指测量岩石电法测井通常指测量岩石 导电特性导电特性 介电特性介电特性 电化学特性电化学特性 的所有测井方法。的所有测井方法。 普通电测普通电测电流聚焦测井电流聚焦测井感应测井感应测井电成像测井电成像测井介电测井介电测井电磁波传播测井电磁波传播测井自然电位测井自然电位测井人工电位测井人工电位测井3测井仪器的组成及工艺过程测井仪器的组成及工艺过程井下仪器井下仪器地面仪器地面仪器电电 缆缆4SP 的的 成

2、成 因因u井中泥浆矿化度与地层水矿化度的不同井中泥浆矿化度与地层水矿化度的不同导致产生导致产生电化学电动势电化学电动势u泥浆柱与地层之间的压力差泥浆柱与地层之间的压力差导致产生导致产生动电学电动势动电学电动势5电化学电动势包括电化学电动势包括: :扩散电动势扩散电动势( (diffusion potentialdiffusion potential) )（通常在渗透层井壁附近产生）（通常在渗透层井壁附近产生）扩散吸附电动势扩散吸附电动势( (diffusion diffusion adsorption potentialadsorption potential) )（通常在泥岩段井壁附近产生）

3、（通常在泥岩段井壁附近产生）6CWCmfCWCmf纯砂岩隔板纯砂岩隔板离子扩散方向离子扩散方向当不同浓度溶液接触时当不同浓度溶液接触时, ,存存在着使浓度达到平衡的自在着使浓度达到平衡的自然趋势然趋势, ,即高浓度溶液中即高浓度溶液中的离子要穿过隔板迁移到低浓度溶液的离子要穿过隔板迁移到低浓度溶液中去中去, ,这个叫离子扩散这个叫离子扩散. .由于各种离子由于各种离子的扩散速度不同的扩散速度不同,v,vClClvvNaNa, ,这样就使得低这样就使得低浓度溶液中浓度溶液中ClCl离子相对增多离子相对增多, ,形成了负形成了负电荷富集电荷富集; ;而在高浓度中而在高浓度中NaNa离子相对增离子相

4、对增多多, ,形成正电荷富集形成正电荷富集. .NaCl溶液溶液7 当达到动态平衡时当达到动态平衡时(?),(?),溶液接触面附近的电动势为一常数溶液接触面附近的电动势为一常数, ,此电动势被称为扩散电动势此电动势被称为扩散电动势, ,用符号用符号E Ed d表示表示. . E Ed d=K=Kd dlgClgCW W/C/Cmfmf K Kd d称称 为扩散电动势系数为扩散电动势系数, ,对于对于NaClNaCl溶液溶液, ,在温度为在温度为1818o oC C时时, K, Kd d=-11.6mv=-11.6mv8CWCmfCWCmf离子扩散方向离子扩散方向纯泥岩隔板纯泥岩隔板NaCl溶液

5、溶液扩散过程与纯砂岩隔板时类似扩散过程与纯砂岩隔板时类似, ,但由于但由于泥岩对离子的选择吸附作用泥岩对离子的选择吸附作用( (离子筛离子筛),),此时只有正离子能够穿过隔板迁移到此时只有正离子能够穿过隔板迁移到低浓度溶液中去低浓度溶液中去, ,因此就形成了低浓度因此就形成了低浓度溶液中正离子的富集和高浓度溶液中溶液中正离子的富集和高浓度溶液中负离子的富集负离子的富集, ,其电场方向与砂岩隔板其电场方向与砂岩隔板时刚好相反时刚好相反, ,此时的电动势被成为扩散此时的电动势被成为扩散吸附电动势吸附电动势, ,用符号用符号EdaEda表示表示. .9 E Edada的表达式与的表达式与EdEd类似

6、类似: : E Edada=K=KdadalgClgCW W/C/Cmfmf K Kdada称称 为扩散吸附电动势系数为扩散吸附电动势系数, ,对于对于NaClNaCl溶液溶液, ,在温度为在温度为1818o oC C时时, K, Kdada=58mv=58mv 以上为纯砂岩或纯泥岩时的情况以上为纯砂岩或纯泥岩时的情况, ,对于对于实际地层实际地层, ,扩散或扩散电动势系数是介与扩散或扩散电动势系数是介与-11.6-11.6和和5858之间之间. .10过滤电动势的形成机理过滤电动势的形成机理 当岩石孔道中有较多的补偿阳当岩石孔道中有较多的补偿阳离子时离子时, ,在泥浆柱和地层之间存在在泥浆柱

7、和地层之间存在压差的情况下压差的情况下, ,孔道中的流体将携孔道中的流体将携带扩散层的补偿阳离子流动带扩散层的补偿阳离子流动, ,补偿补偿阳离子将随泥浆滤液向地层深部移阳离子将随泥浆滤液向地层深部移动动, ,井壁岩石孔道中有负电荷过剩井壁岩石孔道中有负电荷过剩, ,而井壁较远处有阳离子过剩形成电而井壁较远处有阳离子过剩形成电位差位差, ,即过滤电动势即过滤电动势. .PRAEmfmfff11离子扩离子扩散路径散路径井眼井下井下SP的产生的产生泥岩砂岩12井下自然电流的等效电路井下自然电流的等效电路分别为流经砂岩、泥岩和泥浆的等效电阻分别为流经砂岩、泥岩和泥浆的等效电阻13 井下自然电场井下自然

8、电场的总电动势的总电动势E总总SSPRRKEEEdefwmfdadlg总SSP:静自然电位静自然电位(Static SP) 通常指纯砂岩和纯泥岩通常指纯砂岩和纯泥岩交界面处的电化学总电动势交界面处的电化学总电动势.井下自然电流井下自然电流I IshsdmrrrSSPI自然电位幅度自然电位幅度U UspspmspIrU14 S P - +泥岩泥岩基线基线 异常异常正异常正异常CW=Cmf时时,无异无异常常SP 曲线特点?SP曲线形状特征曲线形状特征负负C CW WCCmfmf时时C CW WCCmfmf时时15161718SP曲线的影响因素曲线的影响因素 C Cw w/C/Cmfmf 岩性的影响

9、岩性的影响 温度的影响温度的影响地层电阻率的影响地层电阻率的影响地层厚度的影响地层厚度的影响井径及泥浆侵入的影响井径及泥浆侵入的影响 含泥质纯地层spspUU油气层水层spspUU薄层厚层spspUUspiUDCAL）（1920SP曲线的应用曲线的应用划分岩性及渗透层划分岩性及渗透层判断油水层判断油水层估算泥质含量估算泥质含量确定地层水电阻率确定地层水电阻率R RW W判断水淹层判断水淹层地层对比和研究沉积相地层对比和研究沉积相21划分岩性及渗透层划分岩性及渗透层渗透层渗透层 特征特征: :异常异常( (负或正负或正) )泥岩层泥岩层 特征特征: :基线基线致密层致密层 特征特征在泥岩层之间时

10、在泥岩层之间时在泥岩层与渗透层之间时在泥岩层与渗透层之间时在渗透层之间时在渗透层之间时22斜率不变的直线23SPSP异常在油气层与水层上的差异异常在油气层与水层上的差异: :通常情况下通常情况下 水油气SPSPUU第一章第一节24估算泥质含量估算泥质含量: SSPPSPVsh 1PSP PSP : :目的层静自然电位目的层静自然电位SSP SSP : :纯砂岩层的静自然电位纯砂岩层的静自然电位确定地层水电阻率确定地层水电阻率wemfeRRKSSPlgR Rmfemfe: :泥浆滤液等效电阻率泥浆滤液等效电阻率R Rwewe: :地层水等效电阻率地层水等效电阻率25确定含水层的静自然电位确定含水

11、层的静自然电位SSPSSP确定确定R RW W值值确定泥浆滤液等效电阻率确定泥浆滤液等效电阻率R Rmfemfe 1. 1.确定地层温度确定地层温度 2.2.确定地层温度下的泥浆电阻率确定地层温度下的泥浆电阻率 3.3.确定泥浆滤液电阻率确定泥浆滤液电阻率确定确定R RW W的步骤：的步骤：26判断水淹层判断水淹层 特征特征: :泥岩基线偏移泥岩基线偏移偏移量E ESPSP27SP测量原理测量原理2829单层曲线形态能反映粒度分布和沉积能量变化的速率单层曲线形态能反映粒度分布和沉积能量变化的速率. .如柱形如柱形表示粒度稳定表示粒度稳定, ,砂岩与泥岩突变接触砂岩与泥岩突变接触; ;钟形表示粒度由粗到细钟形表示粒度由粗到细, ,是水进的结果是水进的结果, ,顶部渐变接触顶部渐变接触, ,底部突变接触底部突变接触; ;漏斗形表示粒度漏斗形表示粒度由细到粗由细到粗, ,是水退的结果是水退的结果, ,底部渐变接触底部渐变接触, ,顶部突变接触顶部突变接触; ;曲线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标志之一. .