自然电位附自然伽马

1、自然电位测井方法原理在初期的电阻率测井中发现：在供电电极不供电时，丈量电极M在井内挪动，仍可在井内丈量到相关电位的变化。这个电位是自然产生的，故称为自然电位。使用图1所示电路，沿井提高电极，地面仪器即可同时测出一条自然电位变化曲线。自然电位曲线变化与岩性有亲密关系，能以显然的异样显示出浸透性地层，这对于确立砂岩储集层拥有重要意义。自然电位测井方法简单，适用价值高，是区分岩性和研究储集层性质的基本方法之一。文档采集自网络，仅用于个人学习图1自然电位测井原理一、井内自然电位产生的原由井内自然电位产生的原由是复杂的，但对于油井，主要有以下两个原由：地层水的含盐量(矿化度)与泥浆的含盐量不一样，地层压

2、力和泥浆柱压力不一样，在井壁邻近产生了自然电动势，形成了自然电场。文档采集自网络，仅用于个人学习1扩散电动势(Ed)的产生如图2所示，在一个玻璃容器中，用一个浸透性的半透膜将其分分开，两边分别装上浓度为Cl和C2(C1C2)的NaCl溶液，并且在两边分别放人一只电极，此时表头指针发生偏转。此现象可解说为：两种不一样浓度的NaCl溶液接触时，存在着使浓度达到均衡的自然趋向，即高浓度溶液中的离子受浸透压的作用要穿过浸透性隔阂迁徙到低浓度溶液中去，这一现象称为离子扩散。文档采集自网络，仅用于个人学习在扩散过程中，因为Cl-的迁徙率大于Na+的迁徙率，扩散结果使低浓度溶液中的Cl-相对增加，形成负电荷

3、齐集，高浓度溶文档采集自网络，仅用于个人学习图2扩散电动势产生表示图液中Na+相对增加，形成正电荷齐集。这就在两种不一样浓度的溶液间产生了电动势，所以可测到电位差。离子在持续扩散，高浓度溶液中的Cl-，因为受高浓度溶液中正电荷的吸引和低浓度溶液中负电荷的排挤，其迁徙速度减慢；而高浓度溶液中的Na+，因为受高浓度溶液中正电荷的排挤和低浓度溶液中负电荷的吸引，其迁徙速度加速，这使得电荷齐集速度减慢。当接触面邻近的电荷齐集使正、负离子的迁徙速度相等时，电荷齐集就停止了，但离子还在持续扩散，溶液达到了动均衡，此时电动势将保持必定值：这个电动势是由离子扩散作用产生的，故称为扩散电位(Ed)，也称扩散电动

4、势，可用下式表示：文档采集自网络，仅用于个人学习式中为扩散电位系数，mv；，为溶液盐类的浓度，g/L。与上述实验现象同样，井内自然电位的产生也是两种不一样浓度的溶液相接触的产物。在纯砂岩井段所丈量的自然电位即是扩散电动势造成的，这是因为浓度为Cw的地层水和浓度为Cmf的泥浆滤1/6液在井壁邻近接触产生扩散现象的结果。往常，CwCmf，所以一般扩散结果是地层水内富集正电荷，泥浆滤液中富集负电荷，如图3所示，有文档采集自网络，仅用于个人学习或2扩散吸附电动势(Eda)文档采集自网络，仅用于个人学习图4扩散吸附电动势表示图图3井内自然电位散布表示图如图4所示，将两种不一样浓度(C1C2)的NaCl溶

5、液用泥岩隔阂分开。实验结果表示：浓度大的一方富集了负电荷，浓度小的一方富集了正电荷。其原由能够解说为：泥岩的孔隙道极小，泥质颗粒对Cl-有选择性吸附作用，Cl-都被约束在泥质颗粒表面，不可以自由挪动，使得Cl-的迁移速度为零，在扩散过程中，只有Na+可向低浓度一方移动。所以，在泥岩井壁上只发生Na+的扩散，这时形成的电动势称为扩散吸附电动势(Eda)。因为泥岩选择性地让正离子经过，其作用犹如化学中的半透膜，所以扩散吸附电位也称薄膜电位，其表达式为式中为扩散吸附电位系数。在砂泥岩剖面的井内，在泥岩井壁邻近，因为泥浆滤液浓度与地层水的浓度不一样(CwCmf)而产生的扩散吸附电动势为文档采集自网络，

6、仅用于个人学习3、过滤电动势（动电电动势）在压力差的作用下，当溶液经过毛细血管时，因为毛细血管壁吸附溶液中负离子，使溶液正离子相对增加，并且同溶液一同向压力低的一端挪动，所以在毛细管两头富集了不一样符号的离子，压力低的一端带正电，压力高的一端带负电，进而产生了电位差，如图5所示：文档采集自网络，仅用于个人学习在岩层中有好多很细的连通孔隙，相当于上述的毛细管。当泥浆柱压力大于地层压力时，因为岩层中的毛细管孔道壁和泥饼中的泥质颗粒要吸附泥浆滤液中的负离子，而正离子跟着泥浆滤液向地层中挪动，这文档收集自网络，仅用于个人学习样在井壁邻近齐集了大批负离子，在岩层内部有大批正离子，这类电位称为过滤电动势。

7、图5过滤电动势形成表示图二、自然电位测井曲线2/6在钻穿地层的过程中，地层与泥浆相接触，产生了扩散吸附作用，在泥浆与地层接触面上产生了自然电位。1.井内自然电场的散布设砂岩、泥岩的地层水矿化度分别为C2，C1，泥浆滤液的矿化度为Cmf，且有ClC2Cmf。在砂岩和泥浆接触面上，因为扩散作用，产生的扩散电动势为文档采集自网络，仅用于个人学习在泥岩和泥浆接触面上，因为扩散吸附作用，产生的扩散吸附电动势为在砂岩和泥岩接触面上，因为扩散吸附作用，产生的扩散吸附电动势为在井与砂岩、泥岩接触面上，自然电流回路中的总自然电动势即式中K=Kd+Kda，称为自然电位系数。能够写成：往常把E。写作S5P，称为静自

8、然电位。实质测井时以泥岩作自然电位曲线的基线(即零线)，当CwCmf时，砂岩的自然电位异样为负值，所以上式右端取负号。把井中巨厚的纯砂岩井段的自然电位幅度近似以为是SSP。静自然电位的变化范围在含淡水岩层的+50mV到含高矿化度盐水岩层的-200mV之间。文档采集自网络，仅用于个人学习2自然电位曲线特色图6是一组含水纯砂岩的自然电位理论曲线，横坐标是自然电位与静自然电位之比UspSSP，纵坐标为地层厚度h，曲线号码为层厚与井径之比hd。当上、下围岩很厚且岩性同样时，从曲线上能够看到以下特色：曲线对于地层中点对称，地层中点处异样值最大；地层越厚，Usp越靠近SSP，地层厚度变小，Usp降落，且曲

9、线顶部变尖，底部变宽，UspSSP；当h4d时，Usp的半幅点对应地层的界面，所以较厚地层可用半幅点法确定地层界面，地层变薄时，不可以用半幅点法分层。实测曲线与理论曲线特色基真同样，因为测井时受多方面要素的影响，实测曲线不如理论曲线规则(图7)。使用自然电位曲线时应注意：自然电位曲线没有绝对零点，是以泥岩井段的自然电位曲线幅度作基线；自然电位曲线幅度Usp的读数是基线到曲线极大值之间的宽度所代表的毫伏数。文档采集自网络，仅用于个人学习在砂泥岩剖面中，以泥岩作为基线，CwCmf时，砂岩层段出现自然电位负异样；CwCmf3/6时，砂岩层段出现自然电位正异样；Cw=Cmf时，没有造成自然电场的电动势

10、产生，则没有自然电位异样出现。Cw和Cmf差异越大，造成的自然电场的电动势越大。文档采集自网络，仅用于个人学习自然伽马测井方法原理一、自然伽马测井把仪器放到井下，丈量地层放射性强度的方法叫自然伽马测井(GR)。这类方法已有很长的历史，GR与SP相当合能很好地区分岩性和确立浸透性地层，GR的另一长处是可在套管井中丈量。文档采集自网络，仅用于个人学习、岩石的放射性岩石的放射性，主假如因为含有铀(U)、钍(Th)、钾(K)等放射性元素，所以岩石的放射性强度决定放射性元素的含量。文档采集自网络，仅用于个人学习一般条件下，岩石的放射性物质含量极少，按放射性的强弱堆积岩可分为以下几类：自然伽马放射性高：放

11、射性软泥、红色黏土、海绿石砂岩、独居石等岩石。自然伽马放射性中：浅海相和陆上堆积的泥质岩石，如泥质砂岩，泥质石灰岩，泥灰岩等。自然伽马放射性低：砂岩、石灰岩、石膏、岩盐、煤和沥青等、自然伽马测井丈量原理丈量原理如图，丈量装置由井下仪器和地面仪器构成。下井仪器有探测器（闪耀计数管）、放大器和高压电源等几部分。自然伽马射线由岩层穿过泥浆、仪器外壳进入探测器，探测器将射线转变为电脉冲信号，经放大器把电脉冲放大后由电缆送到地面仪器。文档采集自网络，仅用于个人学习初期的自然伽马曲线采纳计数率（脉冲/分钟）单位，曲线用Jr表示，当今的自然伽马测井都采纳标准刻度单位API，曲线用GR表示。定义高放射性地层与

12、低放射性地层读数之差为200API单位，作为标准刻度单位。文档采集自网络，仅用于个人学习、自然伽马测井曲线把自然伽马测井仪下到井中，丈量地层放射性强度随深度变化的曲线，称为自然伽马曲线(GR)。4/6曲线特色。依据理论计算自然伽马测井理论曲线如图。其特色为：a、曲线对称于地层中点，在地层中点处有极大值或极小值，反应该层放射性大小。b、当地层厚度h小于三倍的钻头直径d0(h3d0)时，极大值随h而（极小值随h而）。当h3d0时，极大值（或极小值）为一常数，与地层厚度没关，与岩石的自然放射性强度成正比。文档采集自网络，仅用于个人学习c、h3d0时，由曲线的半幅点确立的底厚度等于地层的真切厚度，当h

13、3d0时，由半幅点确立的地层厚度大于地层的真切厚度，并且越薄，大得越多。文档采集自网络，仅用于个人学习理论曲线是在测速为零、点状计数管的条件下计算获得的，但实质测井中，计数管不是点状的，测速也不为零，所以实测曲线和理论曲线是有些差异的，但基本形状仍旧相像。文档采集自网络，仅用于个人学习自然伽马测井曲线的影响要素a、层厚的影响。地层变薄会使泥岩层的自然伽马测井曲线值降落，砂岩层的自然伽马测井曲线值上涨，并且地层越薄，这类降落和上涨就越多。所以对h3d0的地层，应用曲线时，应试虑层厚的影响。文档采集自网络，仅用于个人学习b、井参数的影响。井径的扩粗心味着下套管井水泥环增厚和裸眼井泥浆层增厚。若水泥

14、环和泥浆不含放射性元素，则水泥环和泥浆层增厚会使GR值降低，但因为泥浆有一些放射性，所以泥浆的影响很小。套管的钢铁对射线的汲取能力很强，所以下了套管的井，GR值会有所降落。文档采集自网络，仅用于个人学习c、放射性涨落的影响。在放射性源强度和丈量条件不变的条件下，在相等的时间间隔内，对放射性的强度进行重复多次丈量，每次记录的数值是不同样的，而老是在某一数值邻近上下变化，这类现象叫放射性涨落。它和丈量条件没关，是微观世界的一种客观现象，且有必定的规律性。这类现象是因为放射性元素的各个原子核的衰变相互是独立的，衰变的序次是有时的等原由造成的。文档采集自网络，仅用于个人学习因为放射性涨落的存在，使得G

15、R曲线不像电测井圆滑。放射性测井曲线上读数的变化，一是由地层性质变化惹起的，另一方面是由放射性涨落惹起的，要对放射性测井曲线进行正确地质解说，一定正确区分这两种原由造成的曲线变化。文档采集自网络，仅用于个人学习d、测速的影响。测井时的仪器上加速度是对GR曲线产生影响。测速越大，GR对于地层越不对称。（一般是V的影响，为积分电路时间常数）文档采集自网络，仅用于个人学习（）自然伽马测井曲线的应用区分岩性。主要依据地层中泥质含量的变化惹起GR曲线幅度变化来区分不一样的岩性。文档采集自网络，仅用于个人学习、砂、泥岩剖面砂岩（GR值低）VshII、碳酸盐剖面泥岩（GR值）白云岩、石灰岩（GR值低）Vsh

16、泥岩（GR值）5/6、膏岩剖面岩盐、石膏（GR值低）Vsh泥岩（GR值）进行地层对照GR曲线与地层中所含流体性质没关，其幅度主要决定于地层中的放射性物质，往常对于不一样岩性其幅度较为稳固，此外，对照的标准层也易选用，往常选用厚度泥岩作标准层，进行油田范围或地区范围内的地层对照文档采集自网络，仅用于个人学习估量地层中泥质含量第一用自然伽马相对幅度的变化计算出泥质含量指数IGR：目的GRminIGRGRGRmaxGRminGR：目的层自然伽马幅度；GRmax、GRmin为纯泥岩、纯砂岩的自然伽马幅度。往常IGR的变化范围为，用下式将IGR转变成泥质含量sh:2GIGR1Vsh2G1G:希尔奇指数，可依据实验室取芯剖析资料确立。二、自然伽马能谱测井自然伽马测井只好丈量地层中放射性元素的总含量，没法分辨地层中含有什么样的放射性元素，为此研制了自然伽马能谱测井，即丈量不一样放射性元素放射出不一样能量的射线，进而