地球物理测＃（第一章）自然电位测井

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1、地球物理测井第一章电法测井（自然电位测井）心胸有多大，事业就有多大包容有多少，拥有就有多少地球物理测井——自然电位测井SP自然电位测井：电法测井的一种。也叫SPLogs（源自SpontaneousPotentialLogs），是根据自然电位曲线研究井内地质剖面的方法。电阻率测井：测量井下岩层的电阻率，一般须人为供电。SP的发现进行电阻率测井时，目的层测量结束、在断电情况下，发现记录仪仍然显示，井下有电位的变化。地球物理测井——自然电位测井SP自然电位:自然电场产生的电位.应用基础—自然电位与井中岩层的岩性有密切的关系，能以明显异常显示渗透层。M

2、—测量电极N—地面电极正异常负异常自然电位测井曲线一般以泥岩井段的曲线作为基线（相对零线）来计算渗透层井段自然电位异常幅度（mV）。异常偏向负方向—叫负异常；相反—叫正异常地球物理测井——自然电位测井SP测量原理：由于固定在地面的N电极的电位VN是一个恒定值，因此，当测量电极M在井中移动时，电位差计所测得的电位差ΔVMN的变化，就是井下自然电位的变化，把它记录成随井深变化的曲线，即自然电位曲线。地球物理测井——自然电位测井SP一、自然电位的成因由于泥浆和地层水的矿化度不同，地层压力和泥浆柱压力不同，在钻开岩层后，井壁附近两种不同矿化度的溶液接触

3、产生电化学过程，结果产生电动势造成自然电场。自然电动势扩散电动势（Ed）扩散吸附电动势（Eda）过滤电动势（E）地球物理测井——自然电位测井SP假定：地层水和泥浆滤液中的盐类均为NaCL,且Cmf<

4、有两种路径向浓度小的泥浆中扩散：①—通过砂岩井壁直接向泥浆中扩散②—通过砂岩围岩周围的泥岩向泥浆中扩散地球物理测井——自然电位测井SP1、纯砂岩的扩散电动势如果砂岩为纯砂岩，不含泥质，地层水中的Na+和Cl-在渗透压力作用下，沿第一条路径扩散，且Na+移动速度较慢，Cl-较快，因此，低浓度的泥浆中Cl-富集而带负电，高浓度的地层水中Na+过剩带正电，在地层水和泥浆滤液的接触面两侧出现电位差。高浓度为正，低浓度为负扩散电动势CwCm渗透性隔板实验动平衡时，电动势保持一定值地球物理测井——自然电位测井SPCw、Cmf—分别为地层水和泥浆的浓度u、v

5、—分别为Na＋、Cl－的迁移率；R—为摩尔气体常数；F—为法拉第常数；T—为绝对温度°K；Kd—扩散电动势系数由上式可知，在纯砂岩时，u＜v，Kd为负值；且与溶液的盐类成分和温度有关。地球物理测井——自然电位测井SP在井内纯砂岩井段所测量的自然电位——即是扩散电动势造成的。泥岩砂岩泥岩Cw>Cmf在井内纯泥岩井段所测量的自然电位——即是扩散吸附电动势造成的。地球物理测井——自然电位测井SP2、纯泥岩的扩散吸附电动势当地层水中的离子通过第二条路径经泥岩向井中泥浆扩散时，将受到泥岩中粘土颗粒表面偶电层（Na＋）的影响。根据异性相吸、同性相斥的原理，

6、泥岩表面吸附层的补偿阳离子将吸引Cl－而排斥Na＋（扩散），Cl－不能通过泥岩进入泥浆，因此，导致泥浆中正离子富集，砂、泥岩交界面Cl－多带负电，形成电位差。（高浓度为负，低浓度为正）形成的电动势称为扩散吸附电动势指针与前面实验方向相反地球物理测井——自然电位测井SP设纯泥岩单位孔隙体积的补偿阳离子浓度QV=∞，则认为Vcl-=0Kda—扩散吸附电动势系数，mv，值为正，与温度有关扩散吸附电动势Eda表达式在相同条件下，不同岩石的扩散吸附电动势差别很大Eda由高到低依次为：泥质页岩→粘土→含泥砂岩→石灰岩→砂岩→无烟煤→泥灰岩→铝土矿→石英砂→

7、白云岩→高岭土地球物理测井——自然电位测井SP地球物理测井——自然电位测井SP3、泥质砂岩的扩散电动势Na＋和Cl－的迁移率u、v随泥质砂岩中Qv（补偿阳离子浓度）的大小而变化。当泥质含量少、Qv小时，v＞u，低浓度为负，高浓度为正，具有纯砂岩性质；当泥质含量高、Qv大时，v＜u，低浓度为正，高浓度为负，具有纯泥岩性质。可见，扩散电动势系数Kd可正可负，取决于Qv大小、溶液的盐类成分和温度。地球物理测井——自然电位测井SP思考：如果Cw＜Cmf或地层水为淡水时，将会是什么情况？地球物理测井——自然电位测井SP除此以外还有过滤电动势，它是在压力作

8、用下，泥浆滤液向地层中渗入时产生的，只有在压差很大的情况下才不被忽略，但通常情况下，P泥浆稍大于P地，此时可以不考虑该电动势。由此通常情况下是由扩散电