自然电位测井..教学文案.ppt

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1、自然电位测井..1、方法特点钻井后由于井壁附近的电化学活动性造成的电场叫自然电场。沿井轴测量记录自然电位变化曲线，可以用于区别岩性和研究钻井剖面性质。SP测井的基本方法为：如图，在井内放一测量电极M，地面放一测量电极N，将M电极沿井筒移动，即可测出一条井内自然电位变化的曲线。自然电位测井(SP)要对所测的SP曲线进行地质解释，首先应该了解自然电位是怎样产生的，它与地层的那些性质有关。自然电位测井(SP)1、方法特点2、自然电位产生的原因3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析4、自然电位测井曲线的特征及影响因素5、自然电位测井曲线的应用学习内容2、自然电位产生的原因井内自然电位产

2、生的原因是复杂的，对于油气井来说，主要有以下两个原因：①地层水和泥浆含盐浓度不同而引起的扩散电动势和吸附电动势。②地层压力与泥浆柱压力不同而引起的过滤电动势。实践证明，在油气井中，这两种电动势以扩散电动势和吸附电动势占绝对优势。（1）扩散电位当两种不同浓度的溶液被半透膜隔开，离子在渗透压作用下，高浓度溶液的离子将穿过半透膜向较低浓度的溶液中移动。这种现象叫扩散，形成的电位叫扩散电位，在油井中，此种扩散有两种途径：2、自然电位产生的原因一是高浓度一方通过砂岩向低浓度泥浆中扩散;二是通过泥岩向泥浆中扩散。其扩散电位大小取决于①正负离子的迁移率(单价离子在强度为1伏特/厘米的电场作用下的移

3、动速度)；②温度、压力；③两种溶液的浓度差；④浓度、离子类型及浓度差。离子由砂岩向泥浆中直接扩散时，由于Cl-比Na+的迁移率大，因此在砂岩高浓度一侧聚集多余的正电荷，而在泥浆中聚集负电荷。离子量移动到一定程度，形成动态平衡，此时电位叫扩散电位，经实验证实，扩散电位Ed可由以下公式求得（涅耳斯特方程，Nernst）Ed=Kdlg(Cw/Cmf)Kd-扩散电位系数，与盐类的化学成份及温度有关。2、自然电位产生的原因（1）扩散电位对于石油钻井而言：下面列举常见盐溶液的迁移率和Kd值2、自然电位产生的原因（1）扩散电位2、自然电位产生的原因在井中，18℃时若地层水浓度Cw等于10倍的泥浆

4、溶液矿化度Cmf时,经理论推算：kd=-11.6mv，其中负号表示低浓度一方井中的电位低；Cmf、Cw-泥浆滤液和地层水矿化度。当溶液矿化度不高时，溶液浓度与电阻率成反比，即Ed=Kdlg(Cw/Cmf)=Kdlg(Rmf/Rw)Rmf,Rw-泥浆滤液和地层水电阻率。（1）扩散电位因为泥岩结构、化学成分等与砂岩不同，因此与泥浆之间形成的电位差大，且符号与扩散电位相反，这是由于粘土矿物表面具有选择吸附负离子的能力。因此当浓度不同的NaCl溶液扩散时，粘土颗粒吸附Cl-离子，而Na+离子可以自由移动，若Cw＞Cmf，泥浆带正电荷，储集层与泥岩界面处带负电荷，这时形成的电动势为扩散吸附

5、电动势，这是由于既有扩散作用又有吸附作用，因此称为扩散吸附电动势，用Eda表示,由下式求Eda=Kdalg(Cw/Cmf)若Cw=10Cmf,t=18℃Kda=58mV。2、自然电位产生的原因（2）吸附电位（隔膜作用-砂岩通过泥岩与泥浆之间交换离子)这种电动势是由于泥浆柱与地层之间存在压力差，泥浆滤液通过泥饼或泥质岩石渗滤形成的。2、自然电位产生的原因（3）过滤电位通常，泥浆柱的压力大于地层压力，并在渗透性岩层(如砂岩层)处，都不同程度的有泥饼存在。由于组成泥饼的泥质颗粒表面有一层松散的阳离子扩散层，在压力差的作用下，这些阳离子就会随着泥浆滤液的渗入向压力低的地层内部移动。于是在

6、地层内部一方出现了过多的阳离子，使其带正电，而在井内泥饼一方正离子相对减少，使其带负电，从而产生了电动势。由此形成的电动势，叫做过滤电动势。显然它的极性与扩散电动势相同，即井的一方为负，岩层的一方为正。过滤电动势Ef的大小与泥饼两边的压力差ΔP和泥浆滤液的电阻率Rmf成正比，而与泥浆滤液的粘度μ成反比，即Kf–过滤电位系数，与溶液的成分有关；ΔP–压力差，单位为大气压；μ–泥浆滤液的粘度，厘泊；当压差悬殊，泥饼未形成以前，过滤电位有较大的显示。通常Ef只有在压力差很大时，才不可忽略，但一般钻井时，要求泥浆柱压力只能稍大于地层压力，因此在实际工作中，通常都认为过滤电动势可忽略不计。2

7、、自然电位产生的原因（3）过滤电位自然电位测井(SP)1、方法特点2、自然电位产生的原因3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析4、自然电位测井曲线的特征及影响因素5、自然电位测井曲线的应用学习内容3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析（1）总电动势结合等效电路进行分析由砂岩，泥岩、泥浆所组成的导电回路中，电动势Ed和Eda是串联的，因此，在该回路中扩散作用的总电动势Es为该两电动势的代数和Es=Ed+Eda=Kd•lg(Cw/Cmf)+Kda•lg