第4讲自然电位测井课件

测井解释与生产测井测井解释与生产测井第第4讲讲 自然电位测井自然电位测井张元中张元中中国石油大学（北京）地球物理与信息工程学院中国石油大学（北京）地球物理与信息工程学院.主要内容主要内容l1.自然电位的概念自然电位的概念l2.自然电场的产生自然电场的产生l3.自然电位测井自然电位测井l4.自然电位曲线的应用自然电位曲线的应用 教材教材 第第1章：第章：第1节，第节，第2节，第节，第4节节.l1.自然电位的概念自然电位的概念l电电动动势势：是是一一个个表表征征电电源源特特征征的的物物理理量量。定定义义为为把把单单位位正正电电荷荷从从负负极极通通过过电电源源内内部部移移到到正正极时，极时，非静电力非静电力所作的功。单位：福特，所作的功。单位：福特，V。l电电位位：又又称称电电势势，是是指指单单位位电电荷荷在在静静电电场场中中的的某某一一点点所所具具有有的的电电势势能能，大大小小取取决决于于电电势势零零点点的的选选取取，其其数数值值只只具具有有相相对对的的意意义义（电电势差，电位差势差，电位差）。单位：福特，）。单位：福特，V。.l1.自然电位的概念自然电位的概念l电电动动势势：表表示示非非静静电电力力把把单单位位正正电电荷荷从从负负极极经电源内部移到正极所做的功。经电源内部移到正极所做的功。l电电位位（电电势势差差）：表表示示静静电电力力把把单单位位正正电电荷荷从电场中的某一点移到另一点所做的功。从电场中的某一点移到另一点所做的功。.l1.自然电位的概念自然电位的概念l在在化化学学电电池池中中，非非静静电电力力是是一一种种与与离离子子溶溶解解和和沉积过程相联系的化学作用。沉积过程相联系的化学作用。l非非静静电电力力是是指指除除静静电电力力外外能能对对电电荷荷流流动动起起作作用用的的力。非静电力有不同的来源。力。非静电力有不同的来源。l温温差差电电源源中中，非非静静电电力力是是一一种种与与温温度度差差和和电电子子浓浓度度差差相相联联系系的的扩扩散散作作用用；一一般般发发电电机机中中，非非静静电电力起源于磁场对运动电荷的作用，即洛伦兹力。力起源于磁场对运动电荷的作用，即洛伦兹力。.l1.自然电位的概念自然电位的概念电电法法测测井井的的一一种种。也也叫叫SP Log（源源 自自 Spontaneous Potential Log）进进行行电电阻阻率率测测井井时时，目目的的层层测测量量结结束束、在在断断电电情情况况下下，发发现现记记录录仪仪仍仍然然显显示示，井井下下有电位的变化。有电位的变化。测测量量井井下下岩岩层层的的电电阻阻率率，一一般须人为供电。般须人为供电。l根根据据自自然然电电位位曲曲线线研研究究井井内内地地质质剖剖面面的的方方法法自然电位测井（自然电位测井（SP，单位：，单位：mV）。）。.l2.自然电场的产生自然电场的产生 钻钻井井过过程程中中，在在井井中中由由于于泥泥浆浆和和地地层层水水的的含含盐盐量量（矿矿化化度度，电电阻阻率率）不不同同，地地层层压压力力和和泥泥浆浆柱柱压压力力不不同同，在在井井壁壁附附近近产产生生电电化化学学过过程程，结结果果产产生生自自然然电电动动势势，形形成成自然电场自然电场。.l2.自然电场的产生自然电场的产生扩散电动势（扩散电动势（Ed）过滤电动势过滤电动势（E）扩散吸附电动势（扩散吸附电动势（Eda）.低浓度低浓度氯离子富集氯离子富集高浓度高浓度钠离子富集钠离子富集接接触触面面正正负负离离子子迁迁移移速速度度相相同同时时电电荷荷富集停止富集停止离子还在继续扩散离子还在继续扩散动平衡动平衡动动平平衡衡时时，电电动动势势保保持持一一定值定值扩散扩散电动势电动势Ed受受渗透压力渗透压力作用，高浓度作用，高浓度低浓度低浓度氯离子迁移率氯离子迁移率 钠离子迁移率钠离子迁移率CwCwCwCwCmCmCmCm渗渗透透性性隔隔板板实实验验.l在在一一定定条条件件下下（CCmf时时（淡淡水水泥泥浆浆钻钻井井），砂砂岩岩段段出出现现自然电位负异常；自然电位负异常；F 当当CwCmf（盐盐水水泥泥浆浆钻钻井井）时时，砂砂岩岩段段出出现现自然电位正异常；自然电位正异常；F 当当CwCmf时时，不不产产生生自自然然电电场场电电动动势势，自自然电位没有异常。然电位没有异常。l划分渗透性地层的依据划分渗透性地层的依据.l泥泥质质含含量量增增加加，负负异常幅度变低。异常幅度变低。l渗渗透透层层（砂砂岩岩）越越纯，负异常越大。纯，负异常越大。lRw Usp油油.l确定渗透层界面确定渗透层界面半幅点法半幅点法l条件：条件：h4d，d为井径为井径 Uspha Usp/2bPHbHah=Hb-Ha.图中图中CE连线连线=砂岩厚度砂岩厚度厚层厚层薄层薄层图中图中CE连线连线砂岩厚度砂岩厚度.泥质泥质一一般般把把泥泥质质砂砂岩岩中中的的细细粉粉砂砂和和湿湿粘粘土土的混合物叫做的混合物叫做泥质。泥质。分散分散泥质泥质泥质分散在砂岩颗粒间孔隙的表面泥质分散在砂岩颗粒间孔隙的表面层状层状泥质泥质泥质在砂岩中呈条带状泥质在砂岩中呈条带状结构结构泥质泥质泥质颗粒代替了某些砂岩颗粒的位置泥质颗粒代替了某些砂岩颗粒的位置l估算泥质含量估算泥质含量.计算法（间接法）计算法（间接法）图版法（直接法）图版法（直接法）.l把把某某地地区区各各种种含含泥泥质质的的砂砂岩岩经经取取样样测测定定，直直接接建建立立自自然然电电位位幅幅度度Usp(和和相相对对自自然然电电位位Tsp）与与泥质含量泥质含量Vsh（Qsh）的相关关系）的相关关系.l间接法间接法经验公式经验公式lPSP泥质砂岩的自然电位幅度泥质砂岩的自然电位幅度lSSP厚的纯水砂岩层的静自然电位厚的纯水砂岩层的静自然电位l当当砂砂岩岩中中所所含含泥泥质质呈呈层层状状分分布布形形成成砂砂泥泥质质交交互互层，且层状泥质和砂质层的电阻率差别不大。层，且层状泥质和砂质层的电阻率差别不大。.作作 业业 41.分析自然电位的成因。分析自然电位的成因。2.写出扩散电动势、扩散吸附电动势、总电动势写出扩散电动势、扩散吸附电动势、总电动势表达式。表达式。3.自然电位曲线明显的电位正异常说明什么？自然电位曲线明显的电位正异常说明什么？4.自然电位测井曲线在油田勘探开发中应用于哪自然电位测井曲线在油田勘探开发中应用于哪些方面？些方面？.