测井技术分析

1、第一章 自然电位测井 自然电位：在没有人工供电的情况下，测量电极在井内移动时仍能测量到的电位的变化，这个电位称为自然电位。用SP表示。 沿井轴测量自然电位变化，用以区分岩性的测井方法称为SP测井。本章主要掌握：1、油井内自然电位产生的主要原因2、自然电位曲线及其特点3、自然电位曲线的主要应用1-1自然电场的产生泥浆：钻井时，在井内流动的一种介质。泥浆滤液：在一定的压差下，进入井壁外地层孔隙中的泥浆流体部分。地层水：地层孔隙中的水。溶液矿化度：离子扩散：两种不同浓度的溶液接触时，在渗透压作用下，高浓度溶液中的离子，穿过渗透性隔膜迁移到低浓度溶液中的现象。+-CwCmCwCm+-CwCmCwCm扩

2、散电动势产生示意图扩散吸附电动势产生示意图自然电场的产生 由于泥浆和地层水的矿化度不同，在钻开岩层后产生离子扩散，从而形成自然电场（扩散、扩散吸附、过滤电动势）。一般情况下，过滤电动势可忽略不计。一、扩散电动势产生油井中，自然电场主要是由扩散电动势和扩散吸附电动势产生的。一、扩散电动势的产生电化学实验：用一个渗透性隔膜把玻璃缸分成两部分，其中分别装入浓度不同的NaCl溶液Cw、Cmf，溶液中各放一个电极，并用导线与表头连接。无限稀释溶液中常见离子迁移率及盐溶液的Kd值（18）化学成分正离子迁移率负离子迁移率Kd/mVNaClKClMgCl2CaCl2CaSO4H2CO3NaOHNaK1/2Mg

3、1/2Ca1/2CaHNa4.356.465.145.165.163.154.35ClClClCl1/2SO41/2CO3OH6.556.556.556.556.796.0917.4-11.6-0.4-22.5-19.5-7.946.634.7电化学实验：由于离子迁移率VclVNa，离子扩散作用，使高浓度一侧形成负电荷富积，低浓度一侧形成正电荷富积，离子扩散到一定程度时，接触面附近的电动势保持为一定值，称为扩散电动势，Ed。K称为扩散电位（电动势）系数，其值与温度和溶液含盐成分有关。井内产生扩散电动势的条件：泥浆和地层水的矿化度不同；井壁地层具有渗透性； 正、负离子的迁移率不同。在砂泥岩剖面的

4、纯砂岩井段：假设泥浆和地层水所含盐均为氯化钠(NaCl），离子迁移率VclVNa，在CwCmf 情况下井内自然电场分布 在砂泥岩剖面的纯砂岩井段：砂岩与泥浆接触面上离子扩散的结果产生扩散电位Ed: 其中， Cw、Cmf分别为地层水和泥浆滤液的矿化度注意：上式适用于低矿化度和中等矿化度溶液自由接触面附近产生的扩散电动势的计算。当溶液矿化度很大时，用公式计算的Ed值比实际偏高。在矿化度较低的情况下，对NaCl溶液，溶液的矿化度与其电阻率成反比，所以，上式可为：其中，Rw、Rmf分别为地层水和泥浆滤液的电阻率二、扩散吸附电动势的产生电化学试验：泥岩隔膜用泥岩隔膜将玻璃缸内的两种不同浓度的NaCl溶液

5、分开，泥岩隔膜中的阳离子交换作用扩散吸附电动势，Eda：两种浓度溶液在接触面处产生离子扩散作用，以及泥岩隔膜中的阳离子交换作用，使泥岩孔隙内溶液中的阳离子居多，扩散结果,浓度小的一方富积大量正电荷而带正电，浓度大的一方带负电。在泥岩隔膜处形成扩散吸附电动势，其大小为Eda：式中，Kda-扩散吸附电动势系数，与岩层的泥质阳离子交换能力有关。扩散吸附电动势的产生泥岩与泥浆接触面上，产生扩散吸附电动势的条件：Cw与Cm矿化度不同；井壁具有一定的渗透性；地层颗粒对不同极性的离子具有不同的吸附性。泥岩与泥浆接触上：由于泥质中的粘土颗粒具有吸附负离子的特性，在CwCmf情况下，井内自然电场分布 扩散吸附电

6、位Eda：在泥岩与井壁接触面上，形成扩散吸附电动势Eda，其大小为： 结论：井内自然电位产生的主要原因：地层水与泥浆滤液的矿化度不同。2 自然电位测井及曲线特征rtrshrm一、井内自然电场分布在CwCmf二、自然电位曲线及其特点+-+静自然电位，用SSP：对相当厚的含水纯砂岩和泥岩交界面附近SP变化最大，是产生自然电场的总电动势，通常称为静自然电位，用SSP.井内巨厚含水纯砂岩层的自然电位近似为静自然电位。泥岩基线：实际测井中以泥岩的SP曲线作为自然电位测井曲线的基线（零线），称为泥岩基线。纯砂岩线：曲线泥岩基线负异常正异常。自然电位异常幅度UspUsp：地层中点的SP值与泥岩基线的差值。在

7、砂岩层为有限厚时，Usp定义为自然电流I在井内泥浆等效电阻上的电位降，即 Usp=I.rm其中，I可由闭合回路的欧姆定律求得。自然电场的总电动势Es为：Es=I.rm+I.rsd+I.rsh=K.lg(Cw/Cmf) I=Es/(rm+rsd+rsh) =SSP /(rm+rsd+rshUsp的计算：对巨厚地层，砂岩和泥岩的截面积比井的截面积大得多，所以，rm比rsd和rsh大得多（为什么？），因此，UspSSP ，对于一般有限厚地层，Usp4d）地层，Usp=SSP,且曲线半幅点深度对应地层界面。厚度变薄，半幅点确定的储层厚度大于实际厚度。3.对砂岩渗透层，相对泥岩基线，SP曲线可向左（负异常）或向右（正异常）偏转，这主要取决于地层水与泥浆滤液的相对矿化度。当CwCmf时，SP曲线显示负异常；当CwCmf时，曲线显示正异常。当CmfCw时，在渗透层SP几乎是一条直线。自然电位测井特点RmfRwRmfRwRmfRwCwCmf自然电位正异常说明：自然电位没有绝