自然电位测井资料.pptx

第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生 由于泥浆和地层水的矿化度不同，在钻开岩层后，井壁附近两种不同矿化度的溶液接触产生电化学过程，结果产生电动势形成自然电场。在石油井中自然电场主要是由扩散电动势和扩散吸附电动势组成泥浆：钻井时，在井内流动的介质。泥浆滤液：在一定压差下，进入到井壁地层孔隙内的泥浆。地层水：地层孔隙内的水。矿化度：溶液含盐的浓度。溶质重量与溶液重量之比。离子扩散：两种不同浓度的盐溶液接触时，在渗透压的作用下高浓度溶液中的离子，穿过渗透性的隔膜迁移到低浓度第1页/共25页一、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：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正负离子的运移率(单价离子在强度为1伏特/厘米的电场作用下的移动速度)；温度、压力；两种溶液的浓度差；浓度、离子类型及浓度差。第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生第2页/共25页 离子由砂岩向泥浆中扩散时，由于Cl-比Na+的运移率大，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，扩散电位Ed可由以下公式求得：(温度18时几种离子运移率)C1、C2-盐类溶液的浓度 Ed=Kdlg(Cw/Cmf)Kd-扩散电位系数，与盐类的化学成份及温度有关。在井中，18时若地层水浓度Cw等于10倍的泥浆溶液矿化度Cmf时经理论推算：kd=-11.6mv，其中负号表示低度一方井中的电位低CmfCw-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)RmfRw-泥浆滤液和地层水电阻率 第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生一、扩散电位第3页/共25页第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生一、扩散电位NaCl第4页/共25页因为泥岩结构、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，粒土颗粒吸附Cl-离子Na+离子可以自由移动，若CwCmf，泥浆带正电荷，泥岩带负电荷，这时形成的电动势为扩散吸附电动势，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,由下式求得Eda=Kdalg(Cw/Cmf)若Cw=10Cmf，t=25时,Kda=-50.1;t=18 Kda=-58井内自然电位势等效电路图第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生二、扩散吸附电位第5页/共25页 电流线及电位在井中的分布。电流流向为泥岩泥浆砂岩泥岩。在回路中有关参数为E Ed d、E Edada砂岩砂岩泥岩泥岩CwCmfEs=Ed+Eda=Kd lg(Cw/Cmf)+Kda lg(Cw/Cmf)=Kslg(Cw/Cmf)Ks=Kd+KdaKs-总的扩散、扩散吸附电动势系数;Es-井内自然电动势泥岩泥岩第6页/共25页 进行自然电位测井时，将测量电极N N放在地面，M M电极用电缆送至井下，提升M M电极沿井轴测量自然电位随井深的变化曲线，该曲线叫自然电位曲线（常称之为SPSP曲线)。实际测井时是与普通电阻率测井同时进行，其测量原理电路见图，M M电极是普通电阻率测井(亦叫视电阻率测井)和自然电位测井公用的测量电极，视电阻率测井时由供电电极供电所形成的人工电场是低频脉动直流场，而自然电场是直流场，这样只要在视电阻率测量道上加一个隔直元件C C，阻隔自然电位进入该道而不受干扰，同时在自然电位测量道上加一个隔交元件L L，它只允许自然电场的直流电位信号通过，而阻断了研究视电阻率的脉动直流电场的信号干扰。使M M电极同时接收到的两个场的电位信号，互不干扰。单独进行自然电位测井是极少的。第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生第7页/共25页三、自然电位测井曲线的特征三、自然电位测井曲线的特征1、泥岩基线：均质、巨厚的泥岩对应的自然电位曲线。2、最大静自然电位SSP：均质、巨厚的完全含水的纯砂岩层的自然电位读数与泥岩基线读数之差3、比例尺：SP曲线的图头上标有的线性比例尺，用于计算非泥岩层与泥岩基线间的自然电位差4、异常：指相对泥岩基线而言，渗透性地层的SP曲线的位置。负异常：（CWCmf)淡水泥浆 正异常：（CW 8mv 为高含水 5mv Esp 8mv为中含水；Esp Cmf（淡水泥浆）时，渗透性地层的SP曲线位于泥岩基线的左侧；2）正异常：在砂泥岩剖面井中，当Cw4d）的SP曲线幅度近似等于地层的实际值，半幅点对应于地层界面；3）随地层减薄，曲线读书受围岩影响增加，幅度减低，半幅点向围岩方向移动。第23页/共25页三、自然电位曲线的影响因素 1）Cw/Cmf；2)溶液中的盐成分；3）地层岩性、温度、厚度及导电性；4）泥浆侵入深度及侵入特征 5）井眼是否扩径。四、自然电位曲线的应用 1）划分渗透层；2）确定地层的泥质含量；3）计算地层水电阻率；4）判断水淹层 5)分析沉积环境五、小结五、小结第24页/共25页感谢您的观看！第25页/共25页