自然电位测井课件.ppt

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1、自然电位测井第1页，此课件共24页哦发现：当不供电时，在井内仍发现：当不供电时，在井内仍能测量到电位差能测量到电位差。第一节自然电位测井第一节自然电位测井在井内和地面各放入一个测在井内和地面各放入一个测量电极量电极 M和和N，构成一个测，构成一个测量回路量回路。自然测井原理图自然测井原理图第2页，此课件共24页哦一、自然电位产生的原因一、自然电位产生的原因 原因主要有原因主要有3个：个：（1）扩散与扩散吸附作用）扩散与扩散吸附作用；（2）氧化还原作用）氧化还原作用；（3）电极极化作用等。）电极极化作用等。(一一)扩散与扩散吸附作用扩散与扩散吸附作用 是指溶解于地层水和泥浆中的电解质离子在有离子

2、是指溶解于地层水和泥浆中的电解质离子在有离子浓度差条件下，所发生的扩散和扩散吸附现象。浓度差条件下，所发生的扩散和扩散吸附现象。第3页，此课件共24页哦1、直接扩散、直接扩散 直接扩散作用只发生在渗透层直接扩散作用只发生在渗透层 ，如砂岩。，如砂岩。设纯砂岩的地层水和设纯砂岩的地层水和泥浆滤液均为泥浆滤液均为Nacl溶溶液，两者的浓度不相液，两者的浓度不相同，地层水的浓度大同，地层水的浓度大于泥浆滤液的浓度。于泥浆滤液的浓度。由于由于Vcl-VNa+,也就是也就是说跑到泥浆中多说跑到泥浆中多cl-，在，在砂岩中砂岩中Na+多，随着动多，随着动态平衡，形成稳定的扩态平衡，形成稳定的扩散电动势。散

3、电动势。第4页，此课件共24页哦2、间接扩散、间接扩散 间接扩散作用只发生在渗透层间接扩散作用只发生在渗透层 ，如泥岩。，如泥岩。第5页，此课件共24页哦由泥质颗粒附加导电机理可知，离子交换特性使纯泥由泥质颗粒附加导电机理可知，离子交换特性使纯泥岩中泥质颗粒表面带有负电荷，剩下的另一部分负电荷岩中泥质颗粒表面带有负电荷，剩下的另一部分负电荷又松散的吸附阳离子如钠离子，形成又松散的吸附阳离子如钠离子，形成“扩散层扩散层”。第6页，此课件共24页哦扩散吸附稳定后，形成了扩散吸附电动势。扩散吸附稳定后，形成了扩散吸附电动势。第7页，此课件共24页哦3、井中的总自然电动势与自然电位分布、井中的总自然电

4、动势与自然电位分布 自然电位有正自然电位有正有负，单位为有负，单位为mV.第8页，此课件共24页哦(二二)氧化还原作用氧化还原作用 在钻孔剖面中电子性导电体，如金属矿、石墨、无烟煤等在钻孔剖面中电子性导电体，如金属矿、石墨、无烟煤等与泥浆和围岩中地层水接触时，由于氧化还原的结果，在接与泥浆和围岩中地层水接触时，由于氧化还原的结果，在接触面处酚基溶于水，触面处酚基溶于水，H+为一方，带负电荷离子（如为一方，带负电荷离子（如O-2）为一为一方，形成偶电层，形成正负异常。方，形成偶电层，形成正负异常。煤层或金属矿层因氧化，失去电子而带正电荷，其毗邻的煤层或金属矿层因氧化，失去电子而带正电荷，其毗邻的

5、围岩得到电子而带负电荷，使煤层或金属矿层自然电位为正围岩得到电子而带负电荷，使煤层或金属矿层自然电位为正异常；反之，处于还原状态时，则呈现负异常。异常；反之，处于还原状态时，则呈现负异常。石墨和无烟煤的氧化反应最强烈，正异常。石墨和无烟煤的氧化反应最强烈，正异常。气煤和褐煤多处于弱还原状态，负异常。气煤和褐煤多处于弱还原状态，负异常。第9页，此课件共24页哦(三三)电极极化电位电极极化电位 当金属电极处于盐类的电解质溶液中时，金属离子离开当金属电极处于盐类的电解质溶液中时，金属离子离开电极进入溶液成为离子状态，使电极带负电；溶液中的金属电极进入溶液成为离子状态，使电极带负电；溶液中的金属离子在

6、接近电极时，也有逆过程，即可以沉淀到电极表面，离子在接近电极时，也有逆过程，即可以沉淀到电极表面，使电极便带正电。使电极便带正电。往往形成于金属矿体上。往往形成于金属矿体上。金属离子离解给泥浆滤液，使自身带负电，而泥金属离子离解给泥浆滤液，使自身带负电，而泥浆带正电，在金属矿层上浆带正电，在金属矿层上,呈现明显的自然电位正异呈现明显的自然电位正异常（图常（图3-4）。）。第10页，此课件共24页哦第11页，此课件共24页哦二、自然电位曲线及其影响因素二、自然电位曲线及其影响因素(一一)自然电位曲线特征自然电位曲线特征 u分层点在分层点在“半幅点半幅点”。第12页，此课件共24页哦 (二二)自然

7、电位曲线的影响因素自然电位曲线的影响因素1、井径与厚度的影响、井径与厚度的影响 当H/d4时，地层的自然电位异常达到最大，即SP=SSP，分层点半幅点；当H/d4时，自然电位异常幅度随之降低SPSSP，分层点移向异常峰值位移。第13页，此课件共24页哦2、岩性的影响、岩性的影响3、水文地质条件的影响、水文地质条件的影响 4、地层倾斜影响、地层倾斜影响 5、邻层的影响、邻层的影响 第14页，此课件共24页哦第二节电极电位测井第二节电极电位测井 一、电极电位法的基本原理一、电极电位法的基本原理 当金属电极与电解溶液接触时，基于：当金属电极与电解溶液接触时，基于：化学力（化学力（溶解压）溶解压）金属

8、板（原子）金属板（原子）溶液中（离子）溶液中（离子）扩散（渗透压）扩散（渗透压）溶液中（离子）溶液中（离子）金属板（原子）金属板（原子）第15页，此课件共24页哦如果溶解压渗透压（如果溶解压渗透压（Zn），溶液带正电，），溶液带正电，Zn带负电带负电如果渗透压溶解压（如果渗透压溶解压（Cu），溶液带负电，），溶液带负电，Cu带正电带正电综合：大多数贵综合：大多数贵Ag、Au、Hg金属为正金属为正 一般金属一般金属Fe、Zn、Pb为负为负二、电极电位测量与曲线解释二、电极电位测量与曲线解释、测量原理、测量原理第16页，此课件共24页哦 其电极系是采用带有相互短路两个比较电极其电极系是采用带有相互

9、短路两个比较电极、的刷子电极。的刷子电极。其中其中电极安置在位于比较电极中央由钢制成的刷子末端，称电极安置在位于比较电极中央由钢制成的刷子末端，称为刷子头，使之与井壁接触。为刷子头，使之与井壁接触。图 电极电位测井原理电路及电子导电矿层电极电位曲线第17页，此课件共24页哦 图 无烟煤的电极电位曲线 1电位电极系电阻率曲线；2电极电位曲线 第18页，此课件共24页哦第三节电化学测井的应用第三节电化学测井的应用一、划分煤层、确定储集层、区分岩性一、划分煤层、确定储集层、区分岩性 1、划分煤层、划分煤层图图3-10a中，无烟煤有明显的自然电位正异常，中，无烟煤有明显的自然电位正异常，而视而视电阻率

10、反应为零；电阻率反应为零；而图而图3-10b的烟煤，也有较突出的自然的烟煤，也有较突出的自然电位正异常，其视电阻率现显高异常。电位正异常，其视电阻率现显高异常。第19页，此课件共24页哦图 自然电位曲线与视电阻率曲线在煤层上的反映 a无烟煤；b烟煤第20页，此课件共24页哦2、确定储集层、区分岩性、确定储集层、区分岩性 图中图中(图图3-11)，有三层储，有三层储集层，即一层含油层和二层集层，即一层含油层和二层含水层。水层。上部含水层含水层。水层。上部含水层因颗粒较细、分选性和渗透因颗粒较细、分选性和渗透性差，其自然电位异常幅度性差，其自然电位异常幅度小；而下部含水层因颗粒粗、小；而下部含水层

11、因颗粒粗、孔隙大、分选性和渗透性好，孔隙大、分选性和渗透性好，其自然电位异常十分明显，其自然电位异常十分明显，且幅度略超过含油层的自然且幅度略超过含油层的自然电位异常幅度。电位异常幅度。图图3-11 砂泥剖面的自然电位曲线和视电阻率曲线砂泥剖面的自然电位曲线和视电阻率曲线第21页，此课件共24页哦二、估计泥质含量二、估计泥质含量 下面简单介绍三种估计方法。下面简单介绍三种估计方法。1、线性关系、线性关系 2、相关关系、相关关系 含泥岩层的自然电位异常幅度与岩层泥质含量之间存在着某含泥岩层的自然电位异常幅度与岩层泥质含量之间存在着某种相关关系，即种相关关系，即 第22页，此课件共24页哦3、一种经验公式 第23页，此课件共24页哦三、划分咸淡水界面三、划分咸淡水界面 图自然电位曲线划分咸淡水界面 c1浅部淡水层；c2、c3中部咸水层；c4、c5深部淡水层第24页，此课件共24页哦