矿场地球物理-第一章-自然电位测井ppt课件.ppt

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1、第一章第一章 自然电位测井自然电位测井自然电位测井：是在裸眼井中测量井壁上自然产生的电位变化，以研究井剖面地层性质的一种测井方法。由于这个电位是自然产生的，所以称为自然电位，用SP（Spontaneous potential）表示。3/31/20231第一章 自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一章 自然电位测井第一节第一节自然电场的产生自然电场的产生地二节地二节自然电位测井及曲线特征自然电位测井及曲线特征第三节第三节自然电位测井的影响因素自然电位测井的影响因素第四节第四节自然电位曲线的应用自然电位

2、曲线的应用3/31/20232第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生一、扩散电动势的产生一、扩散电动势的产生在在渗渗透透压压力力作作用用下下，高高浓浓度度溶溶液液的的离离子子要要穿穿过过半半透透膜膜，移移向向较较低低浓浓度度的的溶溶液液，这这种种现象称为现象称为扩散扩散。对对Nacl溶溶液液来来说说，Cl-的的迁迁移移率率大大于于Na+的的迁迁移移率率，经经过过一一段段时时间间的的迁迁移移后后，Cw中中有有多多余余正正离离子子，Cm中中有有多多余余负负离离

3、子子。在在两两种种不不同同浓浓度度NaCl溶溶液液的的接接触触面面上上产产生生自然电场，可以测到电位差。自然电场，可以测到电位差。离离子子继继续续扩扩散散时时，Na+和和Cl-的的迁迁移移速速度度趋趋于于相相等等，最最终终达达到到扩扩散散的的动动态态平平衡衡，此此时时两侧的电动势可用两侧的电动势可用Nernst方程计算。方程计算。渗透性渗透性半透膜半透膜NaCl溶液溶液NaCl溶液溶液3/31/20233第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生Nernst方

4、程：方程：其中其中3/31/20234第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生在在NaCl溶液中溶液中可简化为可简化为3/31/20235第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生扩散电动势产生的条件扩散电动势产生的条件1.两种溶液的矿化度不同两种溶液的矿化度不同2.中间具有渗透性隔层中间具有渗透性隔层3.正负离子的迁移率不

5、同正负离子的迁移率不同井中砂岩剖面的扩散电动势井中砂岩剖面的扩散电动势泥浆滤液和地层水的矿化度不同泥浆滤液和地层水的矿化度不同附着在地层上的泥饼具有渗透性附着在地层上的泥饼具有渗透性泥浆滤液和地层水的正负离子迁泥浆滤液和地层水的正负离子迁移率不同。移率不同。3/31/20236第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生如果泥浆滤液为如果泥浆滤液为NaCl溶液，扩散电动势的表达式为：溶液，扩散电动势的表达式为：其中其中Cw地层水的矿化度，地层水的矿化度，Cmf泥

6、浆滤液矿化度。泥浆滤液矿化度。上式适用于上式适用于Cw和和Cmf为低矿化度或中等矿化度溶液。在矿化度较低的情为低矿化度或中等矿化度溶液。在矿化度较低的情况下，溶液的电阻率与溶液的矿化度成反比关系，因此上式可写为：况下，溶液的电阻率与溶液的矿化度成反比关系，因此上式可写为：扩散电动势系数扩散电动势系数3/31/20237第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生二、扩散吸附电动势二、扩散吸附电动势组成泥岩的粘土矿物，其组成泥岩的粘土矿物，其结晶构造和化学性质只允

7、结晶构造和化学性质只允许阳离子通过泥岩扩散，许阳离子通过泥岩扩散，而吸附带负电的阴离子的而吸附带负电的阴离子的作用称为作用称为阳离子交换作用。阳离子交换作用。扩散结果扩散结果在浓度小的一方在浓度小的一方富集正电荷带正电，在浓富集正电荷带正电，在浓度大的一方富集负电荷，度大的一方富集负电荷，形成形成扩散吸附电动势扩散吸附电动势Eda：渗透性泥岩渗透性泥岩隔膜隔膜NaCl溶液溶液NaCl溶液溶液3/31/20238第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生二、扩散

8、吸附电动势二、扩散吸附电动势扩散吸附电动势扩散吸附电动势Eda计算公式：计算公式：其中其中Kda为扩散吸附电动势系数为扩散吸附电动势系数。NaCl溶液中扩散电动势系数公式为溶液中扩散电动势系数公式为在在NaCl溶液中，当泥岩的阳离子交换能力接近极值，岩石孔溶液中，当泥岩的阳离子交换能力接近极值，岩石孔隙中只有正离子参加扩散，隙中只有正离子参加扩散，Cl-迁移率为零。此时迁移率为零。此时Kda为：为：3/31/20239第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生

9、二、扩散吸附电动势二、扩散吸附电动势扩散吸附电动势产生的条件：扩散吸附电动势产生的条件：1.两种溶液的矿化度不同；两种溶液的矿化度不同；2.两种溶液用渗透性隔层隔离；两种溶液用渗透性隔层隔离；3.渗透性隔层对不同极性的离子具有不同的吸附性。渗透性隔层对不同极性的离子具有不同的吸附性。井中泥岩剖面的扩散吸附电动势井中泥岩剖面的扩散吸附电动势1.泥浆滤液矿化度低于地层水矿化度泥浆滤液矿化度低于地层水矿化度2.泥岩具有渗透性泥岩具有渗透性3.泥岩具有吸附阴离子的阳离子交换泥岩具有吸附阴离子的阳离子交换能力能力。泥浆泥浆滤液滤液地层地层水水3/31/202310第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认

10、识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生当井壁附近地层水和泥浆滤液矿化度都较低时，且当井壁附近地层水和泥浆滤液矿化度都较低时，且CwCmf时泥时泥岩剖面上的扩散吸附电动势为：岩剖面上的扩散吸附电动势为：在矿化度较低的情况下，溶液的电阻率与溶液的矿化度成反比关系，在矿化度较低的情况下，溶液的电阻率与溶液的矿化度成反比关系，因此上式可写为：因此上式可写为：3/31/202311第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重

11、视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生三、氧化还原电位三、氧化还原电位地地下下煤煤层层与与其其接接触触的的溶溶液液（地地层层水水或或钻钻井井液液）发发生生氧氧化化还还原原反反应应，从从而而在在其其接接触触面面上上形形成成氧氧化化还还原原电电位位，最最终终形形成成沿沿井井身的自然电位异常。身的自然电位异常。煤煤层层自自然然电电位位的的正正负负和和大大小小取取决决于于有有机机体体的的分分解解、碳碳化化、及及氧氧化化过过程程中中发发生生的的氧氧化化还还原原反反应应的的方方向向和和强强度度。当当煤煤层层处处于于氧氧化化状状态态时时，可可形形成成自自然然电电位位正正异异常常；当当煤煤层层处

12、处于于还还原原状状态态时，可形成自然电位的负异常。时，可形成自然电位的负异常。3/31/202312第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生三、氧化还原电位三、氧化还原电位氧化状态氧化状态还原状态还原状态3/31/202313第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生三、氧化还原电位三、氧化还原电位无无烟烟煤煤和和石石墨墨的

13、的氧氧化化反反应应最最强强烈烈，自自然然电电位位曲曲线线表表现现为为正正异常。异常。瘦瘦煤煤、炼炼焦焦煤煤、肥肥煤煤氧氧化化反反应应强强度度递递减减，其其自自然然电电位位正正异异常依次减小。常依次减小。气气煤煤和和褐褐煤煤处处于于还还原原状状态态且且强强度度不不大大自自然然电电位位表表现现为为不不大大的负异常。的负异常。由由于于烟烟煤煤中中含含有有的的金金属属硫硫化化物物氧氧化化作作用用很很强强，因因此此烟烟煤煤的的自然电位正异常与其所含的金属硫化物有关。自然电位正异常与其所含的金属硫化物有关。3/31/202314第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对

14、症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生四、过滤电动势四、过滤电动势在在压压力力差差的的作作用用下下，当当溶溶液液通通过过毛毛细细管管时时，管管的的两两端端产产生生电电位位差差。这这是是由由于于毛毛细细管管壁壁吸吸附附负负离离子子，使使溶溶液液中中正正离离子子相相对对增增多多。正正离离子子在在压压力力差差的的作作用用下下，随随同同溶溶液液向向压压力力低低的的一一端端移移动动，因因此此在在毛毛细管两端富集不同极性的离子，形成过滤电动势。细管两端富集不同极性的离子，形成过滤电动势。在在岩岩石石中中，岩岩石石颗颗粒粒之之间间形形成成很很细细

15、的的毛毛细细管管孔孔道道，当当泥泥浆浆柱柱的的压压力力大大于于地地层层的的压压力力时时，泥泥浆浆滤滤液液通通过过井井壁壁在在岩岩石石孔孔道道中中流流过过，形形成过滤电动势。成过滤电动势。3/31/202315第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第一节 自然电场的产生在在砂砂泥泥岩岩剖剖面面的的井井中中的的自自然然电电场场主主要要由由砂砂岩岩井井段段的的扩扩散散电电位位和泥岩井段扩散吸附电位组成。和泥岩井段扩散吸附电位组成。在煤层中自然电位以氧化还原电位为主。在煤层中自然电位以

16、氧化还原电位为主。过过滤滤电电位位只只有有当当地地层层与与泥泥浆浆柱柱压压力力差差很很悬悬殊殊时时，而而且且在在泥泥饼饼形形成成以以前前，才才有有较较大大的的显显示示。一一般般钻钻井井时时要要求求泥泥浆浆柱柱压压力力只只能能稍稍大大于于地地层层压压力力，相相差差不不是是很很大大，而而且且在在测测井井时时已已形形成成泥泥饼，因此一般井内过滤电位的作用可忽略不计。饼，因此一般井内过滤电位的作用可忽略不计。3/31/202316第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第二节 自然电位测

17、井及曲线特征一、自然电位测井（一、自然电位测井（SpontaneousPotentialLogging）在在砂砂泥泥岩岩剖剖面面井井中中，当当CwCmf时时，在在砂砂岩岩层层段段井井内内形形成成扩扩散散电电动动势势，在在井井壁壁上上富富集集负负电电荷荷；而而在在泥泥岩岩层层段段井井内内形形成成扩扩散散吸吸附附电电动动势势，在在井井壁壁上上富集正电荷。在砂泥岩剖面井中自然电场分布如图：富集正电荷。在砂泥岩剖面井中自然电场分布如图：进行自然电位测井时将对比电极进行自然电位测井时将对比电极N放在地面放在地面测量电极测量电极M用电缆送至井下，提升用电缆送至井下，提升M电极沿电极沿井轴测量自然电位随井深

18、的变化曲线该曲线井轴测量自然电位随井深的变化曲线该曲线称为称为自然电位曲线（自然电位曲线（SP曲线）。曲线）。3/31/202317第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第二节 自然电位测井及曲线特征二、自然电位测井曲线的特征二、自然电位测井曲线的特征静静自自然然电电位位：在在相相当当厚厚的的纯纯砂砂岩岩和和纯纯泥泥岩岩交交界界面面附附近近的的自自然然电电位位变变化化最最大其电动势大其电动势E总总称为静自然电位称为静自然电位SSP：泥泥岩岩基基线线：均均质质、巨巨厚厚的的泥泥岩

19、岩地地层层所所对对应应的的自自然然电电位位曲曲线线，即即Eda的的幅幅度度。而而Ed的的幅幅度度称称为为砂砂岩岩线线。所所以以静静自自然然电电位位SSP是是均均质质、巨巨厚厚的的砂砂岩岩地层的自然电位读数与泥岩基线的幅度差。地层的自然电位读数与泥岩基线的幅度差。实实际际测测井井时时以以泥泥岩岩基基线线作作自自然然电电位位曲曲线线的的基基线线(即即零零线线)，当当CwCmf时时，砂砂岩岩的的自自然然电电位位异异常常为为负负值值。把把井井中中巨巨厚厚的的纯纯砂砂岩岩井井段段的的自自然然电电位位幅度近似认为是幅度近似认为是SSP。3/31/202318第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫

20、困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第二节 自然电位测井及曲线特征如如果果中中间间的的渗渗透透层层是是含含水水砂砂岩岩层层，上上下下围围岩岩均均为为泥泥岩岩，令令井井内内泥泥浆浆、砂砂岩、泥岩各段电阻分别为岩、泥岩各段电阻分别为rm，rsd，rsh，由，由kirchoff定律得：定律得：实际测量的实际测量的Usp是自然电流在井内泥浆电阻上的电位降，即：是自然电流在井内泥浆电阻上的电位降，即：对于巨厚地层，砂岩层和泥岩层的截面积比井的截面积大得多，所以对于巨厚地层，砂岩层和泥岩层的截面积比井的截面积大得多，所以rm比比rsd

21、、rsh大得多，有大得多，有SPSSP；而对于一般有限厚地层，；而对于一般有限厚地层，Usp4d时时，USP的的半半幅幅点点对对应应地地层层的的界界面面，较较厚厚地地层层可可用用半半幅幅点点法法确确定定地地层层界界面面，地层变薄时，不能用半幅点法分层。地层变薄时，不能用半幅点法分层。4.实实测测曲曲线线与与理理论论曲曲线线特特点点基基本本相相同同，由由于于测测井井时时受受多多方方面面因因素素的的影影响响，实实测测曲曲线线不如理论曲线规则。不如理论曲线规则。3/31/202320第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工

22、作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第二节 自然电位测井及曲线特征使用自然电位曲线时应注意：使用自然电位曲线时应注意：自自然然电电位位曲曲线线没没有有绝绝对对零零点点，是是以以泥泥岩岩井井段段的的自自然然电电位位曲曲线线幅幅度作基线；度作基线；砂砂泥泥岩岩剖剖面面中中自自然然电电位位曲曲线线幅幅度度USP的的读读数数是是基基线线到到曲曲线线极极大大值之间的宽度所代表的毫伏数。值之间的宽度所代表的毫伏数。在在砂砂泥泥岩岩剖剖面面中中，以以泥泥岩岩作作为为基基线线，CwCmf时时，砂砂岩岩层层段段出出现现自自然然电电位位负负异异常常；CwCmf时时，砂砂岩岩层层段段出出现现自自然然电电位位正正异

23、异常常；Cw=Cmf时时，没没有有造造成成自自然然电电场场的的电电动动势势产产生生，则则没没有有自自然然电电位位异异常常出出现现，Cw与与Cmf差差别别愈愈大大，造造成成自自然然电电场场的的电电动动势愈大。势愈大。这是自然电位曲线识别渗透性砂岩层的重要特征。这是自然电位曲线识别渗透性砂岩层的重要特征。3/31/202321第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第二节 自然电位测井及曲线特征3/31/202322第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，

24、才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第三节 自然电位测井的影响因素一、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值一、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值(Cw/Cmf)的影响的影响UUSPSP主主要要决决定定于于自自然然电电场场的的总总电电动动势势SSP，UUSPSP与与SSP成成正正比比，而而SSP的的大大小小决决定定于于盐盐性性和和(Cw/Cmf)值值。Cw/Cmf决决定定自自然然电电位位的异常状态和异常幅度。的异常状态和异常幅度。3/31/202323第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年

25、来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第三节 自然电位测井的影响因素二、岩性的影响二、岩性的影响在在砂砂泥泥岩岩剖剖面面，自自然然电电位位曲曲线线以以泥泥岩岩为为基基线线，在在自自然然电电位位曲曲线线上上出出现现异异常常变变化化的的多多为为砂砂岩岩层层。在在巨巨厚厚的的含含水水纯纯砂砂岩岩层层，自自然然电电位位幅幅度度最最大大，UUSPSPSSP；随随泥泥质质含含量量的的增增加加SSP下下降降，从从而而导导致致UUSPSP下下降降；当当剖剖面面中中部部分分泥泥岩岩井井段段由由于于岩岩性性不不纯纯等等原原因因导导致致泥泥岩岩的的阳阳离离子子交交换换能能力力减减弱弱时时，往往往往会会

26、产产生生基基线线偏偏移移，也也使使UUSPSP下降。下降。3/31/202324第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第三节 自然电位测井的影响因素三、温度的影响三、温度的影响Kd和和Kda都和绝对温度都和绝对温度T成正比，同样条件的岩层由于成正比，同样条件的岩层由于埋藏深度不同，其温度不同，因此埋藏深度不同，其温度不同，因此Kd和和Kda值有差别，值有差别，产生的自然电位曲线幅度有差异。产生的自然电位曲线幅度有差异。在一般情况下往往把某一岩层温度为在一般情况下往往把某一岩层温

27、度为18时的时的Kd和和Kda求出来，当地层温度为求出来，当地层温度为时，有时，有3/31/202325第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第三节 自然电位测井的影响因素四、四、地层水和泥浆滤液中含盐性质的影响地层水和泥浆滤液中含盐性质的影响井井内内相相接接触触的的溶溶液液所所含含的的盐盐类类不不同同，液液体体中中所所含含的的离离子子不不同同，由由于于不不同同离离子子的的离离子子价价及及迁迁移移率率均均有有差差别别，在在泥泥岩岩井井段段就就直直接接影影响响Kda，因因而而影影

28、响响了了Eda。在在纯纯砂砂岩岩中中，水水中中所所含含盐盐类类的的化化学学成成分分改改变变时，时，Kd和和Ed也随之改变，造成自然电场的电动势也随之改变。也随之改变，造成自然电场的电动势也随之改变。3/31/202326第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第三节 自然电位测井的影响因素五、五、地层电阻率的影响地层电阻率的影响地地层层电电阻阻率率Rsd增增加加和和围围岩岩电电阻阻率率Rsh增增加加时时，自自然然电电流流在在地地层层内内的的电电位位降降加加大大，则则SP降降低低。

29、泥泥浆浆电电阻阻率率Rm下下降降，则则rm下下降降，SP下下降降。地地层层的的电电阻阻率率越越高高则则SP越越低低。可可以以根根据据自自然然电电位位曲线的这一特点区分油水层曲线的这一特点区分油水层。3/31/202327第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第三节 自然电位测井的影响因素六、地层厚度的影响六、地层厚度的影响自然电位幅度自然电位幅度SP随目的层地层厚度减小而下降，且曲线变随目的层地层厚度减小而下降，且曲线变得平缓。这是由于下降，自然电流经过地层的截面积减小，得平缓

30、。这是由于下降，自然电流经过地层的截面积减小，地层电阻增大，地层电阻增大，SP与与SSP差别加大的缘故。差别加大的缘故。七、七、井径扩大和泥浆侵入的影响井径扩大和泥浆侵入的影响井径扩大使井的横截面积增大，泥浆电阻井径扩大使井的横截面积增大，泥浆电阻rm降低，自然电流在降低，自然电流在井内的电位降下降，井内的电位降下降，SP下降。下降。有泥浆侵入时，地层水和泥浆滤液的接触面向地层内推移，所有泥浆侵入时，地层水和泥浆滤液的接触面向地层内推移，所产生的效果相当于井径扩大，使产生的效果相当于井径扩大，使USP降低，侵入越深，降低，侵入越深，USP越越低。低。3/31/202328第一章第一章 自然电位

31、测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用一、划分渗透性岩层一、划分渗透性岩层在在 砂砂 泥泥 岩岩 剖剖 面面 中中，当当 RwCmf)时时，在在自自然然电电位位曲曲线线上上，以以泥泥岩岩为为基基线线，出出现现负负异异常常的的井井段段可可认认为为是是渗渗透透性性岩岩层层，其其中中纯纯砂砂岩岩井井段段出出现现最最大大的的负负异异常常；含含泥泥质质的的砂砂岩岩层层，负负异异常常幅幅度度较较低低，而而且且随随泥泥质质含含量量的的增增多多，异异常常幅度下降。幅度下降。砂砂岩岩的的SP

32、还还决决定定于于砂砂岩岩渗渗透透层层孔孔隙隙中中所所含含流流体体的的性性质质，一一般般含含水水砂砂岩岩的的水水SP比含油砂岩的比含油砂岩的油油SP要高。要高。3/31/202329第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用一、划分渗透性岩层一、划分渗透性岩层在在识识别别出出渗渗透透层层后后，可可用用“半半幅幅点点”法法确确定定渗渗透透层层的的上上下下界界面面位位置置。地地层层上上下下围围岩岩岩岩性性相相同同时时，找找出出从从泥泥岩岩基基线线到到异异常常幅幅

33、度度的的中中点点P，过过P作作一一条条平平行行于于井井轴轴的的直直线线与与自自然然电电位位曲曲线线相相交交于于a，b两两点点，Ha，Hb分分别别为为渗渗透透层层顶顶、底底界界面面深深度度，地层厚度为地层厚度为h=Hb-Ha。对对于于h4d的的厚厚渗渗透透层层可可以以这这样样估估计计，地地层层厚厚度度越越厚厚，精精度度越越高高。薄薄的的渗渗透透层层如如用用半半幅幅点点法法估估计计岩岩层层厚厚度度会会产产生生较较大大的的误差，故不能用半幅点法。误差，故不能用半幅点法。3/31/202330第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家

34、对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用二、二、估计泥质含量估计泥质含量泥质含量和其存在状态对砂岩产生的扩散吸附电动势有直接影泥质含量和其存在状态对砂岩产生的扩散吸附电动势有直接影响，因此可以利用自然电位曲线估计泥质含量。响，因此可以利用自然电位曲线估计泥质含量。在一个地区欲使用这种方法，必须先进行大量的试验工作，通在一个地区欲使用这种方法，必须先进行大量的试验工作，通过试验建立过试验建立SP与泥质含量与泥质含量Vsh之间的定量关系，然后才能利之间的定量关系，然后才能利用自然电位曲线估计出岩层的泥质含量用自然电位曲线估计出岩层的泥质含量Vsh。3/31/2023

35、31第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用二、二、估计泥质含量估计泥质含量1.图版法图版法（1）采集不同泥质含量的砂岩岩样，确定其泥质含量；）采集不同泥质含量的砂岩岩样，确定其泥质含量；（2）确定含泥质岩样的自然电位幅度；）确定含泥质岩样的自然电位幅度；（3）对岩样的自然电位幅度进行校正；）对岩样的自然电位幅度进行校正；（4）绘制自然电位幅度与泥质含量的关系曲线图。）绘制自然电位幅度与泥质含量的关系曲线图。2.利用经验公式估算：利用经验公式估算：PSP

36、含泥质砂岩的静自然电位；含泥质砂岩的静自然电位；SSP本地区含水纯砂岩的静自然电位。本地区含水纯砂岩的静自然电位。3/31/202332第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用三、三、确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw地层水电阻率是利用测井曲线求取地层孔隙度、含油饱和度的重要参数。地层水电阻率是利用测井曲线求取地层孔隙度、含油饱和度的重要参数。用自然电位确定地层水电阻率的依据是：用自然电位确定地层水电阻率的依据是：上式只适用于低矿化度的地层水和泥浆滤液

37、，较厚饱含水纯净砂岩层。上式只适用于低矿化度的地层水和泥浆滤液，较厚饱含水纯净砂岩层。对于高矿化度的地层水和泥浆滤液引用对于高矿化度的地层水和泥浆滤液引用等效电阻率，等效电阻率，下式成立。下式成立。上式中上式中Rmfe和和Rwe分别为泥浆滤液和地层水的等效电阻率。上式适用于任分别为泥浆滤液和地层水的等效电阻率。上式适用于任何矿化度情况。何矿化度情况。10:5533第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用三、三、确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw1.确定

38、含水层的静自然电位确定含水层的静自然电位SSP当当含含水水砂砂岩岩层层的的厚厚度度相相当当大大，无无侵侵入入，且且RtRmRs时时，可可直直接接读读出出该该水水层层的的USP作作为为SSP；当当层层厚厚不不大大时时，必必须须对对该该层层的的USP进进行行厚厚度度、电电阻阻率率和和侵侵入入情情况况的的校校正正，把把USP换换算算成成静静自自然然电电位位SSP，此过程可应用校正图版来进行。，此过程可应用校正图版来进行。图图版版的的纵纵坐坐标标是是USP/SSP的的值值，横横坐坐标标是是地地层层厚厚度度和和井井径径的的比比值值，每每块块图图版版上上的的曲曲线线号号是是Rt/Rm或或Rxo/Rm的的值

39、值。根根据据有有无无侵侵入和入和Rs/Rm比比值选值选用不同的用不同的图图版。版。3/31/202334第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用3/31/202335第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用三、三、确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw1.确定含水层的静自然电位确定含水层的静自然电位SSP如果地层厚度

40、较薄要进行层厚校正。如果地层厚度较薄要进行层厚校正。3/31/202336第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用三、三、确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw2.确定泥浆滤液等效电阻率确定泥浆滤液等效电阻率Rmfe（1）确定地层温度）确定地层温度t。已知解释目的层深度后用。已知解释目的层深度后用“估计地层温度估计地层温度图版图版”或已知地温梯度公式来确定地层温度。或已知地温梯度公式来确定地层温度。（2）确定地层温度下的泥浆电阻率）确定地层温度下的泥浆电阻

41、率Rmt。在测井曲线图头上查在测井曲线图头上查出出18时的泥浆电阻率时的泥浆电阻率Rm18的值，然后利用溶液的值，然后利用溶液“电阻率与其电阻率与其浓度和温度的关系图版浓度和温度的关系图版”求出地层温度下的泥浆电阻率求出地层温度下的泥浆电阻率Rmt。（课本课本15页图页图1-12）图版的纵轴为温度）图版的纵轴为温度t，横轴为，横轴为NaCl溶液的电溶液的电阻率。曲线号码为溶液的矿化度。阻率。曲线号码为溶液的矿化度。3/31/202337第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四

42、节 自然电位曲线的应用3/31/202338第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用三、三、确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw2.确定泥浆滤液等效电阻率确定泥浆滤液等效电阻率Rmfe（3）确定泥浆滤液电阻率）确定泥浆滤液电阻率Rmf。由。由Rmt和泥浆密度用和泥浆密度用“估计估计Rmf和和Rmc图版图版”（图（图1-13）确定）确定Rmf的值，或用近似公式的值，或用近似公式Rmf=0.75Rmt。3/31/202339第一章第一章 自然电位测井自然电位

43、测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用三、三、确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw2.确定泥浆滤液等效电阻率确定泥浆滤液等效电阻率Rmfe（3）确定泥浆滤液电阻率）确定泥浆滤液电阻率Rmf3/31/202340第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用三、三、确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw2.确定泥浆滤液等效电阻率确定泥浆滤液等效电阻率Rmf

44、e（4）确定泥浆滤液等效电阻率）确定泥浆滤液等效电阻率Rmfe。泥浆所含的化学成分只有。泥浆所含的化学成分只有NaCl，且当温度为，且当温度为24时，当时，当Rmf0.1 m，则，则Rmfe=Rmf；如果；如果Rmf0.1 m，可用校正图版进行校正。，可用校正图版进行校正。3/31/202341第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用三、三、确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw2.确定泥浆滤液等效电阻率确定泥浆滤液等效电阻率Rmfe（4）确定泥浆滤液等效

45、电阻率）确定泥浆滤液等效电阻率Rmfe。3/31/202342第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用三、三、确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw3.确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw首先根据已知地层的温度首先根据已知地层的温度t、Rmfe和和SSP的值，应用的值，应用SP-1图版求图版求出地层水的等效电阻率出地层水的等效电阻率Rwe，再应用，再应用SP-2图版求出图版求出Rw。利用自然电位资料求地层电阻率，只限于地层有一定渗透率，利用自然电位资料求地

46、层电阻率，只限于地层有一定渗透率，地层水内主要化学成分是地层水内主要化学成分是NaCl，泥浆电阻率不高，过滤电位可，泥浆电阻率不高，过滤电位可忽略时才能使用，无侵入时能得到较好的近似值。当自然电位忽略时才能使用，无侵入时能得到较好的近似值。当自然电位基线偏移，地层水电阻率变化大，地层水中含有非基线偏移，地层水电阻率变化大，地层水中含有非NaCl盐类，盐类，有明显的过滤电位存在时，不宜使用此方法。有明显的过滤电位存在时，不宜使用此方法。3/31/202343第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了

47、“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用三、三、确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw3.确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw3/31/202344第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用三、三、确定地层水电阻率确定地层水电阻率Rw3/31/202345第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用四、判断水淹层四、判断

48、水淹层水淹层：水淹层：含有注入水的储层。含有注入水的储层。SP曲线能够反映水淹层的条件及曲线能够反映水淹层的条件及现象：现象：当注入水与原地层水的及当注入水与原地层水的及钻井液的矿化度不同时，与水淹钻井液的矿化度不同时，与水淹层相邻的泥岩层出现基线偏移。层相邻的泥岩层出现基线偏移。偏移量的大小与水淹的程度有关。偏移量的大小与水淹的程度有关。如图所示储层底界面的泥岩基线如图所示储层底界面的泥岩基线出现相对于顶界面泥岩基线发生出现相对于顶界面泥岩基线发生偏移，即由于水淹造成。偏移，即由于水淹造成。3/31/202346第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症

49、下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用四、判断水淹层四、判断水淹层水淹层造成泥岩现基线偏移的理水淹层造成泥岩现基线偏移的理论分析：论分析：3/31/202347第一章第一章 自然电位测井自然电位测井认识到了贫困户贫困的根本原因，才能开始对症下药，然后药到病除。近年来国家对扶贫工作高度重视，已经展开了“精准扶贫”项目第四节 自然电位曲线的应用四、判断水淹层四、判断水淹层水淹层造成泥岩现基线偏移的理论水淹层造成泥岩现基线偏移的理论分析：分析：水水淹淹层层在在自自然然电电位位曲曲线线上上显显示示特特点点较较多多，由由于于各各地地区区的的储储集集层层特特点点不不同同，故故水水淹淹层层在在自自然然电电位位曲曲线线上上的的特特点点不不尽尽相相同同，所所以以要要根根据据本本地区的曲线变化规律判断水淹层。地区的曲线变化规律判断水淹层。3/31/202348第一章第一章 自然电位测井自然电位测井