第一章-自然电位测井课件.pptx
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1、第一章第一章 自然电位测井自然电位测井 早期的电阻率测井过程中,常发现在供电电极不供电时,早期的电阻率测井过程中,常发现在供电电极不供电时,仍可在井中测量到电位变化。经研究表明这个电位是在钻开仍可在井中测量到电位变化。经研究表明这个电位是在钻开岩层后,在井壁附近发生一系列电化学活动的结果,为了与岩层后,在井壁附近发生一系列电化学活动的结果,为了与人为供电造成的人工电场相区别,称其自然电场。自然电场人为供电造成的人工电场相区别,称其自然电场。自然电场的分布和岩性有密切的关系,因此,通过研究井眼内自然电的分布和岩性有密切的关系,因此,通过研究井眼内自然电场的电位变化即可反应井壁岩性。这种测井方法叫
2、自然电位场的电位变化即可反应井壁岩性。这种测井方法叫自然电位测井测井自然电位具有方法简单、实用性高等特点,是划分岩性和储自然电位具有方法简单、实用性高等特点,是划分岩性和储集层性质、求取测井参数以及其他地质应用不可缺少的基本集层性质、求取测井参数以及其他地质应用不可缺少的基本方法之一方法之一第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生第二节第二节 自然电位测井曲线的特征自然电位测井曲线的特征第三节第三节 自然电位测井曲线的影响因素自然电位测井曲线的影响因素第四节第四节 自然电位测井曲线的应用自然电位测井曲线的应用第一章第一章 自然电位测井自然电位测井第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生 由
3、于泥浆和地层水的矿化度不同,在钻开岩层后,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,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要是由扩散电动势和扩散吸附电动势组成泥浆泥浆:钻井时,在井内流动的介质。:钻井时,在井内流动的介质。泥浆滤液泥浆滤液:在一定压差下,进入到井壁地层孔隙内的泥浆。:在一定压差下,进入到井壁地层孔隙内的泥浆。地层水地层水:地层孔隙内的水。:地层孔隙内的水。矿化度矿化度:溶液含盐的浓度。溶质
4、重量与溶液重量之比。:溶液含盐的浓度。溶质重量与溶液重量之比。离子扩散离子扩散:两种不同浓度的盐溶液接触时,在渗透压的作用: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下高浓度溶液中的离子,穿过渗透性的隔膜迁移到低浓度l一、扩散电动势一、扩散电动势l 当当两种不同浓度两种不同浓度的溶液被半透膜隔开,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。这种现象叫扩散现象,形成的电位动。这种现象叫扩散现象,形成的电位叫扩散电位叫扩散电位.l扩散
5、电位产生的条件:扩散电位产生的条件:l1、泥浆和地层水的矿化度不同、泥浆和地层水的矿化度不同l2、井壁地层具有渗透性、井壁地层具有渗透性l3、正、负离子的迁移速率不同、正、负离子的迁移速率不同第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生l扩散电动势可由扩散电动势可由Nernst方程计算:方程计算:l其中:其中:R克分子气体常数,克分子气体常数,8.313J/k;T绝对温度,绝对温度,K;T=273+toC FFarady常数,常数,96520 C/equiv;Cw、Cm两种溶液的矿化度;两种溶液的矿化度;U、v正、负离子的迁移率正、负离子的迁移率 Z+、Z-正、负离子的离子价正、负离子的离子价
6、n+、n-每个分子离解后形成的正离子数和负离子数每个分子离解后形成的正离子数和负离子数一、扩散电位一、扩散电位第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生l在砂泥岩剖面井中的纯砂岩段,在井壁附近产生的扩散电动势可表示为:一、扩散电位一、扩散电位第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生在井中,在井中,18时若地层水浓度时若地层水浓度Cw等于等于10倍的泥浆溶液矿化度倍的泥浆溶液矿化度Cmf时,时,经理论推算:经理论推算:kd=-11.6mv,其中负号表示低度一方井中的电位低,其中负号表示低度一方井中的电位低一、扩散电位一、扩散电位NaCl第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生产生条件:产生条
7、件:1 1、泥浆和地层水的矿化度不同;、泥浆和地层水的矿化度不同;2 2、井壁地层具有一定的渗透性;、井壁地层具有一定的渗透性;3 3、地层颗粒对不同极性的离子具有不同的吸附性。、地层颗粒对不同极性的离子具有不同的吸附性。组成泥岩的粘土,其结晶构造和化学性质只允许组成泥岩的粘土,其结晶构造和化学性质只允许阳离子通过泥岩扩散,而吸附带负电的阴离子,这样阳离子通过泥岩扩散,而吸附带负电的阴离子,这样当当CwCmCwCm时,对着泥岩的井眼中建立了正电位时,对着泥岩的井眼中建立了正电位二、扩散吸附电位二、扩散吸附电位第一节第一节 自然电位的产生自然电位的产生二、扩散吸附电位二、扩散吸附电位扩散吸附电位
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