石油工程测井2_第1章电法测井-1.1自然电位测井.ppt

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1、主讲教师：吴丰单位：资源与环境学院石油工程测井二零一二年十一月电法测井是指以研究岩石及其孔隙流体的导电性、电化学性及介电性为基础的一大类测井方法。1什么是电法测井?它包括以测量岩层电化学特性、导电特性和介电特性为基础的三小类测井方法。电场分类：自然电场和人工电场2岩层的电学性质岩层的电学特性包括：电化学特性——自然产生的电场，自然电位导电特性——人工电源，电阻率（电导率）介电特性——介电常数岩层的电化学特性：自然电位测井（SP）岩层的介电特性：电磁波传播测井（ETP）3电法测井的分类岩层的导电特性：电阻率测井双侧向电阻率测井（DLL）、阵列侧向（HAL）地层倾角测井（SHDT）微球形聚焦

2、电阻率测井（MSFL）感应测井（DIL）、阵列感应成像测井（HDIL、AIT）随钻电阻率测井（LWD）过套管电阻率测井（CHFR）方位电阻率成像测井（ARI）地层微电阻率扫描测井（FMS）自然电位测井自然电场的产生SP曲线的特征SP曲线的影响因素SP曲线的应用12345SP是由井中自然电场产生的电位。1自然电位测井（SpontaneousPotentialLogging）1.1什么是自然电位测井？SP测井是以钻井液（泥浆滤液）与钻穿岩层孔隙流体间的扩散－扩散吸附现象为基础的测量方法（它测量扩散－扩散吸附电动势在井中产生的电位差）1.2SP测井的装置一个测量电极M,一个地面电极N,用电缆将

3、MN与电位差计两端相连，测量MN间的电位差。1.3SP曲线的测量原理★将一个电极M放入井中，另一个电极N放在地面上接地，在不存在任何人工电场的情况下，用测量电位差的仪器测量M电极相对于N电极之间的电位差，便可以进行自然电位测井。由于固定在地面上的N电极的电位是一个恒定值，因此，当M电极在井内移动时，所测得的M、N之间的电位差的变化，即自然电位曲线，就反映了井内某种电位值沿井身的变化情况。显然，自然电位测井测的是相对电位值，即井内不同深度上的自然电位与地面上某一点的固定电位值之差，而不是井中自然电位的绝对数值。矿化度：溶液中所含有的各种离子的浓度。地层水含有一定的矿物离子，主要是Mg+,C

4、a+Na+,K+,Cl-,HCO3-等等.孔隙流体——地层水、石油、天然气泥浆中含有一定的矿物离子（Na＋，Cl－）淡水泥浆和盐水泥浆水基泥浆和油基泥浆钻井液——泥浆的不同类型：或自然电动势扩散电动势（Ed）过滤电动势（Ef）扩散吸附电动势（Eda）2自然电场的产生介质：钻井液地层孔隙流体机理：扩散作用－扩散吸附作用结果：产生了电动势，造成自然电场扩散电动势（Ed）的产生扩散现象受渗透压力作用，高浓度→低浓度动平衡时，电动势保持一定值——扩散电动势EdCL-离子迁移率>Na+离子迁移率低浓度→CL-离子富集高浓度→Na+离子富集扩散电动势Ed接触面正负离子迁移速度相同时→电荷富集停止

5、→离子还在继续扩散→动平衡CwCm渗透性隔板实验砂岩Cw>Cmf在井内纯砂岩井段所测量的自然电位——即是扩散电动势（Ed）造成的。砂岩参见P5当CW>CM时，在砂岩段，井内泥浆中积聚负电荷。当CW

6、以及泥（页）岩选择性半透膜对正负离子的选择性透过作用。吸附是指泥岩的颗粒表面吸附的矿物离子。吸附：泥岩的特殊性质泥岩颗粒由含硅或铝的晶体组成。由于晶格中的硅或铝离子被低价（钠）离子所取代，泥岩颗粒表面带负电。为达到平衡，必须吸附正离子——平衡离子（补偿阳离子）因同性相斥、异性相吸，泥岩中有补偿阳离子存在,Cl-不能离开，结果形成高浓度一方为负，低浓度一方为正。泥岩泥岩Cw>Cmf在井内纯泥岩井段所测量的自然电位——即是扩散吸附电动势造成的。2.纯泥岩的扩散吸附电动势（Eda）参见P6当CW>CM时，在泥岩段，井内泥浆中积聚正电荷。当CW

7、岩Cw>Cmf产生以上结果都是在Cw>Cmf的情况下讨论的，那么CwCmf自然电流的等效电路（P7图1-2）总自然电动势ES：在由砂岩，泥岩，泥浆所组成的导电回路中，电