电法测井 自然电位测井.ppt

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1、主讲教师：程超资源与环境学院石油工程测井——电法测井自然电位测井上节知识回顾一、什么是测井？二、岩石的物理特性有哪些？三、测井方法的分类？电化学性导电性介电性自然电位测井（SpontaneousPotentialLogging）…………什么是电法测井?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。电场分类：自然电场和人工电场电法测井的分类岩层的电化学特性：自然电位测井（SP）岩层的导电特性：电阻率测井岩层的介电特性：电磁波传播测井（ETP）双侧向电阻率测井（DLL）地层倾角测井（SHDT）微球形聚焦电阻率测井（MSFL）感应测井（DIL）、阵列感

2、应成像测井随钻电阻率测井（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）123自然电位测井1自然电场的产生2SP曲线的特征3SP曲线的影响因素4SP曲线的应用51.自然电位测井主要内容重点？难点？在钻井的过程中，钻井液（泥浆）与钻穿的地层孔隙流体之间通过扩散－吸附作用自然会产生一种电动势，测量这种电位差的测井方法就是SP测井。什么是自然电位测井？1.11.自然电位测井SP是由井中自然电场产生的电位（SpontaneousPotentialLogging）地层水、石油、天然气淡水泥浆和盐水泥浆水基泥浆和油基泥浆有不同类型：电化学作用SP测

3、井的装置1.21.自然电位测井（SpontaneousPotentialLogging）一个测量电极一个地面电极用电缆将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。注意显然，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N电极的固定电位值之差。N电极的电位恒定是井中自然电位的绝对数值吗？井内有自然存在的电位变化说明井内有自然电流流动必然有自然产生的电动势2.自然电场的产生由于钻井液（泥浆

4、）和孔隙流体（地层水、油、气）具有不同的矿化度，即含有的离子的浓度不同，井壁附近两种不同矿化度的溶液接触产生电化学作用，产生电动势造成自然电场。扩散——扩散吸附作用扩散电动势扩散吸附电动势过滤电动势氧化还原电动势研究表明，能产生一定电位值的自然电动势有四种：2.自然电场的产生在沉积岩地区的油气井中扩散电动势（Ed）扩散吸附电动势（Eda）2.机理：扩散－扩散吸附作用3.结果：产生了电动势，造成自然电场SP是怎样产生的？钻井液1.介质地层孔隙流体假定：砂泥岩地层1淡水泥浆井23其中的盐类均为NaCLCmf

5、。在砂泥岩地层中扩散有两条路径：通过砂岩直接向泥浆中扩散；通过砂岩周围的泥岩向泥浆中扩散。1212(1)纯砂岩扩散电动势（Ed）孔隙流体与钻井液(泥浆)之间的直接扩散。不同离子扩散的速度不同，研究表明Na＋的移动速度小于Cl－的移动速度，即VNa＋1u、v的大小决定了Ed的极

6、性，在纯砂岩情况下，因为uCmf泥岩砂岩泥岩Cw>Cmf(1)纯砂岩扩散电动势（Ed）(2)纯泥岩的扩散吸附电动势（Eda）——孔隙流体通过泥岩与钻井液(泥浆)之间的扩散。吸附：指泥岩的颗粒表面吸附的矿物离子。泥岩的特殊性质——吸附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）扩散方向因同性相斥、异性相吸，泥岩中有补偿阳离子存在,VCl-不能离开结果形成高浓度一方为负，低浓度一方为正。Na+CL-Na+Na+CL-CL-+++++++++---------(

7、2)纯泥岩的扩散吸附电动势（Eda）(2)纯泥岩的扩散吸附电动势（Eda）设纯泥岩单位孔隙体积的补偿阳离子浓度QV=∞，则认为VCl-=0。因Kda>0，所以Eda>0VNa+VCL-kda：扩散吸附电动势系数Cw>Cmf泥岩砂岩泥岩Cw>Cmf(2)纯泥岩的扩散吸附电动势（Eda）当泥质砂岩的泥质含量较小时，Qv小，v>u，低浓度一方为负，高浓度一方为正，具有纯砂岩的性质；当泥质砂岩的泥质含量较大时，Qv大，v