第一章 自然电位测井

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地球物理测井方法 第一章 电法测井

地球物理测井方法 第一章  电法测井
4 r
UM
RI
4 AM
UN
RI
4 AN
电位差: UMN UM UN
RI RI RI MN
4 AM 4 AN 4 AM AN
GaoJ-1-1
26
由此得均匀各向同性介质电阻率:
R 4 AM AN UMN K UMN
MN I
I
K 4 AM AN
MN
电极系系数
当保持I不变,ΔUMN随介质电阻率而变化
16
I
Rt R0
b
S
n w
b — 岩性系数,常取b=1.0
n — 饱和度指数 (saturation exponent) (1.0~4.3)(1.5~2.2居多,~2)
Sw — 含水饱和度
GaoJ-1-1
17
Archie公式
F
R0 Rw
a
m
Rt
abRw
m
S
n w
I
Rt R0
b Swn
1/ n
Sw
N为电势0点,则
U MN
ABRI
4 AM BM
IA -I B
R 4 AM BM UMN K UMN
AB
I
I
GaoJ-1-1
K 4 AM BM
AB
28
3. 电极系互换原理
“互易原理”
如果一个电极系的结构和尺寸不变,由单极供电 A M N变成双极供电M A B,且I不变,则在同一 剖面上,测得的电位差相同,电极系系数和测量 的电阻率也相同。
Rw1 Rw2
Rwn
F R0 Rw
R0—孔隙中充满100%地层水时的岩石电阻率,.m Rw —孔隙中所含地层水的电阻率,.m F—地层因素 (Formation Resistivity Factor)

地球物理测井重点知识

地球物理测井重点知识

第一章自然电位1 石油钻井中产生自然电场的主要原因是什么?扩散电动势ED扩散吸附式电动势EDA和过滤电动势EF产生的机理和条件是什么?自然电位形成原因:由于泥浆与地层水的矿化度不同,在钻开岩层后,在井壁附近两种不同矿化度的溶液发生电化学反应,产生电动势,形成自然电场.一般地层水为NaCL溶液,当不同浓度的溶液在一起时存在使浓度达到平衡的自然趋势,即高浓度溶液中的离子要向低浓度溶液一方迁移,这种过程叫离子扩散.在扩散过程中,各种离子的迁移速度不同,如氯离子迁移速度大于钠离子(后者多带水分子),这样在低浓度溶液一方富集氯离子(负电荷)高浓度溶液富集钠离子(正电荷),形成一个静电场,电场的形成反过来影响离子的迁移速度,最后达到一个动态平衡,如此在接触面附近的电动势保持一定值,这个电动势叫扩散电动势记为Ed同样离子将要扩散,但泥岩对负离子有吸附作用,可以吸附一部分氯离子,扩散的结果使浓度小的一方富集大量的钠离子而带正电,浓度大的一方富集大量的氯离子而带负电,这样在泥岩薄膜形成扩散吸附电动势记为Eda此外还有过滤电动势,这种电动势是在压力差作用下泥浆滤液向地层渗入时产生的,只有在压力差较大时才考虑过滤电动势的影响.2 影响SP曲线幅度的因素是什么?想想在SP曲线解释过程中,如何把影响因素考虑进去,从而得到与实际相符的结论?在自然电位测井时一般把测量电极N放在地面上,电极M用电缆放在井下,提升M电极,沿井轴测量自然电位(M电位)随深度变化的曲线叫自然电位曲线(SP).影响因素:1 溶液成分的影响;2岩性的影响砂岩泥岩3温度的影响;4地层电阻率的影响5地层厚度影响厚度增加SP增加6井眼的影响井径扩大截面积增加,泥浆电阻变小,SP变小3 SP的单位是什么?毫普第二章普通电阻率测井1 岩石的电阻率和岩性有什么关系?沉积岩属于什么导电类型?沉积岩石在水中沉淀的岩石碎屑或者矿物经胶结压实而成,其结构可视为矿物骨架与空隙中流体的组合。

第4讲自然电位测井

第4讲自然电位测井

电 法 测 井 的 一 种 。 也 叫 SP Log ( 源 自 Spontaneous Potential Log)
测量井下岩层的电阻率,一 般须人为供电。
进行电阻率测井时,目的层 测量结束、在断电情况下, 发现记录仪仍然显示,井下 有电位的变化。
根据自然电位曲线研究井内地质剖面的方法- 自然电位测井(SP,单位:mV)。
Ed KdlgC Cm wfKdlgR Rm wf
Kd——扩散电动势系数 对于NaCl溶液,在18°C时,Kd=-11.6mV
扩散吸附电动势

将渗透性隔板换成泥岩 验
浓度大的一方富集负电 荷,浓度小的一方富集正 电荷
Cw
Cm
泥岩的特殊性质造成
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
扩散吸附电动势Eda表达式
EdaKdalgC Cm wfKdalgR Rm wf
Kda——扩散吸附电动势系数 对于NaCL, 在18°C时,Kdamax=58mV 在一般情况下Kda在-11.6mV(纯砂岩,Qv= 0)到58mV(纯泥岩,Qv→∞)之间变化。
过滤电动势E
钻井过程中,泥浆柱压力一般大于地层压力。 在压力差作用下,泥浆滤液渗入地层。在岩石孔 隙中的滤液带有相当多的正离子向压力低的地层 一方移动聚集,而压力大的一端聚集较多的负离 子,产生电位差——即过滤电动势。
E主要取决于压差ΔP,通常忽略不计。
3. 自然电位测井
自然电位测井时,测量 电极N放在地面,M电极 用电缆放至井下,提升M 电极沿井轴测量自然电位 随井深变化曲线。
自然电位测井通常与电 阻率测井同时进行。

自然电位测井

自然电位测井

自然电位测井(SP)
学习内容
1、方法特点 2、自然电位产生的原因 3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析 4、自然电位测井曲线的特征及影响因素 5、自然电位测井曲线的应用
2、自然电位产生的原因
井内自然电位产生的原因是复杂的,对于油气井来说, 主要有以下两个原因: ①地层水和泥浆含盐浓度不同而引起的扩散电动势和吸
面处带负电荷,这时形成的电动势为扩散吸附电动势,这是由于既有扩散
作用又有吸附作用,因此称为扩散吸附电动势,用Eda表示,由下式求
Eda=Kdalg(Cw/Cmf)
若Cw=10Cmf, t=18℃ Kda=58mV。
2、自然电位产生的原因 (3)过滤电位
这种电动势是由于泥浆柱与地层之间存在压力差,泥浆滤液通
之改变,造成自然电场的电动势也随之改变,参见下表:
表 1-3-2 溶 液 Kd,mv NaCl -11.6 NaHCO3 +2.2 18℃时几种盐溶液的 Kd 值 CaCl2 -19.7 MgCl2 -22.5 NaSO4 +5 KCl -0.4
4、自然电位测井曲线的特征及影响因素 (2)影响因素
自然电位测井(SP)
学习内容
1、方法特点 2、自然电位产生的原因 3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析 4、自然电位测井曲线的特征及影响因素 5、自然电位测井曲线的应用
3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析
(1)总电动势
结合等效电路进行分 析
3、扩散作用在井内形成的总电动势及电位分析 (1)总电动势
4、自然电位测井曲线的特征及影响因素 (2)影响因素
③地层水和泥浆滤液中含盐性质的影响 地层水和泥浆滤液内所含盐类不同,则溶液中所含离子不同,离子价 也不同。由于不同离子的离子价和迁移率均有差异,直接影响Kd和Ka的大 小,因而也就影响了Es的数值。 在纯砂岩井段,溶液中所含化学成分改变时,扩散电动势系数Kd也随

地球物理测井方法课件:1-2 自然电位测井

地球物理测井方法课件:1-2 自然电位测井

GaoJ-1-2
7
ELECTRICAL DOUBLE LAYER OF CLAYS
GaoJ-1-2
8
GaoJ-1-2
9
2. 阳离子交换
双电层内的阳离子或其水合离子相互交换位置,或与双 电层之外的阳离子及水合离子交换位置而移动,产生导 电现象,这种现象称为粘土的阳离子交换作用。 交换的难易程度:决定于岩石表面对阳离子的静电引力。
4.35 6.46 5.16 4.50 5.16 4.50 5.16 5.16 3.15 4.35
负离子
Cl- Cl- Cl- Cl- SO42- SO42- CO32- HCO3- HCO3- OH -
迁移率l(m2.S/mol )
6.55 6.55 6.55 6.55 6.79 6.79 6.00 4.67 4.67 17.4
GaoJ-1-2
4
(3)岩石颗粒与水溶液接触的表面带有固定不动的负电荷, 粘土矿物中最显著;
原因:主要由于粘土晶体的置换作用和破键作用!
置换作用—Si-O四面体中Si4+被 Al3+离子置换,Al-O八 面体中Al3+被Mg2+、 Fe2+等离子置换;
破键作用—粘土结构单位层的四 周边缘发生化学键破 裂,产生多余负电荷。
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当溶液浓度较低时(R>0.1.m),电阻率与 浓度成线性反比:
Cw Rmf
Cmf
Rw
Rmf —泥浆滤液电阻率 Rw—地层水电阻率
Ed
Kd
lg Cw Cmf
Kd
lg
Rmf Rw
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2. 扩散-吸附电动势(泥质岩石)

石油工程测井教学1电法测井11自然电位测井

石油工程测井教学1电法测井11自然电位测井
☞当泥质砂岩的泥质含量较大时,Qv大,
v<u,低浓度一方为正,高浓度一方为负, 具有纯泥岩的性质;
石油工程测井教学1电法测井11自然 电位测井
• 产生以上结果都是在Cw>Cmf的
情况下讨论的,那么Cw<Cmf结果又 会怎样呢?请同学们自己考虑!
石油工程测井教学1电法测井11自然 电位测井
•4 动电学电动势——过滤电动势(Ef) •过滤电动势(Ef),它是在压力作用下, 泥浆滤液向地层中渗入时产生的,只有在压 差∆P很大的情况下才不被忽略,但通常情 况下都可以不考虑该电动势(忽略不计)。
石油工程测井教学1电法测井11自然 电位测井
•矿化度:溶液中所含有的各种离子的浓度。
•淡水泥浆和盐水泥浆
•钻井液——泥浆,有不同类型:
•或
•水基泥浆和油基泥浆
• 泥浆中含有一定的矿物离子(Na+,Cl- )
•孔隙流体——地层水、石油、天然气

地层水含有一定的矿物离子,主要是
Mg+,Ca+ Na+, K+, Cl-, HCO3- 等等.
石油工程测井教学1电法测井11自然 电位测井
• 由于钻井液(泥浆)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。
•电化学作用:产生扩散——扩散吸附作用 。
石油工程测井教学1电法测井11自然 电位测井
石油工程测井教学1电法测井11自然 电位测井
•因素2.岩性
• 自然电位幅度随泥质的增加而降低。自然电
位是一种以泥岩为背景来显示储集层性质的测井方法 ,SP大小不只与储集层性质有关,而且与相邻泥岩的 性质有关来表示。因此,这种方法只能用于储集层与

第1章 sp测井

2018/10/11 测井方法 3
图1-1 扩散电动势产生示意图
2018/10/11 测井方法 4
扩散电动势产生的示意图如图1-1所示。扩散电动势可
由Nernst方程计算:
E
d
Cw RT n u n v 2.3 lg F Z n u Z n v C m
其中:R—克分子气体常数,8.313J/(K);
T—绝对温度,K;
2018/10/11 测井方法 5
F—Farady常数,96520 C/equiv;
Cw、Cm—两种溶液的浓度;
U、v—— 正、负离子的迁移率,S/(m· N)
Z —正、负离子的离子价; Z 、
n
、n

—每个分子离解后形成的正离子数和负
离子数;
2018/10/11
测井方法
SP曲线位于泥岩基线的左侧;
2018/10/11 测井方法 17
2)正异常:在砂泥岩剖面井中,当井内为盐水泥
浆( C < w
Cmf
)时,渗透性地层的SP
曲线位于泥岩基线的右侧。
2018/10/11
测井方法
18
5、曲线形态:
1)、曲线关于地层中点对称; 2)、厚地层(h>4d)的SP曲线幅度近似等于 地层的实际值 ,半幅点对应地层界面; 3)、随地层变薄,曲线读数受围岩影响增加, 幅度降低,半幅点向围岩方向移动。
2018/10/11 测井方法 31
四、判断水淹层
水淹层:含有注入水的油层,称之为水淹层。 SP测井曲线能够反映水淹层的条件及现象: 当注入水与原地层水及钻井液 的矿化度互不相同时, 与水淹层相邻的泥岩层的基线出现偏移,如图1-9、
1-10所示。

地球物理测井基础

划分渗透层、确定岩层真电阻率、求饱和度等。
5、电磁波传播测井简介
Rt =
1000
t
第六章 声波测井
主要内容
1、声速测井(声波时差测井)

(1)岩石的声学性质 裸眼井声系构成、滑行波概念、产生机理、传播特征
(2)声波时差的概念
T t CD l V2 V2
(3) 井眼补偿声速测井原理 (4) 声速测井应用 确定岩性和孔隙度、识别气层和裂缝、周波跳跃、检 测压力异常和断层 (5)计算次生孔隙:声波时差一般不受高角度缝和洞穴的 影响,只反映原生粒间孔隙;而密度等可得到岩石总孔隙度, 缝洞孔隙度则为:
abRw S m Rt
n w
S
n xo

abRmf Rxo m
第二章 普通电阻率测井
本章的主要内容
1. 岩石电阻率与岩性、孔隙度、含油饱和度的 关系,重点掌握阿尔奇公式 (5)阿尔奇公式应用
A、 确定地层水电阻率和视地层水电阻率 m R0 m Rt Rw Rwa a a B、 确定孔隙流体性质 abRw Sw n Rt m So 1 S w C、确定地层孔隙度
图1-3井内自然电场分布示意图
第一章 自然电位测井(SP)
§2 自然电位测井原理及曲线特征 2、总电动势
E总 Ed Eda K lg Rmf def Rw SSP
通常把 E总 称为静自然电位,记 作SSP; Ed的幅度称为砂岩线; Eda的幅度叫泥岩线。 在18 oC,极限情况下,静自然电 位 系 数 K=Kd-Kda=-11.6-58=69.6 ( mv ),所以,在 18℃时的纯砂 岩层处的SSP为:
5、确定冲洗带电阻率和泥饼厚度
用图版法确定。

第1章电法测井12普通电阻率测井优秀课件

10-1~10-4 10-4~1
1014~1015 109~1016
103
岩石名称 粘土 泥岩 页岩
疏松砂岩 致密砂岩 含盐水砂岩 含油砂岩
砾岩 石灰岩 泥灰岩 贝克灰岩 白云岩 硬石膏 花岗岩 玄武岩
电阻率(欧姆米) 1~2×102 5~60 10~102 2~50 20~103 0.2~4 2~103 10~2×103
普通视电阻率测井:是把一根普通的电极 系放入井内,测量井筒周围地层电阻率随井
深变化的曲线。
电极系 :测井时放入井中的一组电极。普
通电阻率测井的电极系由三个电极组成,其 中有供电(A、B)和测量(M、N)两种电 极。用途(供电和测量)相同的两个电极叫
成对电极,其余的一个叫不成对电极。
根据电极系中成对电极与不成对电极之间距
以某一半径划一球面,如果球面内包括的介质对电极 系测量结果的贡献占总结果的50%,此半径称为……
电位电极系的探测半径→ 2AM 梯度电极系的探测半径→ AO
随着电极距的加大,电极系的探测深度也会增大
普通视电阻率测量原理
A、B、M、N四个电 极中的三个形成一 个相对位置不变的 体系——电极系
回路电极
义如同Newton三大
运动定律。
1.5 井眼地层的划分
裸眼井:
充满泥浆的井眼 泥饼 冲洗带 过渡带 原状地层
套管井:
套管 水泥环 地层
泥浆侵入概念:
在钻井过程中,一般井孔中泥浆柱压力大 于地层压力,此压力差在渗透性地层处使泥 浆滤液向地层中渗入,并置换了原渗透层孔
隙中的流体,这就是泥浆侵入现象。
其Hale Waihona Puke 位为:每米毫西门子(mS/m)看书,见表1-1 (3分钟)

《测井方法与综合解释》 课件


特点主要取决于SSP和I。

SSP主要决定于岩性、地层温度、地层水 、泥浆中的离子成分以及泥浆滤液和地层 水电阻率的比值;

自然电流主要决定于流经路径中介质的电 阻率、地层厚度及井径的大小。

1、 C / C 的影响 W mf 砂岩剖面纯砂岩井段的电动势为:
Cw Ed Kd lg Cmf

3、温度的影响
4、溶液含盐性质的影响 5、地层电阻率和含油性的影响 6、地层厚度的影响 7、扩径和侵入的影响


四、应用
1、划分渗透性岩层
(1)划分方法:以大段泥岩层部分的自然电
位曲线为基线,出现负异常的井段都可以
认为是渗透性地层。



具体特点:
①纯砂岩井段出现最大的负异常; ②含泥质的砂岩负异常幅度变低,且随泥

在纯的、巨厚含水砂岩地层,测量结果 Usp 可以看作是静自然电位SSP;

对于薄层,rsd
Usp SSP


含油气地层也有:Usp
SSP

因而,在砂泥岩剖面,实际上测量得到的SP 电位实际上都小于静自然电位,故而SSP应 在井段内的测量结果最大值处读取。

3、SP曲线及其特点
2、储集层的分类
(1)碎屑岩储集层为陆源碎屑岩,主要包括
砂岩、粉砂岩、砂砾岩和砾岩。 粒间孔隙为主 (2)碳酸盐岩储集层包括石灰岩、白云岩、 生物碎屑灰岩、鲕状灰岩等储集层 次生孔隙为主,包括裂缝、溶洞等

3、储集层的基本参数
储集层的基本参数包括评价储集层物性的
孔隙度和渗透率,评价储集层含油性的含

两者共同作用相当于参与扩散的阳离子数增
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