最新自然電位測(cè)井..教學(xué)講義ppt.ppt

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1、自然電位測(cè)井..自然電位測(cè)井(SP)1、方法特點(diǎn)2、自然電位產(chǎn)生的原因3、擴(kuò)散作用在井內(nèi)形成的總電動(dòng)勢(shì)及電位分析4、自然電位測(cè)井曲線的特征及影響因素5、自然電位測(cè)井曲線的應(yīng)用學(xué)習(xí)內(nèi)容1、方法特點(diǎn)鉆井后由于井壁附近的電化學(xué)活動(dòng)性造成的電場(chǎng)叫自然電場(chǎng)。沿井軸測(cè)量記錄自然電位變化曲線，可以用于區(qū)別巖性和研究鉆井剖面性質(zhì)。SP測(cè)井的基本方法為：如圖，在井內(nèi)放一測(cè)量電極M，地面放一測(cè)量電極N，將M電極沿井筒移動(dòng)，即可測(cè)出一條井內(nèi)自然電位變化的曲線。自然電位測(cè)井(SP)要對(duì)所測(cè)的SP曲線進(jìn)行地質(zhì)解釋，首先應(yīng)該了解自然電位是怎樣產(chǎn)生的，它與地層的那些性質(zhì)有關(guān)。離子由砂巖向泥漿中

2、直接擴(kuò)散時(shí)，由于Cl-比Na+的遷移率大，因此在砂巖高濃度一側(cè)聚集多余的正電荷，而在泥漿中聚集負(fù)電荷。離子量移動(dòng)到一定程度，形成動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)電位叫擴(kuò)散電位，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，擴(kuò)散電位Ed可由以下公式求得（涅耳斯特方程，Nernst）Ed=Kdlg(Cw/Cmf)Kd-擴(kuò)散電位系數(shù)，與鹽類的化學(xué)成份及溫度有關(guān)。2、自然電位產(chǎn)生的原因（1）擴(kuò)散電位對(duì)于石油鉆井而言：下面列舉常見鹽溶液的遷移率和Kd值2、自然電位產(chǎn)生的原因（1）擴(kuò)散電位2、自然電位產(chǎn)生的原因在井中，18℃時(shí)若地層水濃度Cw等于10倍的泥漿溶液礦化度Cmf時(shí),經(jīng)理論推算：kd=-11.6mv，其中負(fù)號(hào)表示低濃

3、度一方井中的電位低；Cmf、Cw-泥漿濾液和地層水礦化度。當(dāng)溶液礦化度不高時(shí)，溶液濃度與電阻率成反比，即Ed=Kdlg(Cw/Cmf)=Kdlg(Rmf/Rw)Rmf,Rw-泥漿濾液和地層水電阻率。（1）擴(kuò)散電位因?yàn)槟鄮r結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分等與砂巖不同，因此與泥漿之間形成的電位差大，且符號(hào)與擴(kuò)散電位相反，這是由于粘土礦物表面具有選擇吸附負(fù)離子的能力。因此當(dāng)濃度不同的NaCl溶液擴(kuò)散時(shí)，粘土顆粒吸附Cl-離子，而Na+離子可以自由移動(dòng)，若Cw＞Cmf，泥漿帶正電荷，儲(chǔ)集層與泥巖界面處帶負(fù)電荷，這時(shí)形成的電動(dòng)勢(shì)為擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)，這是由于既有擴(kuò)散作用又有吸附作用，因此稱為擴(kuò)

4、散吸附電動(dòng)勢(shì)，用Eda表示,由下式求Eda=Kdalg(Cw/Cmf)若Cw=10Cmf,t=18℃Kda=58mV。2、自然電位產(chǎn)生的原因（2）吸附電位（隔膜作用-砂巖通過泥巖與泥漿之間交換離子)這種電動(dòng)勢(shì)是由于泥漿柱與地層之間存在壓力差，泥漿濾液通過泥餅或泥質(zhì)巖石滲濾形成的。2、自然電位產(chǎn)生的原因（3）過濾電位通常，泥漿柱的壓力大于地層壓力，并在滲透性巖層(如砂巖層)處，都不同程度的有泥餅存在。由于組成泥餅的泥質(zhì)顆粒表面有一層松散的陽離子擴(kuò)散層，在壓力差的作用下，這些陽離子就會(huì)隨著泥漿濾液的滲入向壓力低的地層內(nèi)部移動(dòng)。于是在地層內(nèi)部一方出現(xiàn)了過多的陽離子，使

5、其帶正電，而在井內(nèi)泥餅一方正離子相對(duì)減少，使其帶負(fù)電，從而產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。由此形成的電動(dòng)勢(shì)，叫做過濾電動(dòng)勢(shì)。顯然它的極性與擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)相同，即井的一方為負(fù)，巖層的一方為正。過濾電動(dòng)勢(shì)Ef的大小與泥餅兩邊的壓力差ΔP和泥漿濾液的電阻率Rmf成正比，而與泥漿濾液的粘度μ成反比，即Kf–過濾電位系數(shù)，與溶液的成分有關(guān)；ΔP–壓力差，單位為大氣壓；μ–泥漿濾液的粘度，厘泊；當(dāng)壓差懸殊，泥餅未形成以前，過濾電位有較大的顯示。通常Ef只有在壓力差很大時(shí)，才不可忽略，但一般鉆井時(shí)，要求泥漿柱壓力只能稍大于地層壓力，因此在實(shí)際工作中，通常都認(rèn)為過濾電動(dòng)勢(shì)可忽略不計(jì)。2、自然電位產(chǎn)生的

6、原因（3）過濾電位自然電位測(cè)井(SP)1、方法特點(diǎn)2、自然電位產(chǎn)生的原因3、擴(kuò)散作用在井內(nèi)形成的總電動(dòng)勢(shì)及電位分析4、自然電位測(cè)井曲線的特征及影響因素5、自然電位測(cè)井曲線的應(yīng)用學(xué)習(xí)內(nèi)容3、擴(kuò)散作用在井內(nèi)形成的總電動(dòng)勢(shì)及電位分析（1）總電動(dòng)勢(shì)結(jié)合等效電路進(jìn)行分析由砂巖，泥巖、泥漿所組成的導(dǎo)電回路中，電動(dòng)勢(shì)Ed和Eda是串聯(lián)的，因此，在該回路中擴(kuò)散作用的總電動(dòng)勢(shì)Es為該兩電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和Es=Ed+Eda=Kd?lg(Cw/Cmf)+Kda?lg(Cw/Cmf)=Ks?lg(Cw/Cmf)Ks=Kd+KdaKs---總的擴(kuò)散、擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)系數(shù);Es-井內(nèi)自然電動(dòng)勢(shì)3

7、、擴(kuò)散作用在井內(nèi)形成的總電動(dòng)勢(shì)及電位分析（1）總電動(dòng)勢(shì)3、擴(kuò)散作用在井內(nèi)形成的總電動(dòng)勢(shì)及電位分析（2）電位分布SP測(cè)井時(shí)是與普通電阻率測(cè)井同時(shí)進(jìn)行，其測(cè)量原理電路見圖。M電極是普通電阻率測(cè)井和自然電位測(cè)井公用的測(cè)量電極，視電阻率測(cè)井時(shí)，由供電電極供電形成的人工電場(chǎng)是低頻脈動(dòng)直流場(chǎng)，而自然電場(chǎng)是直流場(chǎng)，在視電阻率測(cè)量道上加一個(gè)隔直元件C，阻隔自然電位進(jìn)入該道，同時(shí)在自然電位測(cè)量道上加一個(gè)隔交元件L，它只允許自然電場(chǎng)的直流電位信號(hào)通過，從而阻斷了研究視電阻率的脈動(dòng)直流電場(chǎng)的信號(hào)干擾。3、擴(kuò)散作用在井內(nèi)形成的總電動(dòng)勢(shì)及電位分析（2）電位分布3、擴(kuò)散作用在井內(nèi)形成的總電