油氣地球物理測(cè)井第一章.ppt

1、第一章 自然電位測(cè)井(SP log),主要講解自然電位測(cè)井的基本原理、曲線形態(tài)、影響因素、地質(zhì)應(yīng)用。 測(cè)量自然電位隨井深變化的曲線，用于劃分巖性和研究儲(chǔ)集層性質(zhì)。 一、產(chǎn)生的原因 1.擴(kuò)散電位 當(dāng)兩種不同濃度的深液被半透膜隔開，離子在滲透壓作用下，高濃度溶液的離子將穿過半透膜向較低濃度的溶液中移動(dòng)。這種現(xiàn)象叫擴(kuò)散，形成的電位叫擴(kuò)散電位，在油井中，此種擴(kuò)散有兩種途徑：一是高濃度一方通過砂巖向低濃度泥漿中擴(kuò)散，二是通過泥巖向泥漿中擴(kuò)散。其擴(kuò)散電位大小取決于正負(fù)離子的運(yùn)移率(單價(jià)離子在強(qiáng)度為1伏特/厘米的電場(chǎng)作用下的移動(dòng)速度)；溫度、壓力；兩種溶液的濃度差；濃度、離子類型及濃度差。,離子由砂巖向泥漿

2、中擴(kuò)散時(shí)，由于Cl-比Na+的運(yùn)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)，擴(kuò)散電位Ed可由以下公式求得：(溫度18時(shí)幾種離子運(yùn)移率) Na+: 43105公分/秒 Cl-: 65105公分/秒 C1、C2-鹽類溶液的濃度 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)。 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)表示低度一方井中的電位低 CmfCw-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

3、反比，即 Ed=Kdlg(Cw/Cmf)=Kdlg(Rmf/Rw) RmfRw-泥漿濾液和地層水電阻率,2.擴(kuò)散吸附電位(隔膜作用-砂巖通過泥巖與泥漿之間交換離子), 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)，粒土顆粒吸附Cl-離子Na+離子可以自由移動(dòng)，若CwCmf，泥漿帶正電荷，泥巖帶負(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)散吸附電動(dòng)勢(shì)，用Eda表示,由下式求得 Eda=Kdalg(Cw/Cmf) 若Cw=10Cmft

4、=25時(shí), Kda=-50.1;t=18 Kda=-58 井內(nèi)自然電位勢(shì)等效電路圖,3.擴(kuò)散作用在井內(nèi)形成的總電動(dòng)勢(shì)及電位分析,3.1總電動(dòng)勢(shì) 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) = Kslg(Cw/Cmf) Ks=Kd+Kda Ks-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) 3.2電位分布,電流線及電位分布在井中、電流流向?yàn)槟鄮r泥漿砂巖泥巖。在回路中有關(guān)參數(shù)為Ed、Eda 4.過濾電位：形成、影響因素 E

5、f=Kf(PRmf)/ Kf 過濾電位系數(shù)，與溶液的成分有關(guān)； P 壓力差，單位為大氣壓； 過濾溶液的粘度，厘泊； *壓差懸殊，泥餅未形成以前，過濾電位有較大的顯示。 5.氧化還原電位：形成原因、對(duì)總電位貢獻(xiàn),二 自然電位測(cè)井曲線的特征及影響因素 1.曲線特征及影響因素 1.1 異常幅度及其定量計(jì)算。 異常幅度、自然電位泥巖基線概念 Es=I(rs+rt+rm) Usp=Irm =Es-I(rs+rt) =Es/(I+(rs+rt)/rm) 含水純砂巖處Usp=SSP,1.2影響因素,4項(xiàng)：總電動(dòng)勢(shì)，泥漿與地層水相對(duì)礦化度； 溫、壓； 地層及上下圍巖電阻率； 層厚及井眼狀況等,1.3 曲線特征

6、 對(duì)稱、非對(duì)稱 半幅點(diǎn)三、自然電位的校正圖版根據(jù)圖版對(duì)有、無侵入情況下不同巖層電阻、巖層厚度、井眼狀況下巖層自然電位加以校正，校正到最大靜自然電位SSP。,圖版參數(shù)：侵入帶直徑、Rxo、地層厚度h、Rt 、Rs方法：1.選取符合實(shí)際的橫排圖版 Rs/Rm2.選取縱排圖版：有侵入Rxo/Rt,無侵入3.橫坐標(biāo)找h/d的值，找Rt/Rm或Rxo/Rm曲線與之相應(yīng)，讀出縱坐標(biāo)的值，換算出ssp,*確定地層水電阻率的方法和步驟,Es=Ed+Eda=Kd lg(Cw/Cmf)+Kda lg(Cw/Cmf)=Kslg(Cw/Cmf) = Ks (Rmf/Rw)(或 =Ks (Rmfe/Rwe) Usp=I

7、rm =Es-I(rs+rt)=Es/(I+(rs+rt)/rm) 含水純砂巖處Usp=SSP 1.地溫梯度換算 t=t0+H 2.地層溫度下泥漿電阻率計(jì)算 Rmt= Rm18/(1+a(t-18) ) a=0.021 3.計(jì)算SSP Usp h/d Rt Rm Rs 查圖版 4.求Rmfe/Rwe Rmf=0.75Rm Rmfe=0.85Rmf 根據(jù)圖版查 Rmfe/Rwe 5.換算Rwe 6.查圖版確定Rw,四、地質(zhì)應(yīng)用(五個(gè)方面),判斷巖性，區(qū)分滲透層 泥巖：基線附近； 砂巖：異常幅值和正負(fù)反映巖石滲透性好壞和泥漿的性能； 純水砂巖：Usp=SSP 含油后Usp幅值下降，因?yàn)殡娮杪试龃?

8、碳酸巖：儲(chǔ)集層與非儲(chǔ)集層巖性相同，自然電位曲線區(qū)分不開。其幅值大小只反映泥質(zhì)含量的高低。 巖鹽、膏巖：無滲透性，因而自然電位無異常顯示；,砂 泥 巖 剖 面,碳 酸 巖 剖 面,四、地質(zhì)應(yīng)用(五個(gè)方面),判斷巖性，區(qū)分滲透層； 確定地層水電阻率 Rw；（略） 估算泥質(zhì)含量 Vsh； （1）泥質(zhì)系數(shù)法 厚層純水層砂巖 SSP 厚層含泥質(zhì)的砂巖層 PSP 泥質(zhì)系數(shù) =PSP/SSP Vsh=1- （2）經(jīng)驗(yàn)公式法 SHP1=(SP-SBL+SSP)/SSP SP-自然電位讀值 SBL-自然電位基線值 SHP=(2cSHP1-1)/(2c-1) C-系數(shù)，對(duì)于老地層，其值為2，新地層為3,四、地質(zhì)應(yīng)用(五個(gè)方面),判斷巖性，區(qū)分滲透層； 確定地層水電阻率 Rw； 估算泥質(zhì)含量 Vsh； 判斷水淹；,四、地質(zhì)應(yīng)用(五個(gè)方面),判斷巖性，區(qū)分滲透層； 確定地層水電阻率 Rw； 估算泥質(zhì)含量 Vsh； 判斷水淹； 研究沉積環(huán)境,四、地質(zhì)應(yīng)用(五個(gè)方面),判斷巖性，區(qū)分滲透層； 確定地層水電阻率 Rw