測(cè)井解釋實(shí)用教案

1、1-1自然電場(chǎng)(din chng)的產(chǎn)生 泥漿：鉆井時(shí)，在井內(nèi)流動(dòng)的一種介質(zhì)。 泥漿濾液：在一定(ydng)的壓差下，進(jìn)入井壁外地層孔隙中的泥漿流體部分。 地層水：地層孔隙中的水。 溶液礦化度： 離子擴(kuò)散：兩種不同濃度的溶液接觸時(shí)，在滲透壓作用下，高濃度溶液中的離子，穿過滲透性隔膜遷移到低濃度溶液中的現(xiàn)象。第1頁/共29頁第一頁，共30頁。+-CwCmCwCm+-CwCmCwCm擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生示意圖擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生示意圖自然自然(zrn)(zrn)電場(chǎng)的產(chǎn)生電場(chǎng)的產(chǎn)生 由于泥漿和地層水的礦化度不同，在鉆開巖層后產(chǎn)生離子擴(kuò)散，從而形成自然電場(chǎng)（擴(kuò)散、擴(kuò)散由于泥漿和地層水的礦化度不同，在鉆開巖層

2、后產(chǎn)生離子擴(kuò)散，從而形成自然電場(chǎng)（擴(kuò)散、擴(kuò)散吸附、過濾電動(dòng)勢(shì)）。一般吸附、過濾電動(dòng)勢(shì)）。一般(ybn)情況下，過濾電動(dòng)勢(shì)可忽略不計(jì)。情況下，過濾電動(dòng)勢(shì)可忽略不計(jì)。第2頁/共29頁第二頁，共30頁。一、擴(kuò)散(kusn)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生 油井(yujng)中，自然電場(chǎng)主要是由擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)和擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的。 一、擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)：用一個(gè)滲透性隔膜把玻璃缸分成兩部分，其中分別裝入濃度不同(b tn)的NaCl溶液Cw、Cmf，溶液中各放一個(gè)電極，并用導(dǎo)線與表頭連接。第3頁/共29頁第三頁，共30頁。無限稀釋溶液中常見(chn jin)離子遷移率及鹽溶液的Kd值（18）化學(xué)成分 正離子遷移率負(fù)

3、離子遷移率Kd/mVNaClKClMgCl2CaCl2CaSO4H2CO3NaOHNaK1/2Mg1/2Ca1/2CaHNa4.356.465.145.165.163.154.35ClClClCl1/2SO41/2CO3OH6.556.556.556.556.796.0917.4-11.6-0.4-22.5-19.5-7.946.634.7第4頁/共29頁第四頁，共30頁。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)(shyn)： 由于離子遷移率VclVNa，離子擴(kuò)散作用，使高濃度一側(cè)形成負(fù)電荷富積，低濃度一側(cè)形成正電荷富積，離子擴(kuò)散到一定程度時(shí)，接觸面附近(fjn)的電動(dòng)勢(shì)保持為一定值，稱為擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)，Ed。mfwddCCK

4、ElgK稱為擴(kuò)散電位（電動(dòng)勢(shì)）系數(shù)，其值與溫度和溶液(rngy)含鹽成分有關(guān)。第5頁/共29頁第五頁，共30頁。井內(nèi)產(chǎn)生(chnshng)擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)的條件： 泥漿和地層水的礦化度不同(b tn)； 井壁地層具有滲透性； 正、負(fù)離子的遷移率不同(b tn)。 在砂泥巖剖面的純砂巖井段： 假設(shè)泥漿和地層水所含鹽均為氯化鈉(NaCl）， 離子遷移率VclVNa，在CwCmf 情況下第6頁/共29頁第六頁，共30頁。井內(nèi)自然(zrn)電場(chǎng)分布 第7頁/共29頁第七頁，共30頁。在砂泥巖(n yn)剖面的純砂巖井段： 砂巖與泥漿接觸面上離子擴(kuò)散(kusn)的結(jié)果產(chǎn)生擴(kuò)散(kusn)電位Ed: mfwdd

5、CCKElg其中， Cw、Cmf分別為地層水和泥漿濾液的礦化度注意(zh y)：上式適用于低礦化度和中等礦化度溶液自由接觸面附近產(chǎn)生的擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算。當(dāng)溶液礦化度很大時(shí)，用公式計(jì)算的Ed值比實(shí)際偏高。第8頁/共29頁第八頁，共30頁。 在礦化度較低的情況下，對(duì)NaCl溶液(rngy)，溶液(rngy)的礦化度與其電阻率成反比，所以，上式可為：wmfdmfwddRRKCCKElglgn其中，Rw、Rmf分別為地層水和泥漿(njing)濾液的電阻率第9頁/共29頁第九頁，共30頁。二、擴(kuò)散(kusn)吸附電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生電化學(xué)試驗(yàn)：泥巖(n yn)隔膜用泥巖隔膜將玻璃缸內(nèi)的兩種不同濃度的NaCl溶液

6、(rngy)分開，泥巖隔膜中的陽離子交換作用第10頁/共29頁第十頁，共30頁。擴(kuò)散(kusn)吸附電動(dòng)勢(shì)，Eda： 兩種濃度溶液在接觸面處產(chǎn)生離子擴(kuò)散作用，以及泥巖隔膜中的陽離子交換作用，使泥巖孔隙內(nèi)溶液中的陽離子居多，擴(kuò)散結(jié)果,濃度小的一方富積大量正電(zhngdin)荷而帶正電(zhngdin)，濃度大的一方帶負(fù)電。 在泥巖隔膜處形成擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)，其大小為Eda：mfwdadaCCKElg式中，Kda-擴(kuò)散(kusn)吸附電動(dòng)勢(shì)系數(shù)，與巖層的泥質(zhì)陽離子交換能力有關(guān)。第11頁/共29頁第十一頁，共30頁。擴(kuò)散(kusn)吸附電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生 泥巖與泥漿接觸面上，產(chǎn)生擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)的條件： C

7、w與Cm礦化度不同； 井壁具有(jyu)一定的滲透性； 地層顆粒對(duì)不同極性的離子具有(jyu)不同的吸附性。 泥巖與泥漿接觸上：由于泥質(zhì)中的粘土顆粒具有(jyu)吸附負(fù)離子的特性，在CwCmf情況下，第12頁/共29頁第十二頁，共30頁。井內(nèi)自然(zrn)電場(chǎng)分布 第13頁/共29頁第十三頁，共30頁。擴(kuò)散(kusn)吸附電位Eda： 在泥巖與井壁接觸面上，形成擴(kuò)散(kusn)吸附電動(dòng)勢(shì)Eda，其大小為： 結(jié)論：井內(nèi)自然電位(din wi)產(chǎn)生的主要原因：地層水與泥漿濾液的礦化度不同。wmfdamfwdadaRRKCCKElglg第14頁/共29頁第十四頁，共30頁。2 自然(zrn)電位測(cè)井

8、及曲線特征rtrshrm一、井內(nèi)自然(zrn)電場(chǎng)分布n在CwCmf二、自然(zrn)電位曲線及其特點(diǎn)+-+第18頁/共29頁第十八頁，共30頁。靜自然(zrn)電位，用SSP： 對(duì)相當(dāng)厚的含水純砂巖和泥巖交界面附近SP變化最大，是產(chǎn)生自然電場(chǎng)的總電動(dòng)勢(shì)，通常稱為靜自然電位，用SSP. 井內(nèi)巨厚含水純砂巖層的自然電位近似為靜自然電位。 泥巖基線：實(shí)際測(cè)井中以泥巖的SP曲線(qxin)作為自然電位測(cè)井曲線(qxin)的基線（零線），稱為泥巖基線。 純砂巖線：第19頁/共29頁第十九頁，共30頁。曲線(qxin)第20頁/共29頁第二十頁，共30頁。泥巖基線泥巖基線(jxin)(jxin)負(fù)異常負(fù)

9、異常正異常。正異常。第21頁/共29頁第二十一頁，共30頁。自然電位(din wi)異常幅度Usp Usp：地層中點(diǎn)的SP值與泥巖基線的差值。在砂巖(sh yn)層為有限厚時(shí)，Usp定義為自然電流I在井內(nèi)泥漿等效電阻上的電位降，即 Usp=m 其中，I可由閉合回路的歐姆定律求得。自然(zrn)電場(chǎng)的總電動(dòng)勢(shì)Es為：Es=I.rm+I.rsd+I.rsh=K.lg(Cw/Cmf) I=Es/(rm+rsd+rsh) =SSP /(rm+rsd+rsh第22頁/共29頁第二十二頁，共30頁。Usp的計(jì)算(j sun)：mshsdshsdmmmrrrSSPrrrrSSPIrUsp1n對(duì)巨厚地層(dc

10、ng)，砂巖和泥巖的截面積比井的截面積大得多，所以，rm比rsd和rsh大得多（為什么？），因此，UspSSP ，對(duì)于一般有限厚地層(dcng)，Usp4d）地層，Usp=SSP,且曲線半幅點(diǎn)深度對(duì)應(yīng)地層界面。厚度變薄，半幅點(diǎn)確定的儲(chǔ)層厚度大于實(shí)際厚度。 3.對(duì)砂巖滲透層，相對(duì)(xingdu)泥巖基線，SP曲線可向左（負(fù)異常）或向右（正異常）偏轉(zhuǎn)，這主要取決于地層水與泥漿濾液的相對(duì)(xingdu)礦化度。 當(dāng)CwCmf時(shí)，SP曲線顯示負(fù)異常； 當(dāng)CwCmf時(shí)，曲線顯示正異常。 當(dāng)CmfCw時(shí)，在滲透層SP幾乎是一條直線。第24頁/共29頁第二十四頁，共30頁。自自然然(z(zrrn)n)電電位位測(cè)測(cè)井井特特點(diǎn)點(diǎn)RmfRmfRwRwRmfRwRmfRwRmfRmfRwRw第25