产生自然电场的主要原因： • 地层水溶液离子浓度与泥浆滤液的离子浓度不同，产生
离子扩散；-扩散电动势 • 岩石颗粒表面对离子有吸附作用；-吸附电动势 • 泥浆滤液向地层中渗透作用。-过滤电动势
自然电位测井
自然电位的测量
自然电位SP的理论计算
自然电流： 测量的自然电位异常幅度值Usp：自然电流流过井内泥浆 柱电阻上的电位降：
1、 常规测井资料原理及应用
1. )电阻率测井电阻率测井 2. )自然电位测井 3. )声波测井 4. )伽马和密度测井 5. )补偿中子测井
电阻率测井
电法测井是地球物理测井中三大测井方法之一，它根据岩层电学性 质的差别，测量地层的电阻率、电导率或介电常数等电学参数，用来研 究地质剖面，判断岩性，划分油气水层，和其它方法一起研究储集层的 含油性、渗透性和孔隙性等性质。
a.主要类型
（2）微侧向(MLL)： 微电极测井中泥饼分流作用太大，测RXO不准确，采用聚焦原理，形 成微侧向测井。
（3）微球形聚焦(MSFL)： 微侧向MLL探测浅，受泥饼影响大。MSFL方法探测浅，又基本不受泥饼影 响，是目前最好的RXO测量方法。
（4）八侧向(LL8)： 以上均为贴井壁测量，LL8是不贴井壁测量Rxo的方法。它是在七侧 向电极系下方附近设屏流回路电极B1，在上方较远处设回路电极B2。
• 厚层可以用“半幅点” 确定地层界面。
地层电阻率的影响
• 含油气饱和度比较高的储集层，其电阻率比它完全含水时rsd明显升 高，SP略有下降。一般油气层的SP幅度略小于相邻的水层。Rt/Rm 增大，曲线幅度减小。
• 围岩电阻率Rs增大，则rsh增大，使自然电位异常幅度减小。
泥浆侵入带、井径的影响
b.电极系分类: 通常供电和测量共4个电极，一个在地面，井下三个组成电极系。 梯度：单电极到相邻成对电极的距离大于成对电极间的距离。 电位：单电极到相邻成对电极的距离小于成对电极间的距离。 梯度电极系进一步分为：底部(正装)梯度、顶部(倒装)梯度。
（1）普通电阻率测井原理及应用
c.曲线特点：
梯度：非对称，地层界面处出现极值(实测曲线中只有极大值明显， 底部梯度的极大值对应地层底界面)；层的代表值在中部平段； 电位：对称，层界面不明显，中部极值（层的代表值）。
通过用比较接近实际情况的地质模型和公式，使用经过环境校正的 多种测井信息，精确地计算地层矿物成分、泥质含量、孔隙度、油 气饱和度和渗透率等参数，对地层含油气情况作出评价，进行定量 解释。这个过程也被叫做“反演”。
正演：根据地层参数计算测井响应 反演：根据测井响应计算地层参数
常规测井仪器分别率和径向探测深度
• 在渗透性地层，泥浆滤液渗 入到地层孔隙中，使泥浆滤 液与地层水的接触面向地层 方向移动了一个距离。
• 侵入带的存在，相当于井径 扩大，因而使自然电位异常 幅度值降低。随着泥浆侵入 的增大，自然电位异常幅度 减小。
二.常规测井资料原理及应用
1）、电阻率测井 2）、自然电位测井 3）、声波测井 4）、伽马和密度测井 5）、补偿中子测井
（2）侧向电阻率测井原理及应用
c.双侧向测井与感应测井对比
②侧向与感应测井方法的选择原则
1. 泥浆电阻率较高时（高侵），感应测井好于侧向测井； 2. Rmf接近或小于Rw时或咸水泥浆（低侵），优先使用双侧向测井； 3. 高电阻率地层，侧向测井效果好； 4. 中低阻地层，感应测井好； 5. 高阻碳酸盐岩剖面或其它致密岩石剖面，选用侧向测井； 6. 中低电阻砂泥岩剖面用感应测井； 7. 考虑分层能力时，侧向好于感应； 8. 有时需要两者结合，同时使用。
• 岩性：泥岩“基线”，砂岩“异常”等；
• Rmf/Rw(或Cw/Cmf)：淡水泥浆时储层显示负异常，盐水泥浆时 显示正异常。
自然电位测井
地层厚度对自然电位的影响
• 当地层厚度h>4d时，自 然电位异常幅度近似等 于静自然电位；
• 当地层厚度h<4d时，自 然电位异常幅度小于静 自然电位，厚度越小， 差别越大。
• 在巨厚层，砂、泥岩层的截面积远大于井眼的截面积，故rsh<< rm、 rsd<< rm，则SP≈SSP；
• 厚的纯水层（rsd最小），SP最大，接近静自然电位SSP。
自然电位测井
自然电位的测量
• 将一个电极M放入井中，另一个电极N放在地面上接地，测量M电 极相对于N电极之间的电位差，便可进行自然电位测井；实际测井 中常在普通视电阻率测井时带测SP。
微球形聚焦MSFL
1）、电阻率测井 2）、自然电位测井 3）、声波测井 4）、伽马和密度测井 5）、补偿中子测井
自然电位测井
钻井后，由于电化学作用，自然产生多种电动势，包括扩散电动 势、扩散吸附电动势、过滤电动势等。但对自然电位测井起主要 作用的是扩散电动势和扩散吸附电动势，其它电动势一般可以忽 略。
• 自然电位测得的是相对电位值，即不同深度上的自然电位与地面 上某点的固定电位值之差。
自然电位测井
影响静自然电位SSP的因素
• 自然电位异常幅度值ΔSP与静自然电位SSP成正比； • 静自然电位SSP 决定于地层的岩性、泥浆和地层水的矿化度
（泥浆滤液电阻率Rmf 与地层水电阻率Rw 的比值Rmf/Rw） 以 及地层温度、厚度、井径和泥浆侵入深度等。因此这些因素都 会直接影响自然电位的异常幅度。其中岩性和Rmf/Rw影响最大：
电
度、地层水电阻率、含油饱和度等。
类
型
电子导电：矿物本身的自由电子导电
火成岩，少量的自由电子，电阻率高 金属矿物自由电子多、导电能力强、电阻率低 泥岩的导电能力强，粘土矿物表面有离子双电层
电阻率测井
地层电阻率与饱和度（含油性）的关系
石油几乎不导电，因此岩石含油时比含水时电阻率要高。孔隙中流体电 阻率对岩石电阻率影响很大。
2、有很大的测量范围，一般是 1-10000.m。
3、深侧向探测深度大约2.0m， 浅侧向76cm左右，双侧向能够 划分出0.4m厚的地层。
A0主电极 M1\M2及M1’\M2’监督电极； A1\A2及A1’\A2’屏蔽电极； 同时A2 \A2’为浅侧向回路； 记录I0和参考电极与监督电极间的电压V0
电阻率增大系数I; 实验研究：
I Rt / R0
(1)选用研究区的典型岩样，先测出Ro；
(2)然后逐渐压入石油,改变So，测Rt,得一组So(Sw)、Rt
实验结论: I与Sw在双对数坐标中近似直线关系,即
I b b
S
n w
(1 So )n
I

Rt R0

b
S
n w

b (1 So) n
d.探测范围：
梯度电极系：等于其电极距（AO），如M2.25A0.5B探测半径约为2.5m； 电位电极系：等于其电极距2倍（2AM），如N2.25M0.5A的探测半径约 为1.0m。 进套管深度；如何判断？？
e.影响因素：
泥浆电阻率、井径、围岩电阻率及其厚度； 不同的电极系、电极距，测量的曲线数值及形态不同；
历史与发展：
1927年9月，斯仑贝谢兄弟，法国，世界上第一次测井； 1939年12月，翁文波，四川巴县石油沟，我国第一次测 井； 经过几十年发展，主要经历了模拟-数字-成像三个阶段， 测井已成为一个主要提供技术服务的现代化高技术服务产 业。
测井解释
测井解释的目的： 就是把测井信息转变为尽可能反映地质原貌特征的地质信息，
（2）侧向电阻率测井原理及应用
d.聚焦电阻率测井资料应用
• 划分渗透层（侧向、感应曲线“半幅点”）； • 提供原状地层电阻率Rt； • 定性判断油水层（高侵、低侵，下页图示）； • 用于地层对比（感应比侧向效果好）； • 参与组合电阻率测井判断可动油气（深、中、浅电阻率对比）
（3）微电阻率测井原理及应用
侧向测井与感应测井是常 规测量原状地层电阻率的 主要方法，都采用了聚焦 工作方式。
侧向测井提出的主要原因: • 井眼中低阻泥浆分流作用
显著； • 泥浆侵入造成单条曲线难
以准确反映地层电阻率。
（2）侧向电阻率测井原理及应用
a.双侧向测井原理
1、深浅侧向同时测量，分别用32Hz 和128Hz的电流供电。用相应频率 的选频电路进行监督和测量。
探测特性： 探测半径：ML（4～10cm），MLL （5～10cm），MSFL（5cm） 分层能力：ML 5cm，MLL 5cm，MSFL 20cm
（3）微电阻率测井原理及应用
b.几种微电阻率电极系测井电流分布
微电极ML
微侧向MLL 相当于七侧向, 少2个屏蔽电极
A0主电极 M0参考电极， A1屏蔽电极 M1\M2监督 电极 参考电压不变 记录I0d和I1
声波测井
声波测井是以岩石等介质的声学特性为基础而提出的一类研究钻井 地质剖面、评价固井质量等问题的测井方法。主要包括声波速度测井、 声波幅度测井、声波全波列测井等。 声速测井（也称声波时差测井）通过测量声波在地层中的传播速度，确 定地层孔隙度、岩性及孔隙流体性质。声速测井是三种主要的岩性-孔隙 度测井方法之一。 声幅测井通过测量声波幅度的衰减变化来认识地层性质和水泥胶结情况。 全波列测井记录接收的全波列各成分的速度和幅度研究地层性质，可提 供更多信息。
（1）普通电阻率测井原理及应用
f.主要应用（定性应用为主）
地层对比：识别地层旋回特征，进行地层对比； 指示层界面：利用梯度曲线在层界面处的典型特征； 定位井壁取芯深度； 定性判断油气水层：一般淡水泥浆钻井情况下，高侵常指示水 层，低侵常指示油气层。（为什么？）
（2）侧向电阻率测井原理及应用
（2）侧向电阻率测井原理及应用
三侧向
A0主电极 A1\A2屏蔽电极，B回路电极（仪器表皮）
七侧向
A0主电极 M1\M2及M1’\M2’监督电极 A1\A2屏蔽电极，B回路电极（仪器表皮）