该公式对水层适用， 油气层和薄层计算 的Vsh偏高
意义
Rw是计算储层含油气饱和度的必要参数
Rw确定方法
直接法：试水 间接法：测井(电法测井、SP测井)
理论依据
SSP K lg Rmfe Rwe
Rmfe——等效泥浆滤液电阻率 Rwe——等效地层水电阻率
选择厚度较大、饱含水的纯砂岩层，将其ΔUsp 校正→SSP
d
曲线号码h/d 不同厚度地层自然电位理论曲线
地层厚度h↑→ΔUsp↑。
井径扩大↑→井的截面积加大↑→自然电流 在井内的电位降变小↓→ ΔUsp降低↓。
泥浆侵入地层→泥浆滤液与地层水的接触面 向地层内推移→其效果相当于井径扩大↑→ ΔUsp降低↓
自然电位曲线
判断渗透层 估计渗透层厚度 估算泥质含量 确定地层水电阻率
求纯水砂岩地层水电阻率Rw方法
1、确定静自然电位SSP
查
2、确定等效泥浆滤液电阻率Rmfe
图 版
3、确定地层水电阻率Rw
参见P13-17
注
意用SP法求地层水电阻率——要求地层有一定渗
透率、地层水成分是NaCl、泥浆电阻率不高、 过滤电位可忽略不计。无侵入效果较好。
已 知 含 水 纯 砂 岩 自 然 电 位 ΔUsp ＝ － 30mV ， 地 层 厚 度 h=3m ， 井 径 d=0.25m ， 砂 岩 层 电 阻 率 Rt=10.m，围岩（泥岩）电阻率Rs=2.5 .m， 泥 浆 电 阻 率 Rm=0.5 .m ， 泥 浆 密 度 m=1.44g/cm3，地层温度t=85C，无侵入。
书中P8（1－8）式可写成：
U sp
1
SSP Rsd Rsh
Rm
地层较厚时，由于岩层的截面积比井的截面积大 得多，所以，砂岩和泥岩对自然电流的电阻Rsd、 Rsh比泥浆柱的电阻Rm小得多。此时，对于纯砂岩 来讲， ΔUsp≈SSP。
当地层电阻率增高时， Rsd、Rsh与Rm比较不能忽 略，则ΔUsp<SSP。即地层电阻率↑→ΔUsp↓。
P12→(1-12)
PSP——泥质砂岩假静自然电位 SSP——厚的纯水砂岩层的静自然电位
现场应用：以泥岩的SPsh为基线，分别读出(含泥）砂岩的 自然电位SP和厚的纯水砂岩层的自然电位SPsd，则有：
SSP SPsd SPsh；PSP SP SPsh
计算机 常用Psh
SSP的大小主要取决于岩性、温度、地层水和泥浆中所 含离子成分、泥浆滤液电阻率与地层水电阻率之比。
自然电流I的分布主要取决于介质的电阻率、地层厚度、 井径大小。
扩散电动势
Ed＝k d
lg
Cw Cmf
扩散吸附电动势
Eda

K da
lg
Cw Cmf
以泥岩为基线 当Cw>Cmf时，砂岩段出现自然电位负异常 当Cw<Cmf时，砂岩段出现自然电位正异常 当Cw＝Cmf时，不产生自然电场电动势，自然电
自然电位曲线特征
单个 砂岩层
曲线对地层中点对称，地层中点处 异常值（ ΔUsp）最大
地层愈厚，ΔUsp愈接近SSP
地层厚度变小， ΔUsp也随之变小，曲线顶部变尖， 根部变宽
地层厚度达到h/d>4时，自然电位的半幅点对应地 层界面。厚地层可用半幅点确定地层界面
地层变薄时，对应地层界面的自然电位值向曲线顶 部移动。此时不能用半幅点确定地层界面
图中CE连线=砂岩厚度
厚
储
h
层
h h
薄储层
泥质
分散 泥质
层状 泥质
结构 泥质
一般把泥质砂岩中的细粉砂和湿粘土的 混合物叫做泥质 泥质分散在砂岩颗粒间孔隙的表面
泥质在砂岩中呈条带状
泥质颗粒代替了某些砂岩颗粒的位置
泥质的含量及其存在状态对砂岩产生的扩散吸附电动势 有直接影响→可以泥岩自然电位曲线估算泥质含量。
自然电位曲线特征
ab段——泥岩基线 c点——半幅点 d点——地层中部
砂泥岩剖面中
Rw<Rmf 时，以泥岩为 基线，渗透层会出现 负异常；
渗透层（砂岩）越纯， 负异常越大；
泥质含量增加，负异 常幅度变低。
自然电位曲线与自然伽 马曲线配合，划分渗透 层的界面非常有效
确定渗透层界面——半 幅点法
薄层 厚层 图中CE连线>砂岩厚度
求地层水电阻率Rw。
本节要点
位没有异常
以泥岩为基线，砂质岩层自然电位常出现异常变化。
当目的层为纯砂岩时，它与围岩交界处SSP达到最 大值SSPmax。
当温度在18C时：
SSP SSPmax Ed Eda
(11.6 58) lg Rmf 69.6 lg Rmf
Rw
Rw
目的层含泥质时，SSP降低，自然电位异常幅度减小。
Ed和Eda由离子的扩散吸附形成，故当泥浆和地 层水中的化学成分不同时，其所含离子不同，导 致溶液中离子数的差异，不同离子的离子价和迁 移率又不同，这就直接影响扩散吸附电动势系数， 最终使得Ed和Eda变化。
18°C时几种盐溶液的Kd值
溶质 NaCl NaHCO3 CaCl2 MgCl2 Na2SO4 KCl Kd(Mv) -11.6 2.2 -19.7 -22.5 5 -0.4
剖面上泥岩性质变化（Qv变化）时，自然电位基线会 偏移。
绝对温度
Ed
U (xm ) U (xw)
zvu z 2vu
zvu z2vu
RT F
ln
Cmf Cw
P3
Qv→∞时：
Kda

2.3
RT zF
P5→(1-3)
显然，Ed、Eda都和绝对温度T成正比。
估算泥质含量方法
间接法 直接法
直接法
把某地区各种含泥质的砂岩经取样测定， 直接建立自然电位幅度ΔUsp(和相对自然 电位Tsp）与泥质含Vsh的相关关系
Tsp

U sp SPmax

f (Vsh )
P11
SPmax——本地区标准层（一般纯砂岩）的自然电位幅度
间接法
经验公式
Vsh
1
PSP SSP
绪言 第一节 SP的成因 第二节 SP的影响因素 第三节 SP曲线特征及其应用
1、自然电位、静自然电位的概念 2、井下自然电位产生机理
不同井眼和地层条件对所测的自然电位幅度影 响很大。因此，在应用其资料时，必须考虑其 影响因素，否则将影响解释精度。
自然电位的幅度、特点主要取决于自然电场的静自然 电位SSP和自然电流I的分布。