第三章-自然電位測(cè)井解析教學(xué)課件

地球物理測(cè)井課件2020/10/161第三章自然電位測(cè)井1.自然電場(chǎng)的產(chǎn)生2.自然電位測(cè)井及曲線特征3.影響因素4.自然電位曲線應(yīng)用2020/10/162第三章自然電位測(cè)井

在井內(nèi)及井的周圍，由于巖礦石的自然電化學(xué)活動(dòng)性，存在著一系列產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的物理—化學(xué)過(guò)程，這種現(xiàn)象稱為自然極化。研究表明，它是在鉆開巖層時(shí)井壁附近產(chǎn)生的電化學(xué)活動(dòng)而造成的電場(chǎng)，該場(chǎng)的分布決定于井孔剖面的巖層性質(zhì)，把這個(gè)場(chǎng)叫自然電場(chǎng)。沿井軸測(cè)量記錄自然電位變化曲線，用以區(qū)別巖性，這種測(cè)井方法叫自然電位測(cè)井。由于自然電位曲線在滲透層處有明顯的異常顯示，因此它是劃分和研究?jī)?chǔ)集層的重要方法之一。2020/10/1631.自然電場(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，在井壁附近兩種不同礦化度的溶液接觸產(chǎn)生電化學(xué)過(guò)程，結(jié)果產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)造成自然電場(chǎng)。在石油井中自然電場(chǎng)主要是由擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)和擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)組成的。2020/10/1641.自然電場(chǎng)的產(chǎn)生

一、擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生用一個(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的NaCl溶液，溶液濃度分別為Cw和Cm且Cw>Cm，溶液中各放入一個(gè)電極，并以導(dǎo)線與表頭連接。我們會(huì)觀察到表頭指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明在接觸面附近有電位差存在。這是因?yàn)閮煞N不同濃度的NaCl溶液接觸時(shí)，存在著使?jié)舛冗_(dá)到平衡的自然趨勢(shì)，即高濃度溶液中的離子受滲透壓的作用要穿過(guò)滲透性隔膜遷移到低濃度溶液中去，這叫離子擴(kuò)散。2020/10/1651.自然電場(chǎng)的產(chǎn)生

一、擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生2020/10/1661.自然電場(chǎng)的產(chǎn)生

一、擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生從表中看出氯離子遷移率大于鈉離子遷移率，因此，擴(kuò)散使低濃度溶液中氯離子相對(duì)增多，形成負(fù)電荷富集，而高濃度一方鈉離子相對(duì)增多形成正電荷富集。此時(shí)氯離子受接觸面附近電荷富集帶的負(fù)電荷的排斥其遷移速度減慢；相反鈉離子的遷移速度加快，這就使電荷的富集速度減慢，當(dāng)接觸面附近的電荷富集帶使正、負(fù)離子遷移速度相同時(shí)，電荷富集停止，但離子還在擴(kuò)散，這叫動(dòng)平衡。此時(shí)接觸面附近的電動(dòng)勢(shì)保持一定值，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)叫擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)，記作Ed。2020/10/1671.自然電場(chǎng)的產(chǎn)生

一、擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生式中R—克分子氣體常數(shù)，等于8.313J/K；T—絕對(duì)溫度，K；F—Farady常數(shù)．等于96500C/equiv；n+和n-—每個(gè)分子離解后形成的正離子數(shù)和負(fù)離子數(shù)；n和v—正離子和負(fù)離子的遷移率，單位是m2﹒s﹒equiv-1或s/（m﹒N）；Z+和Z-—正離子和負(fù)離子的離子價(jià)；Cw和Cm—兩種溶液的濃度。2020/10/1681.自然電場(chǎng)的產(chǎn)生

一、擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生在砂泥巖剖面井中純砂巖井段，井壁附近地層水和泥漿濾液接觸，且二者礦化度（即濃度）不同而產(chǎn)生擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)Ed式中Cw—地層水礦化度；Cmf—泥漿濾液礦化度。在礦化度比較低的情況下，溶液的電阻率與溶液的礦化度有線性關(guān)系，式中Rmf—泥漿濾液電阻率；Rw—地層水電阻率。2020/10/1691.自然電場(chǎng)的產(chǎn)生

一、擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生令Kd=Kd叫擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)系數(shù)。在溫度為18℃時(shí)，氯化鈉溶液的Kd值為-11.6mV。其他溫度的Kd值可用上式計(jì)算。2020/10/16101.自然電場(chǎng)的產(chǎn)生

二、擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生用泥巖隔膜將玻璃缸內(nèi)的兩種不同濃度的NaCl溶液分開，兩種濃度溶液在此接觸面處產(chǎn)生離子擴(kuò)散，擴(kuò)散方向總是從濃度大的Cw一方向濃度小的Cm一方。由于泥巖隔膜中的陽(yáng)離子交換作用，使孔隙內(nèi)溶液中的陽(yáng)離子居多，擴(kuò)散結(jié)果在濃度小的一方富集了大量的正電荷而帶正電，濃度大的一方帶負(fù)電。2020/10/16111.自然電場(chǎng)的產(chǎn)生

二、擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生這樣就在泥巖隔膜處形成了擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)，記作Eda，其表達(dá)式為式中Kda為擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)系數(shù)。它與巖層的泥質(zhì)陽(yáng)離子交換能力Qv有關(guān)。在Qv接近極限值的情況下，巖石孔隙中只有正離子參加擴(kuò)散，可看作氯離子遷移率為零的擴(kuò)散這是擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)系數(shù)的上限Kdamax，在溫度為18℃時(shí)，Kdamax=58.0mV，Kdamin=-11.6mV，一般情況下Kda介于兩者之間。2020/10/16121.自然電場(chǎng)的產(chǎn)生

二、擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生在砂泥巖剖面中的泥巖井段，井壁是礦化度不同的地層水和泥漿濾液接觸面，在此產(chǎn)生擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)井壁附近地層水和泥漿濾液的礦化度都較低，且Cw>Cm,此外組成自然電場(chǎng)的還有過(guò)濾電動(dòng)勢(shì)，這種電動(dòng)勢(shì)是在壓力差作用下，泥漿濾液向地層中滲入時(shí)產(chǎn)生的。只有在壓力差很大時(shí)，產(chǎn)生的過(guò)濾電動(dòng)勢(shì)才是不可忽略的，但一般鉆井時(shí)要求泥漿柱壓力只能稍大于地層壓力，因此一般井內(nèi)過(guò)濾電動(dòng)勢(shì)的作用可忽略不計(jì)。2020/10/16131.自然電場(chǎng)的產(chǎn)生

二、擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生由于擴(kuò)散和吸附作用，在砂巖井壁上出現(xiàn)擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)，在泥巖井壁上出現(xiàn)了吸附電動(dòng)勢(shì)，這些電動(dòng)勢(shì)通過(guò)砂巖、泥巖和井液放電，從而在砂巖、泥巖和井液接觸部位產(chǎn)生自然電流。在閉合自然電流回路上，擴(kuò)散和吸附電動(dòng)勢(shì)是串聯(lián)的。2020/10/16141.自然電場(chǎng)的產(chǎn)生

三、電極極化作用金屬電極處于自身鹽類的電解質(zhì)中時(shí)，它的金屬離子就可以離開電極進(jìn)入溶液成為離子狀態(tài)，電極帶負(fù)電；溶液中的金屬離子接近電極時(shí)，也可以沉淀到電極表面上，電極便帶正電。當(dāng)這兩個(gè)過(guò)程達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，在固相（金屬電極）與溶液（液相）的分界面上形成電位躍。這種作用稱為電極極化作用，而金屬電極相對(duì)溶液的電位（即兩相界面上的電位差）稱為金屬電極的電極電位。一般井液中幾乎不含礦體離子，所以在金屬礦層處，礦體很快將自己的金屬離子授給井液而本身帶負(fù)電，結(jié)果在井壁形成電動(dòng)勢(shì)。在礦層與井液或礦層與圍巖地層水接觸的分界面上，由于氧化—還原作用，也形成電動(dòng)勢(shì)（氧化—還原電動(dòng)勢(shì)）2020/10/1615進(jìn)行自然電位測(cè)井時(shí)，將測(cè)量電極N放在地面，M電極用電纜送至井下，提升M電極沿井軸測(cè)量自然電位隨井深的變化曲線，該曲線叫自然電位曲線（常稱之為SP曲線）。實(shí)際測(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1-4。M電極是普通電阻率測(cè)井（亦叫視電阻率測(cè)井）和自然電位測(cè)井公用的測(cè)量電極。2.自然電位測(cè)井及曲線特征

2020/10/1616視電阻率測(cè)井時(shí)由供電電極供電所形成的人工電場(chǎng)是低頻脈動(dòng)直流場(chǎng)，而自然電場(chǎng)是直流場(chǎng)，這樣只要在視電阻率測(cè)量道上加一個(gè)隔直元件C，阻隔自然電位進(jìn)入該道而不受干擾；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(guò)，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。使M電極同時(shí)接收到的兩個(gè)場(chǎng)的電位信號(hào)分離互不干擾。單獨(dú)進(jìn)行自然電位測(cè)井是極少的。2.自然電位測(cè)井及曲線特征

2020/10/1617由自然電場(chǎng)分布特征可以看出在砂巖和泥巖交界處自然電位有明顯的變化，變化的幅度與Ed和Eda有關(guān)。在相當(dāng)厚的純砂巖和純泥巖交界面附近的自然電位變化最大，它是產(chǎn)生自然電場(chǎng)的總電動(dòng)勢(shì)E總。E總=Ed—Eda=Klg2.自然電位測(cè)井及曲線特征

式中K為自然電位系數(shù)。通常把E總叫作靜自然電位記作SSP。2020/10/1618此時(shí)Ed的幅度稱砂巖線，Eda的幅度叫泥巖線。實(shí)際測(cè)井中以泥巖線作自然電位測(cè)井曲線的基線（即零線），在18℃時(shí)的純砂巖層處的SSP=—69.6lgRmf/Rw，井中巨厚的純砂巖層井段的自然電位幅度近似認(rèn)為是SSP。靜自然電位的變化范圍在含淡水巖層的+50mV到含高礦化度鹽水巖層的—200mV之間。2.自然電位測(cè)井及曲線特征

2020/10/1619按照?qǐng)D1-5(b)中等效電路，假設(shè)自然電流I所流經(jīng)的泥漿、砂巖、泥巖各段等效電阻分別為rm、rsd、rsh，根據(jù)Kirchhoff定律得：SSP=Irm＋I(xiàn)rsd＋I(xiàn)rsh2.自然電位測(cè)井及曲線特征

自然電流I=在砂巖層為有限厚時(shí)，它的自然電位幅度△Usp2020/10/1620自然電位測(cè)井理論曲線，它是在上、下圍巖相同，目的層巖性不變，六種厚度不同的地層模型中經(jīng)理論計(jì)算得到的一族曲線。其曲線特點(diǎn)：曲線對(duì)地層中點(diǎn)對(duì)稱；厚地層（(h>4d）的自然電位曲線幅度值近似等于靜自然電位，且曲線的半幅點(diǎn)深度正對(duì)著地層的界面，隨著厚度的變小對(duì)著界面的曲線幅度值離開半幅點(diǎn)向曲線峰值移動(dòng)；地層中點(diǎn)取得曲線幅度的最大值，隨地層的變薄極大值隨之減小且曲線變得平緩。2.自然電位測(cè)井及曲線特征

2020/10/1621實(shí)測(cè)曲線與理論曲線特點(diǎn)基本相同，由于測(cè)井時(shí)受多方面因素的影響實(shí)測(cè)曲線不如理論曲線規(guī)則（見圖1-7)。使用自然電位測(cè)井曲線時(shí)應(yīng)注意：它沒(méi)有絕對(duì)零點(diǎn)，是以厚層泥巖井段的自然電位幅度作基線；曲線上方標(biāo)有帶極性符號(hào)的橫向比例尺，它與曲線的相對(duì)位置，不影響自然電位幅度的讀數(shù)。自然電位幅度△Usp的讀數(shù)是基線到曲線極大值之間的寬度所代表的毫伏數(shù)。2.自然電位測(cè)井及曲線特征

2020/10/1622實(shí)測(cè)曲線與理論曲線特點(diǎn)基本相同，由于測(cè)井時(shí)受多方面因素的影響實(shí)測(cè)曲線不如理論曲線規(guī)則（見圖1-7)。使用自然電位測(cè)井曲線時(shí)應(yīng)注意：它沒(méi)有絕對(duì)零點(diǎn)，是以厚層泥巖井段的自然電位幅度作基線；曲線上方標(biāo)有帶極性符號(hào)的橫向比例尺，它與曲線的相對(duì)位置，不影響自然電位幅度的讀數(shù)。自然電位幅度△Usp的讀數(shù)是基線到曲線極大值之間的寬度所代表的毫伏數(shù)。2.自然電位測(cè)井及曲線特征

2020/10/1623在泥巖層中，SP曲線通常接近一條直線，即所謂泥巖基線。在滲透性地層，Sp偏離泥巖基線，當(dāng)?shù)貙酉喈?dāng)厚時(shí)，曲線將達(dá)到一個(gè)基本固定的偏移幅度，定義為砂巖線。偏移可以向左（負(fù)的）或者向右（正的），主要取決于地層水礦化度大于泥漿濾液礦化度，則曲線向左偏轉(zhuǎn)，礦化度的關(guān)系相反，偏移則向右偏。2.自然電位測(cè)井及曲線特征

2020/10/1624在砂泥巖剖面中鉆井，一般為淡水泥漿鉆進(jìn)（Cw>Cmf)，故在砂巖滲透層井段自然電位曲線出現(xiàn)明顯的負(fù)異常；在鹽水泥漿井中（Cw<Cmf)，則滲透層井段出現(xiàn)正異常，這是識(shí)別滲透層的重要特征，因此自然電位測(cè)井曲線得到廣泛的應(yīng)用。2.自然電位測(cè)井及曲線特征

2020/10/1625SP曲線上的任何一點(diǎn)的斜率和該店深度上井內(nèi)泥漿中的SP的電流強(qiáng)度成正比。自然電位曲線的幅度和形狀，首先取決于自然電動(dòng)勢(shì)的大小，其次和自然電流分布有關(guān)，而自然電流的分布受節(jié)制的電阻率和幾何形狀和體積大小等因素控制。E總的大小取決于巖性、地層溫度、地層水和泥漿中所含離子成分及泥漿濾液電阻率與地層水電阻率之比。而自然電流I的分布則決定于流經(jīng)路徑中介質(zhì)的電阻率及地層厚度和井徑的大小。這些因素對(duì)自然電位幅度及曲線特點(diǎn)均有影響，但影響有主次之分。3.影響因素2020/10/1626一、地層水和泥漿濾液中含鹽濃度比值的影響3.影響因素地層水和泥漿濾液中含鹽量的差異是造成自然電場(chǎng)中擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)Ed和擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)Eda的基本原因。Ed和Eda決定于Cw/Cmf值。以泥巖作基線，當(dāng)Cw>Cmf時(shí)，在SP曲線上砂巖層段則出現(xiàn)負(fù)異常，即離開基線向橫向比例尺標(biāo)有“一”號(hào)方向偏移的曲線變化；當(dāng)Cw<Cmf時(shí)，砂巖層段則出現(xiàn)正異常，即從基線向橫向比例尺標(biāo)有“十”號(hào)方向偏移的曲線變化；當(dāng)Cw=Cmf時(shí)，沒(méi)有造成自然電場(chǎng)的電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。在一定的范圍內(nèi)，Cw和Cmf差別大，造成自然電場(chǎng)的電動(dòng)勢(shì)高，曲線變化明顯。2020/10/1627二、巖性的影響3.影響因素在砂泥巖剖面中，自然電位曲線以泥巖為基線，只有在砂質(zhì)滲透性巖層處才出現(xiàn)自然電位曲線異常。目的層為較厚的純砂巖時(shí)，它與圍巖之間的E總達(dá)到最大即靜自然電位，此時(shí)在自然電位曲線上出現(xiàn)最大的負(fù)異常幅度。在其他條件均不改變的情況下，若目的層含有泥質(zhì)時(shí)，E總會(huì)隨目的層泥質(zhì)含量的增加而下降，因而所測(cè)曲線的幅度也隨之減小。此外在剖面上由于部分泥巖的陽(yáng)離子交換能力減弱會(huì)產(chǎn)生基線偏移，滲透層的自然電位曲線異常幅度也會(huì)相對(duì)變低。2020/10/1628二、巖性的影響3.影響因素隨著電阻率增大時(shí)，自然電位幅值減??；地層越薄時(shí)，自然電位幅值越小。2020/10/1629二、巖性的影響3.影響因素巖層傾角的影響當(dāng)傾角小于45度時(shí)，巖層的傾斜會(huì)使自然電位曲線的幅值減小，在巖層地界面上出現(xiàn)不大的“臺(tái)階”，隨著傾角的增大，曲線幅值越來(lái)越小，“臺(tái)階”越來(lái)越明顯。當(dāng)傾角大于45度時(shí)，自然電位出現(xiàn)雙峰值，正對(duì)巖層中心的自然電位值反而減小。2020/10/1630二、巖性的影響3.影響因素實(shí)線表示實(shí)測(cè)的自然電位幅值；虛線表示把兩層看作一層是對(duì)應(yīng)的自然電位幅值。夾層越大，自然電位幅值越小；薄層越多，產(chǎn)生的幅值越低。2020/10/1631三、溫度的影響3.影響因素同樣巖性的巖層，由于埋藏深度不同，產(chǎn)生的自然電位曲線幅度有差異。為了研究溫度對(duì)自然電位的影響程度常需計(jì)算出地層溫度t℃時(shí)的Kd和Kda值。為計(jì)算方便，先計(jì)算出18℃時(shí)的Kd和Kda值，然后用下式可計(jì)算出任何地層溫度t℃時(shí)的Kda值。Kda=Kda∣t=18℃

式中Kda∣t=18℃為溫度為18℃時(shí)的擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)系數(shù)；t為地層溫度。Kd的溫度換算公式與Kda的形式相同。異常幅度也會(huì)相對(duì)變低。2020/10/1632四、地層水和泥漿濾液中含鹽性質(zhì)的影響3.影響因素地層水和泥漿濾液內(nèi)所含鹽類不同，則溶液中所含離子不同，不同離子的離子價(jià)和遷移率均有差異，直接影響Kd和Kda值。在純砂巖井段，溶液中所含化學(xué)成分改變時(shí)，擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Kd也隨之改變，參見表1-2，因此不同溶質(zhì)的溶液，即使在其他環(huán)境條件都相同的情況下，所產(chǎn)生的Ed值各異。2020/10/1633五、地層電阻率的影響3.影響因素當(dāng)井內(nèi)各部分電阻率相差不大且地層很厚時(shí)，公式（1-12)中的rsd和rsh均比rm小得多而可以忽略，此時(shí)△Usp≈SSP。當(dāng)目的層電阻率很高時(shí)rsh與rm相比已不可忽視，此時(shí)△Usp<SSP，地層的電阻率越高則AUsp越低。根據(jù)這一特點(diǎn)可以用自然電位幅度的差異定性地分辨油水層。2020/10/1634六、地層厚度的影響3.影響因素自然電位曲線的幅度△Usp隨著地層厚度變薄而減小，且曲線變得平緩。這是由于隨著地層的變薄，自然電流經(jīng)過(guò)的地層的截面變小，使得公式（1-12）中的、增大而使△Usp降低。2020/10/1635七、井徑擴(kuò)大和泥漿侵入的影響3.影響因素井徑擴(kuò)大使井的截面加大，式（1-12）中的井的等效電阻rm隨之減小，致使△Usp減小。在有泥漿侵入的滲透層井段所測(cè)的△Usp比同樣滲透層沒(méi)有泥漿侵入（或侵入極淺）時(shí)所測(cè)的△Usp要低。這是由于泥漿侵入的結(jié)果使地層水和泥漿濾液的接觸面向地層內(nèi)部推移（這相當(dāng)于產(chǎn)生自然電場(chǎng)的場(chǎng)源與測(cè)量電極M之間的距離增大）的緣故。侵入越深△Usp越低。2020/10/1636七、井徑擴(kuò)大和泥漿侵入的影響3.影響因素井徑擴(kuò)大使井的截面加大，式（1-12）中的井的等效電阻rm隨之減小，致使△Usp減小。在有泥漿侵入的滲透層井段所測(cè)的△Usp比同樣滲透層沒(méi)有泥漿侵入（或侵入極淺）時(shí)所測(cè)的△Usp要低。這是由于泥漿侵入的結(jié)果使地層水和泥漿濾液的接觸面向地層內(nèi)部推移（這相當(dāng)于產(chǎn)生自然電場(chǎng)的場(chǎng)源與測(cè)量電極M之間的距離增大）的緣故。侵入越深△Usp越低。2020/10/1637一、劃分滲透性巖層4.自然電位曲線應(yīng)用在淡水泥漿的砂泥巖剖面井中，自然電位測(cè)井曲線以大段泥巖層部分的自然電位曲線為基線，此時(shí)出現(xiàn)負(fù)異常的井段都可認(rèn)為是滲透性巖層，其中的純砂巖井段出現(xiàn)最大的負(fù)異常；含泥質(zhì)的砂巖負(fù)異常幅度變低，而且隨泥質(zhì)含量的增多而異常幅度下降。此外△USP還決定于砂巖滲透層孔隙中所含流體的性質(zhì)，一般含水砂巖的自然電位幅度△USP比含油砂巖的自然電位幅度△U油SP要高。如圖1-8中，同一砂巖層中上部含油下部含水時(shí)，自然電位曲線上表明了上述結(jié)論。2020/10/1638一、劃分滲透性巖層4.自然電位曲線應(yīng)用在淡水泥漿的砂泥巖剖面井中，自然電位測(cè)井曲線以大段泥巖層部分的自然電位曲線為基線，此時(shí)出現(xiàn)負(fù)異常的井段都可認(rèn)為是滲透性巖層，其中的純砂巖井段出現(xiàn)最大的負(fù)異常；含泥質(zhì)的砂巖負(fù)異常幅度變低，而且隨泥質(zhì)含量的增多而異常幅度下降。此外△USP還決定于砂巖滲透層孔隙中所含流體的性質(zhì)，一般含水砂巖的自然電位幅度△USP比含油砂巖的自然電位幅度△U油SP要高。如圖1-8中，同一砂巖層中上部含油下部含水時(shí)，自然電位曲線上表明了上述結(jié)論。2020/10/1639二、劃分巖性剖面4.自然電位曲線應(yīng)用自然電位主要由地層的巖性（粒度、分選性、泥質(zhì)含量）有關(guān)，可以用曲線來(lái)分析巖性的變化，劃分鉆孔的地質(zhì)剖面。在自然電位曲線解釋中，通常取厚層泥巖（或粘土）上的自然電位曲線為基線。在地層水礦化度大于井液礦化度的情況下，在碎屑巖地層上自然電位曲線顯示出負(fù)異常，并且負(fù)異常的幅值按以下順序遞減：粗砂巖—中砂巖—細(xì)砂巖—粉砂巖—泥巖（或粘土巖）。利用自然電位曲線可以有效劃分出各種碎屑巖地層及泥巖地層。2020/10/1640二、劃分巖性剖面4.自然電位曲線應(yīng)用在識(shí)別出滲透層后，可用“半幅點(diǎn)”法確定滲透層的界面位置。首先確定基線，找出基線與自然電位幅度極大值之間的二等分點(diǎn)P，過(guò)P點(diǎn)作平行于井軸的直線與自然電位曲線相交于a、b點(diǎn)，a、b點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)滲透層的頂、底界面深度位置，分別記作Ha和Hb。用兩個(gè)界面的深度差可計(jì)算出滲透層厚度h=Hb-Ha，當(dāng)滲透層厚度滿足于h/d>4時(shí)，半幅點(diǎn)法是可信的，地層越厚精度越高。薄滲透層一般是以微電極系或短電極距的視電阻率曲線為主配合以自然電位曲線來(lái)劃分滲透層界面。2020/10/1641三、劃分礦層4.自然電位曲線應(yīng)用在金屬礦、煤田等測(cè)井中，自然電位曲線可以用來(lái)配合其他測(cè)井曲線劃分礦層，確定礦層深度，并了解礦層的結(jié)構(gòu)。通常，在金屬硫化物、石墨以及高碳化的煤層上，都能看見明顯的自然電位異常。因此，用自然電位曲線來(lái)劃分這些礦層，一般能取得較好的地質(zhì)效果。2020/10/1642三、劃分礦層4.自然電位曲線應(yīng)用圖為遼寧某多金屬礦區(qū)自然電位曲線。該礦體位于碳酸鹽巖層中，圍巖簡(jiǎn)單，但侵染發(fā)育，礦石成分以黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦為主，呈致密狀及侵染狀。礦層上，自然電位曲線顯示出幅值達(dá)100—200MV的正異常。根據(jù)自然電位曲線，可以確定礦層的富集帶的位置。同時(shí)，自然電位幅值的變化正反映了該層上下部分金屬礦物含量的貧富變化。在某些情況，如在高阻圍巖中的稀疏侵染狀礦體，在低硫化煤層和褐煤層上，自然電位異常往往很小，甚至沒(méi)有異常。2020/10/1643四、確定砂巖的粒度中值4.自然電位曲線應(yīng)用在石油、煤、石膏等沉積礦產(chǎn)的研究中，砂巖的粒度中值Md是一個(gè)重要的成因參數(shù)。知道了粒度中值，就可以更好的劃分不同粒級(jí)的砂巖層。經(jīng)驗(yàn)表明，在砂—泥剖面中，自然電位測(cè)井曲線的相對(duì)值△SP與砂巖的粒度中值Md之間普遍存在指數(shù)相關(guān)關(guān)系，即Md=AA、K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)△SP=（SP-SPsh）/（SPsd-SPsh）SPsh、SPsd分別為厚層純泥巖和純砂巖的自然電位幅值，sp為解釋層的自然電位幅值。兩邊取對(duì)數(shù)lgMd=lgA+Klge﹒△SPLgMd=C0+C1﹒△SP這就是粒度中值的經(jīng)驗(yàn)公式。在工作區(qū)，對(duì)已知樣品進(jìn)行一元線性回歸分析，可以確定常數(shù)C0和C1的具體數(shù)值，用此公式，根據(jù)解釋層的△SP值

估計(jì)出該層的粒度中值。2020/10/1644五、估計(jì)泥質(zhì)含量4.自然電位曲線應(yīng)用

鑒于砂巖的自然電位異常幅值與其泥質(zhì)含It之間有著較密切的相關(guān)關(guān)系，在側(cè)井解釋中已經(jīng)提出了根據(jù)砂巖息的自落電位異常幅值來(lái)確定其泥質(zhì)含量的多種方法。這僅介紹其中較常用的一種方法。在其他條件不變的情況下，砂巖的自然電位異常幅值隨其泥質(zhì)含量的增大而減小?？梢越频貙⑸皫r的自然電位異常幅值SP與其泥質(zhì)含量（體積含量）Q之間的關(guān)系看作是線性關(guān)系，即SP=a+bQ對(duì)子純砂巖，Q=0，故SPsd=a；對(duì)于純泥巖，Q=1，故SPsh=a十b，或者，b=SPsh-a=SPsh-SPsd。由此得到SP=SPsd十（SPsh-SPsd）Q即Q=（SP-SPsd）/（SPsh-SPsd）SP是在厚層砂巖年層上測(cè)得的自然電位上異常幅值；SPsd和SPsh分別為厚層純砂巖和純泥巖上測(cè)得的自然電位異常幅值。2020/10/1645五、估計(jì)泥質(zhì)含量4.自然電位曲線應(yīng)用Q=（SP-SPsd）/（SPsh-SPsd）SP是在厚層砂巖年層上測(cè)得的自然電位上異常幅值；SPsd和SPsh分別為厚層純砂巖和純泥巖上測(cè)得的自然電位異常幅值。2020/10/1646六、確定地層水電阻率Rw4.自然電位曲線應(yīng)用在評(píng)價(jià)油氣儲(chǔ)集層時(shí)，經(jīng)常要以巖層的孔隙度、含油飽和度等重要參數(shù)作依據(jù)。在求地層水電阻率Rw時(shí)，要選擇剖面中較厚的飽含水的純凈砂巖層。讀出該層的自然電位幅度△USp，并根據(jù)泥漿資料確定泥漿濾液電阻率Rmf，根據(jù)式（1-9）中關(guān)系可以求出Rw值。這對(duì)于低礦化度的地層水和泥漿濾液來(lái)說(shuō)，所得到的Rw是正確的。但當(dāng)上述溶液礦化度較高時(shí)，由于礦化度與溶液電阻率不是線性關(guān)系、如果仍用式（1-9）中關(guān)系求Rw則會(huì)產(chǎn)生誤差。為此引入“等效電阻率”概念，即不論溶液礦化度范圍，溶液的等效電阻率和溶液的礦化度總是保持線性關(guān)系，此時(shí)公式（1-9）可改寫為SSP=Klg(1-15)式中Rmfe為泥漿濾液等效電阻率，Rwe為地層水等效電阻率。式（1-15)適用于任何礦化度的溶液，但求出的結(jié)果是地層水等效電阻率Rwe，然后再用SP-2圖版求出Rw。2020/10/1647六、確定地層水電阻率Rw4.自然電位曲線應(yīng)用1確定含水層的靜自然電位值SSP如果所選含水層相當(dāng)厚。無(wú)侵入，而且目的層與圍巖和泥漿的電阻率相差不大時(shí)，可以直接讀出該含水層的自然電位幅度值△Usp近似作為SSP使用。如果含水層不滿足上述條件