测井原理总结sp曲线.doc

1:SP测井曲线的特征及影响因素
(2)曲线特征

a.曲线对地层中点对称，地层中点处异常值最大；
b.厚地层（h＞4d）的自然电位曲线幅度ΔUsp近似等于SSP，曲线的半幅值点深度正对应着地层界面，因此可用半幅点法确定地层界面；
c.随地层厚度的变小，自然电位曲线幅度ΔUsp下降，，曲线顶部变尖，底部变宽，ΔUsp
小于SSP，而且界面位置离开.半幅值点向曲线峰值移动。

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2使用自然电位测井曲线时应注意的几个问题：
⑴自然电位测井曲线没有绝对零点，而是以泥岩井段的自然电位幅度作基线，曲线上方标有带极性符号的横向比例尺，它与曲线的相对位置，不影响自然电位幅度的读数。
⑵自然电位幅度ΔUsp的读数是基线到曲线极大值之间的宽度所代表的毫伏数。
⑶在砂泥岩剖面井中，一般为淡水泥浆钻进(Cw>Cmf)，在砂岩渗透层井段自然电位曲线出现明显的负异常；
在盐水泥浆井中(Cw<Cmf)，则渗透层井段出现正异常，这是识别渗透层的重要特征。

3、影响因素
Es的大小取决于岩性、地层温度、地层水和泥浆中所含离子成分以及泥浆滤液电阻率与地层水电阻率之比。
自然电流I的分布则决定于流经路径中介质的电阻率及地层厚度和井径的大小。

A、地层温度的影响

式中Kd|t=18℃为温度为18℃时的扩散电动势系数；t为地层温度。Ka的温度换算公式与Kd的形式相同。
B、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值的影响
ΔUsp主要取决于自然电场的总电动势SSP。显然，ΔUsp与SSP成正比，而SSP的大小取决于岩性和Cw／Cmf。因此，在一定的范围内，Cw和Cmf差别大，造成自然电场的电动势高，曲线变化明显。
C、地层水和泥浆滤液中含盐性质的影响
地层水和泥浆滤液内所含盐类不同，则溶液中所含离子不同，离子价也不同。由于不同离子的离子价和迁移率均有差异，直接影响Kd和Ka的大小，因而也就影响了Es的数值

D、井的影响（包括井径和泥浆电阻率）
如上所述，自然电位异常幅度实际是自然电流在其所经过的泥浆柱上的最大电位降落。因此井径对自然电位异常幅度有明显的影响，其影响程度可通过来分析。

井径扩大，使井眼的截面积增大，则泥浆柱的电阻rm减小，从而导致ΔUsp降低。
井内泥浆电阻率减小，同样使泥浆柱的电阻rm减小，导致ΔUsp降低。
也可以这样考虑，rm减小，使得rm在整个电流回路上的分流作用减弱，也就是Irm变小，自然也就有ΔUsp的降低。
因此在盐水泥浆井中自然电位曲线变化不明显。
E、目的层的影响（包括厚度和电阻率）
岩层厚度变薄，或者岩层电阻率增高，自然电位异常幅度均降低。
这是因为岩层厚度变薄时，电流所经过的岩层部分的横截面积减小，该部分的等效电阻rsd增加；
而当岩层厚度一定，岩层本身的电阻率增大时，rsd也增加。
于是，由上式可知，地层的电阻率越高则ΔUsp越低，因此这两个因素均使自然电位异常幅度降低。
据此不难知道，在岩层厚度、岩性和地层水矿化度等条件均相同的含水层同含油、气层相比，电阻率较高的含油、气层的自然电位异常幅度要比含水层的自然电位异常幅度低。根据这一特点可以用自然电位幅度的差异定性地分辨油、水层。
F、围岩的影响（包括厚度和电阻率）
泥岩层的电阻率值及其厚度对自然电位异常幅度也有一定的影响。因为这两个参数决定着自然电流回路等效电阻rsh的数值。泥岩层电阻率越高或岩层厚度越薄，rsh增高，自然电位异常幅度会降低。但通常泥岩的电阻率都比较低，自然电流在其中所产生的电位降落较小，特别是当泥岩层厚度较大时，泥岩层的这两个因素对自然电位异常幅度的影响并不十分显著。
4、自然电位测井曲线应用
1、判断岩性，区分渗透层
泥岩：基线附近；
砂岩：异常幅值和正负反映岩石渗透性好坏和泥浆的性能；
纯水砂岩：Usp=SSP 含油后Usp幅值下降，因为电阻率增大
碳酸岩：储集层与非储集层岩性相同，自然电位曲线区分不开。其幅值大小只反映泥质含量的高低。
盐岩、膏岩：无渗透性，因而自然电位无异常显示；
此外，自然电位异常幅度还可用来判断砂岩渗透层孔隙中所含流体的性质。
一般含水砂岩的自然电位幅度ΔUsp比含油砂岩的自然电位幅度ΔUsp要高，据此可判断油水层。如图，同一砂岩层中,上部含油下部含水时，自然电位曲线上表明了上述结论。

2、估算泥质含量 Vsh
（1）泥质系数法
厚层纯水层砂岩的静自然电位幅度SSP
厚层含泥质的砂岩层自然电位幅度 PSP
泥质系数а =PSP/SSP Vsh=1-а
条件：砂岩中泥质呈层状且泥质层与沙质层的电阻率差别不大时。
（2）经验公式法
SHP1=(SP-SBL+SSP)/SSP
SP-自然电位读值
SBL-自然电位基线值
SHP=(2c*SHP1-1)/(2c-1)
C-系数，对于老地层，其值为2，新地层为3
（3）
Ish=(SP-SPd) /（SPsh – SP d ） =
SP目的层测井值 SPd含水纯地层测井值SPsh纯泥岩层测井值
Vsh==（2c*Ish-1）/2c-1
C-系数，对于老地层，其值为2，新地层为3,第三系为3.7
含水地层准确含油地层不准确
通过多条SP曲线求目的层多个 Vsh取最小的。
3、确定地层水电阻率 Rw方法
其方法是：选择剖面中较厚的饱含水的纯净砂岩层，读出该层的自然电位异常幅度ΔUsp，并根据泥浆资料确定泥浆滤液电阻率Rmf，然后根据下式即可确定出Rw。

这对于低矿化度的地层水和泥浆滤液来说，所得到的Rw是正确的。
但当上述溶液矿化度较高时，由于矿化度与溶液电阻率不是线性关系，如果仍用上式确定Rw，则会有一定的误差。为此引入“等效电阻率”的概念，即不论溶液矿化度范围，溶液的等效电阻率和溶液的矿化度总是保持线性关系，即

式中Rmfe为泥浆滤液等效电阻率；
Rwe为地层水等效电阻率。
该式适用于任何矿化度的溶液，但求出的结果是地层水等效电阻率Rwe，然后再用SP-2图版求出Rw。

3、确定地层水电阻率 Rw方法和步骤
(1)确定含水层的静自然电位值SSP
选择厚的砂岩水层，此时，rsd和rsh均趋于零，可以直接读出该含水层的自然电位幅度值ΔUsp近似作为SSP使用。否则，需对ΔUsp进行厚度、电阻率和侵入情况校正。
(2)确定Rmfe
为确定Rmfe，需要知道地层温度t和地层温度下的泥浆电阻率Rm t ，确定方法如下：
①确定地层温度t，已知解释目的层深度后，则用已知地温梯度公式来确定地层温度.

②确定地层温度下的泥浆电阻率Rm t
首先在测井曲线图头上查出18℃时的泥浆电阻率Rm18℃值；然后换算为Rm t，或者通过转换的方法得到，转换是通过“NaCl溶液电阻率与其浓度和温度的关系图版” 。
③确定Rmf
由Rm t和泥浆密度（一般可由测井图头上查得）用“估计Rmf和Rmc泥饼电阻率图版” 确定Rmf。或通过近似式Rmf＝0.75Rmt计算。
④确定Rmfe
如果溶液中仅有NaCl且温度为24℃（75）时
若Rmf＞0.1Ω.m，则根据经验取Rmfe＝0.85Rmf；
若Rmf＜0.1Ω.m (矿化度较高)，则需要用图板，由Rmf确定Rmfe。
(3)确定Rw值
首先通过SP-l图版，由SSP和Rmfe确定出等效地层水电阻率Rwe，然后通过SP-2图版由Rwe确定地层水电阻率Rw。
SP-1图版是一组曲线号码为温度的Rmfe/Rwe与SSP关系曲线。先由横坐标SSP与已知地层温度曲线相交，得到交点纵坐标x，则。
在已知Rwe的情况下，由SP-2图版即可确定地层水电阻率Rw。

对于砂泥岩剖面，由自然电位曲线大多可以求得较准确的Rw值。但在有些情况下，如非NaCl的盐类存在，自然电位基线偏移或Rw在井剖面上变化不定时应特别小心。
用自然电位曲线求Rw，必须是厚度较大的含水纯砂岩层，若储集层含泥质，将使得所求Rw偏高(Rw／Rmf时)；若储集层含钙质，可能使Rw偏低
4、判断水淹
水淹层在自然电位曲线上出现基线偏移是因为注入水的矿化度C注界于地层水和泥浆滤液矿化度之间，即Cw＞C注＞Cmf。

阿尔奇公式

式中 Ro—孔隙中100％含水时的地层电阻率；
Rw—地层水电阻率。
地层因素(或相对电阻率)，用F表示

式中a—比例系数，与岩性有关，变化范围在0.6～1.5；
m—胶结系数，随岩石胶结程度不同而变化，一般为2左右，变化范围1.5～3；
φ—岩石孔隙度。
电阻增大系数I”的概念，即含油岩石的电阻率Rt与该岩石完全含水时的电阻率R0之比。

式中 b — 系数，仅与岩性有关；
n — 饱和度指数，n≈2。
b，n只与岩性有关，表示油水在孔隙中的分布状况对含油岩石电阻率的影响。不同岩石的b、n值不同，可应用实验的方法得到，一般b接近于1，n接近于2。

合称为Archie公式，它们是应用电阻率测井资料解释具有颗粒孔隙的含水岩石和含油气岩石的两个基本解释公式。