自然电位测井

（1）当地层，钻井液是均匀的，上下围岩岩层性相同，自然电位曲线关于渗透性层中心对称。

（2）渗透性在地层顶底界面处，自然电位变化最大，当地层较厚（大于4倍井径）时，可用曲线半幅点确定地层界面。

（3）测量的自然电位幅度，为自然电流在井内泥浆中产生的电位降，它永远小于自然电流回路总的电动势；

（4）渗透性砂岩的自然电位，对泥岩的基线而言，可向左或向右偏转，它主要取决于地层水和钻井液的相对矿化度。

1、地层水和钻井液滤液含盐浓度比值影响

2、岩性影响

3、温度影响

4、地层水和钻井液滤液含盐性质影响

5、地层电阻率影响

6、地层厚度影响

7、井径扩大和钻井液进入影响

在电阻率测井的初期,人们在钻井中就观测到了一种非人工产生的直流电位差,且可以毫伏级的精度记录下来,人们称之为自然电位。自然电位的测量很简单,即把一个测量电极放在井下,另一个放在地面,可以连续地测量出一条自然电位曲线,如果把曲线正极电位作为基准,则曲线的负峰处一般都是具有渗透性的砂岩。因此自然电位曲线可以作为划分岩性,判断储层性质的基本测井方法。

在井内，当地层水含盐浓度和钻井液含盐浓度不同时，引起离子的扩散作用和岩石颗粒对离子的吸附作用；当地层压力与钻井液压力不同时，在地层空隙中产生过滤作用。这些在井壁附近产生的电化学过程会产生自然电动势，形成自然电场。

1)划分渗透性地层,并确定其界面

明显的自然电位异常是渗透层的显著特征,自然电位曲线是划分渗透层的有效工具。一般可按半幅点确定渗透层的界面,但由于影响因素较多,用半幅点确定界面不是很难。实际工作中,常是以自然电位和微电极曲线的显示划分出渗透层,而以微电极和短电极的视电阻率曲线确定其界面,参考自然电位半幅点。

2)分析岩性

因为自然电位是离子在岩石中的扩散吸附作用产生的,而岩石的扩散吸附作用与岩石的性质(岩石成分、组织结构、胶结物的成分及含量等),有很密切的关系,故可根据自然电位曲线的变化分析岩性,特别是分析岩性变化。如地层的岩性变细,泥质含量增加,常常表现为自然电位幅度降低。自然电位曲线可明显地划分出泥岩类(泥岩、页岩等)、砂岩、泥质砂岩,并可结合电阻曲线划分出有渗透性的生物灰岩等。因为自然电位曲线与岩性有密切关系,曲线变化又比较简单,比较形象,自然电位曲线也是地层对比的一项重要资料,标准测井都少不了自然电位曲线。

3)估算地层水电阻率

在许多情况下,可以容易地由自然电位曲线求得准确的地层水电阻率。但在有些情况下(例如有非NaCI 类存在,自然电位基线偏移或Rw 变化不定)应当特别小心。有时有大的过滤电位存在(例如渗透率很低的地层,压力枯竭的地层及很重的钻井液)。在这种情况下,最好不要使用自然电位求Rw 值,但是,经验指出,当地层有一定的渗透率,地层水是盐水,并且钻井液电阻率不是很高时,自然电位中的过滤电位成分可以忽略不计。在这些情况下认为静自然电位等于电化学电位。 2100433B

人们在测井时，工程上出现一次偶然失误，供电电极没供电，但仍测出了电位随井深的变化曲线。由于这个电位是自然电位产生的，所以称为自然电位，用SP表示。

井内自然电位产生的原因是复杂的，对于油井来说，主要有以下两个原因：（1）、地层水矿化度与泥浆矿化度不同。（2）、地层压力不同于泥浆柱压力。

实践证明：油井的自然电位主要由扩散作用产生的，只有在泥浆柱和地层间的压力差很大的情况下，过滤作用才成为较重要的因素。 2100433B

根据油（气）层、煤层或其他探测目标与周围介质在电性上的差异，采用下井装置沿钻孔剖面记录岩层的电阻率、电导率、介电常数及自然电位的变化。电法测井包括以下几种：

地球物理测井电阻率测井

使用简单的下井装置(电极系)探测岩层电阻率，以研究岩层的电性特征。由于影响因素较多，其测量结果称为视电阻率。电阻率测井按其电极系的组合及排列方式不同，又分为梯度电极系测井及电位电极系测井。

地球物理测井微电极测井

在电阻率测井的基础上发展了微电极测井。它用于测量靠近井壁附近很小一部分泥饼和冲洗带地层的电阻率，能较准确地指示泥饼的存在及划分渗透性地层，能区分储集层中的薄夹层(非渗透层)以及准确地确定地层厚度。

地球物理测井侧向测井

是一种聚焦电阻率测井方法，主要用于高电阻、薄地层及盐水泥浆测井。根据同性电相斥的原理，在供电电极（又称主电极）的上方和下方装有聚焦电极，用聚焦电流控制主电流路径，使它只沿侧向（垂直井轴方向）流入地层。由于侧向测井电极系结构不同(如双侧向电极系的浅侧向电极系和深侧向电极系)，聚焦电流对主电流的屏蔽作用大小不同，因而它们具有不同的径向探测深度。

地球物理测井感应测井

是一种探测地层电导率的测井方法。该方法根据电磁感应原理，测量地层中涡流的次生电磁场在接收线圈中产生的感应电动势，以确定地层的电导率。它是淡水泥浆井和油基泥浆井有效的一种测井方法。同时它特别适用于低电阻率岩层的探测，包括离子导电的含高矿化度地层水的油（气）、水层和电子导电的金属矿层。

地球物理测井介电测井

是探测岩石介电常数的一种测井方法。由于水的介电常数远远大于油（气）和造岩矿物的介电常数，所以它可用于判断油田开发中出现的水淹层，并提供估计油层残余油饱和度及含水量多少的可能性。

地球物理测井自然电位测井

沿钻孔剖面测量移动电极与地面地极之间的自然电场。自然电位通常是由于地层水和泥浆滤液之间的离子扩散作用及岩层对离子的吸附作用而产生的。因此，自然电位曲线可用来指示渗透层，确定地层界面、地层水矿化度以及泥质含量。在油(气)井中，它与电阻率测井组合，可以划分油（气）、水层并进行地层对比等。

方法

自然电位测井

沿钻孔剖面测量岩、煤层在自然条件下产生的电场电位的变化的一种电测井方法。即在钻孔中放置一个测量电极，在地面放置一个比较电极，测量钻孔中电极由于煤、岩层内液体与冲洗液引起的扩散及扩散吸附，过滤和氧化还原等电化学作用而产生的自然电位。多数煤层，特别是无烟煤煤层的氧化还原作用会造成较高的自然电位。渗透性岩石因冲洗液与岩石内液体存在矿化度与压力的差异，也能产生自然电位。一般岩石颗粒变细，泥质含量增加，渗透性变差，孔隙度变小，自然电位都会降低。

自然电位测井曲线对于目的层中心呈对称形态，其曲线幅度的半幅点处对应目的层界面。若将地面比较电极也与测量电极一起下入孔内并相距一个很小距离时，则测得的成果是自然电位沿孔轴的变化率，这一方法称为自然电位梯度测井。

电极电位测井

电极系由一个能与孔壁接触的刷状金属电极和分别位于其上、下的两个比较电极构成，用以测量孔内电子导体电极电位特性的一种测井方法。电极电位的大小，既与刷状电极和比较电极采用的金属种类有关，又取决于刷状电极所接触电子导体的性质。由于含煤岩系中的无烟煤煤层接近于电子导体，其上、下围岩又多为离子导电型岩石，因而在电极电位测井曲线上，无烟煤煤层往往显示大幅度的异常，根据这一特性，能有效地识别无烟煤煤层。

视电阻率测井

测量钻孔剖面上煤层和岩层电阻率的一种测井方法。其测量装置通常由一对供电电极A、B和一对测量电极M、N组成，并由其中2～3个电极组成一定排列的电极系，用电缆下入孔内。电极系上可构成成对的电极(供电电极或测量电极)称成对电极，而只能与地面电极构成成对的电极则称不成对电极。电极系根据其电极排列可分为电位电极系和梯度电极系。

电位电极系测井

使用电位电极系的一种电阻率测井方法。其测量结果与测量点的电位成正比。电位电极系是一种在各电极间的距离中，成对电极间的距离不是最小的电极系(图1)。由A、M两个电极组成的电极系，称为理想电位电极系。用电位电极系测得的视电阻率曲线对于目的层中心呈对称形态。在没有其它影响因素的理想条件下，目的层中心的视电阻率测量值，反映了该岩层的真电阻率值。高阻岩层界面的位置，对应于视电阻率曲线幅度的起跳处 (根部) (图2)。

梯度电极系测井

用梯度电极系的一种电阻率测井方法。其结果与测量点的电位梯度成正比。该电极系的特点是在各电极间的距离中，以成对电极间的距离为最小(见图1)。①成对电极位于不成对电极上方时，称顶部梯度电极系。②成对电极位于不成对电极下方时，称底部梯度电极系。用该法测得的视电阻率曲线，在目的层处呈不对称形态：对于高电阻率目的层，用顶部梯度电极系测得的目的层视电阻率极大值在该层顶界面处出现，用底部梯度电极系测得的目的层视电阻率极大值，在该层底界面处出现，而在另一界面处则出现目的层视电阻率极小值 (图3)。

侧向测井

电极系上安置有各种屏蔽电极的一种电阻率测井方法。屏蔽电极的作用是迫使供电电流垂直孔轴流入岩层，以提高测井的垂向分层能力，增大测井的探测深度。①当电极系由中心电极与上、下两个柱状屏蔽电极组成时，称三侧向测井。②当电极系由中心电极、一对屏蔽电极与两对监督电极组成，以抑制孔中沿孔轴方向流动的电流时，称七侧向测井(图4)。通过选择屏蔽电极的不同距离、长度和电流返回电极B的远近，可调整测井的探测深度。根据探测深度的不同大小，侧向测井又可分成深、中、浅、微侧向测井(见图4)。在作浅侧向测井供电时，A₂为反极性的供电电流返回电极B，主电极电流流入岩层 (图4中阴影部分)后不远就开始发散，其探测深度较浅。在作深测向测井供电时，A₂与A₁短接，共同作屏蔽电极，主电极电流可较深地流入岩层而不发散，探测深度较大。深侧向测井视电阻率值主要反映岩层的真电阻率; 而浅侧向测井则更多地反映岩层被冲洗液浸入后的电阻率值。该测井法利于判断岩层渗透性、岩层内流体的性质和煤层中的含气情况。中国煤田地质勘探中广泛开展三侧向测井，深、浅侧向测井也有所应用。

井液电阻率测井

用专门的电极系测量钻孔内液体的电阻率沿孔深变化的一种电阻率测井方法。孔内液体电阻率数据对消除其对电阻率测井成果的影响，有重要作用。在确定含水层位置、水文地质参数、地下水运动状态以及解决检查孔内漏水(或井水)位置等一些水文地质问题方面，井液电阻率测井更有重要的作用。

激发极化测井

测量岩石、矿石在人工电场作用下产生的激发极化电场的一种测井方法。它是在人工向岩石供电一段时间后，测量断电后岩石产生的激发极化电位或极化率。煤层及含金属矿物的岩石，通常能产生较强的激发极化电位。此法常用于识别煤层以及估计煤层中黄铁矿等矿物的含量 。2100433B