第1页，共17页，星期日，2025年，2月5日3.1自然电位形成原因由于泥浆与地层水的矿化度不同,在钻开岩层后,在井壁附近两种不同矿化度的溶液发生电化学反应,产生电动势,形成自然电场.主要有扩散电动势和扩散吸附电动势.第三章自然电位测井第2页，共17页，星期日，2025年，2月5日一扩散电动势渗透性薄膜(相当于渗透性井壁)第三章自然电位测井实际地层与井眼CwCmf第3页，共17页，星期日，2025年，2月5日一般地层水为NaCL溶液,当不同浓度的溶液在一起时存在使浓度达到平衡的自然趋势,即高浓度溶液中的离子要向低浓度溶液一方迁移,这种过程叫离子扩散.第三章自然电位测井+-第4页，共17页，星期日，2025年，2月5日在扩散过程中,各种离子的迁移速度不同,如氯离子迁移速度大于钠离子(后者多带水分子),这样在低浓度溶液一方富集氯离子(负电荷)高浓度溶液富集钠离子(正电荷),形成一个静电场,电场的形成反过来影响离子的迁移速度,最后达到一个动态平衡,如此在接触面附近的电动势保持一定值,这个电动势叫扩散电动势记为Ed第5页，共17页，星期日，2025年，2月5日扩散电动势Ed大小与温度和浓度差有关也可写为:其中:Kd:与温度和溶液成分有关的常数第三章自然电位测井第6页，共17页，星期日，2025年，2月5日若把渗透性薄膜变成泥岩薄膜,结果如何?同样离子将要扩散,但泥岩对负离子有吸附作用,可以吸附一部分氯离子,扩散的结果使浓度小的一方富集大量的钠离子而带正电,浓度大的一方富集大量的氯离子而带负电,这样在泥岩薄膜形成扩散吸附电动势记为Eda二扩散吸附电动势泥岩薄膜第三章自然电位测井第7页，共17页，星期日，2025年，2月5日扩散吸附电动势Eda大小与温度和浓度差有关可写为:其中:Kda:与温度和溶液成分有关的常数第三章自然电位测井此外还有过滤电动势,这种电动势是在压力差作用下泥浆滤液向地层渗入时产生的,只有在压力差较大时才考虑过滤电动势的影响.第8页，共17页，星期日，2025年，2月5日泥岩第三章自然电位测井第9页，共17页，星期日，2025年，2月5日一自然电位曲线1自然电位曲线在自然电位测井时一般把测量电极N放在地面上,电极M用电缆放在井下,提升M电极,沿井轴测量自然电位(M电位)随深度变化的曲线叫自然电位曲线(SP).由自然电场分布特征可以看到,在砂岩和泥岩交界处,自然电位曲线有明显变化3.2自然电位测井曲线及其特点第三章自然电位测井第10页，共17页，星期日，2025年，2月5日在相当厚的纯砂岩和纯泥岩交界面附近的自然电位变化最大,它是产生自然电场的总电动势,记为E通常把E称为静自然电位,记为SSP,Ed的幅度为砂岩线,Eda的幅度为泥岩线.实际测井中以泥岩线作为自然电位测井曲线的基线(零线)—泥岩基线.偏离泥岩基线为异常幅度第三章自然电位测井第11页，共17页，星期日，2025年，2月5日2等效电路一般自然电流I要经过泥浆砂岩泥岩,(如图)这样当砂岩层为有限厚时它的自然电位为自然电流I在流经泥浆等效电阻上的电位降,即自然电位曲线SP:第12页，共17页，星期日，2025年，2月5日