自然電位測井

在電阻率測井的初期,人們在鑽井中就觀測到了一種非人工產生的直流電位差,且可以毫伏級的精度記錄下來,人們稱之為自然電位。自然電位的測量很簡單,即把一個測量電極放在井下,另一個放在地面,可以連續地測量出一條自然電位曲線,如果把曲線正極電位作為基準,則曲線的負峯處一般都是具有滲透性的砂岩。因此自然電位曲線可以作為劃分巖性,判斷儲層性質的基本測井方法。 ^[1] 

在井內，當地層水含鹽濃度和鑽井液含鹽濃度不同時，引起離子的擴散作用和岩石顆粒對離子的吸附作用；當地層壓力與鑽井液壓力不同時，在地層空隙中產生過濾作用。這些在井壁附近產生的電化學過程會產生自然電動勢，形成自然電場。 ^[2] 

（1）當地層，鑽井液是均勻的，上下圍巖岩層性相同，自然電位曲線關於滲透性層中心對稱。

（2）滲透性在地層頂底界面處，自然電位變化最大，當地層較厚（大於4倍井徑）時，可用曲線半幅點確定地層界面。

（3）測量的自然電位幅度，為自然電流在井內泥漿中產生的電位降，它永遠小於自然電流回路總的電動勢；

（4）滲透性砂岩的自然電位，對泥岩的基線而言，可向左或向右偏轉，它主要取決於地層水和鑽井液的相對礦化度。

1、地層水和鑽井液濾液含鹽濃度比值影響

2、巖性影響

3、温度影響

4、地層水和鑽井液濾液含鹽性質影響

5、地層電阻率影響

6、地層厚度影響

7、井徑擴大和鑽井液進入影響

1)劃分滲透性地層,並確定其界面

明顯的自然電位異常是滲透層的顯著特徵,自然電位曲線是劃分滲透層的有效工具。一般可按半幅點確定滲透層的界面,但由於影響因素較多,用半幅點確定界面不是很難。實際工作中,常是以自然電位和微電極曲線的顯示劃分出滲透層,而以微電極和短電極的視電阻率曲線確定其界面,參考自然電位半幅點。

2)分析巖性

因為自然電位是離子在岩石中的擴散吸附作用產生的,而岩石的擴散吸附作用與岩石的性質(岩石成分、組織結構、膠結物的成分及含量等),有很密切的關係,故可根據自然電位曲線的變化分析巖性,特別是分析巖性變化。如地層的巖性變細,泥質含量增加,常常表現為自然電位幅度降低。自然電位曲線可明顯地劃分出泥岩類(泥岩、頁岩等)、砂岩、泥質砂岩,並可結合電阻曲線劃分出有滲透性的生物灰巖等。因為自然電位曲線與巖性有密切關係,曲線變化又比較簡單,比較形象,自然電位曲線也是地層對比的一項重要資料,標準測井都少不了自然電位曲線。

3)估算地層水電阻率

在許多情況下,可以容易地由自然電位曲線求得準確的地層水電阻率。但在有些情況下(例如有非NaCI 類存在,自然電位基線偏移或Rw 變化不定)應當特別小心。有時有大的過濾電位存在(例如滲透率很低的地層,壓力枯竭的地層及很重的鑽井液)。在這種情況下,最好不要使用自然電位求Rw 值,但是,經驗指出,當地層有一定的滲透率,地層水是鹽水,並且鑽井液電阻率不是很高時,自然電位中的過濾電位成分可以忽略不計。在這些情況下認為靜自然電位等於電化學電位。 ^[1]