苏州饭饭
一、内容概述
图1 Barnett页岩某井典型测井图
地球物理测井简称测井，是在钻孔中使用测量电、声、热、放射性等物理性质的仪器，以辨别地下岩石和流体性质的方法，是勘探和开发油气田的重要手段。测井也是页岩气勘探不可缺少的技术手段，发挥着十分重要的作用（图1）。数十年来，大多数页岩气田均进行了测井数据采集，以满足页岩气储层评价的需要。根据Luffel和Guidry（1989）的文献，Appalachian盆地大多数采用空气钻井，采用测井系列包括双感应、岩性密度测井、井壁中子、自然伽马能谱，还包括井下电视和温度测井。
页岩气勘探、开发与石油等其他资源的勘探手段有相似之处，所采用的地球物理测井方法和仪器基本是相同的。国外在页岩气勘探与开发中，普遍采用了斯仑贝谢、贝克-休斯、哈里伯顿等国际测井服务公司的先进技术。地球物理测井是在钻孔中研究地层物理性质的一系列探测方法的统称。当前国内外使用的先进探测仪器都集成了电子信息、计算机控制、数据处理、应用物理等多个领域中最先进的技术，它们对地层物理性质探测的数量和质量都达到了前所未有的高度。总体来说，目前在油气勘探领域使用的测井技术大致可以分为下述几种类型：
1）以探测地层的电性为主的一系列测井方法，如普通电极系测井、侧向测井、感应测井、自然电位测井、介电测井等。
2）以探测地层的放射性为主的一组方法，如自然伽马测井、能谱测井、中子测井、密度测井、元素测井等。
3）以探测地层的声波传播特性和弹性参数为主的一组方法，如声波速度测井、声幅测井、声波全波测井等。
除此之外，有时还使用一些其他的测井方法，如磁测井、重力测井、温度测井等。这些方法应用范围虽然不广泛，但它们对于解决一些特定的地质或者工程问题往往非常有用。
随着理论和技术的进步，测井仪器也经历了模拟-数字-数控-成像的演变过程。目前国内外常用的先进方法有电阻率扫描成像、声波成像、阵列感应、核磁成像等。
页岩气勘探中涉及的岩石类型、流体性质和研究任务决定了它使用的测井与油气勘探中的测井系列基本是相同的。因此，上述常用的测井方法在页岩气勘探中同样有着广泛的应用，可以提供关于目的层尽可能详尽的岩石物理信息（图2）。
墨菲石油公司根据页岩气储层评价需求，提出了较为全面的页岩气测井序列，包括：
1）电阻率、密度、中子测井；
2）核磁共振测井，用于确定页岩孔隙度（不受TOC影响）；
3）声波测井，用于岩石力学性质分析；
4）成像测井，用于识别裂缝。
测井在页岩气藏勘探开发中有两大任务，一是储层及含气量的评价，二是为完井服务提供指导参数并在钻井中起地质导向作用，这其中包含了岩性、孔隙、裂缝、有机碳、储层岩石力学等参数评价。勘探和开发不同阶段达到上述目的采用的测井系列是不同的，表1总结了国外针对不同井别采用的测井采集系列。对于新区，一般而言，最经济的测井系列包括自然伽马测井、自然电位测井、井径、岩性密度测井、补偿中子测井、电阻率测井（双侧向或者阵列感应测井）、元素俘获能谱测井和声波时差测井。从表1 中可见，除了一些常规油气藏采用的测井方法，在页岩气测井采集中还采用了一些测井新技术，包括元素俘获能谱测井、核磁共振测井、微电阻率成像测井和声波时差测井，这些测井新技术的应用在页岩气勘探开发的初期是非常有必要的，有助于含气页岩储层特征的综合评价，也有助于指导油气公司后续的勘探开发。例如，运用微电阻率成像测井、声波全波测井和井下声波电视可以确定裂缝性质；用元素俘获能谱测井能够确定岩石矿物含量并计算有机碳和无机碳含量。
图2 地球物理测井技术对页岩岩心综合特征和页岩气地质储量的校正
1.部分测井技术简介
（1）自然伽马测井
岩层的自然伽马曲线幅度主要取决于地层中放射性物质铀、钍、钾含量及地层中泥质含量的高低。页岩气的自然伽马曲线相对于碎屑岩类为明显高值异常特征。这是由于：①页岩中泥质含量高，泥质含量越高伽马放射性就越高；②某些有机质中含有高放射性物质。一般性地层中，泥页岩在地层中伽马显示最高值（＞100 API）。相比之下，砂岩和煤层显示低值。
（2）井径测井
砂岩显示缩径；泥页岩一般为扩径。
（3）地层密度测井
地层密度值实际上测量的是地层的电子密度，而电子密度相当于地层体积密度。页岩密度为低值，比砂岩和碳酸盐岩地层密度测井值低，但是比煤层和硬石膏层密度值高出很多。随着有机质和烃类气体含量增加将会使地层密度值更低。存在裂缝，也会使地层密度测井值降低。
表1 页岩气不同井别采用的测井采集系列
（4）岩性密度测井
现代测井仪器可以同时测量地层密度和岩性密度。岩性密度测井Pe值可以用来指示岩性。岩性密度测井可应用于识别页岩黏土矿物类型。页岩矿物组成的变化将导致单位体积页岩岩性密度测井值的变化。结合取心材料，可以很好地分析某地区的黏土岩矿物成分。
（5）中子测井
页岩气储集层中子测井值为高值。中子测井值反映的是岩层中的含氢量。含氢物质一般为：水、石油、结晶水和含水砂，即中子密度测井反映的是地层孔隙度。页岩地层孔隙度一般小于10%。页岩气储集层中，要注意两个相反的影响因素：地层中含气使得中子密度值减小，而束缚水则使中子密度值偏大。束缚水饱和度大于含气饱和度，故认为束缚水对于中子测井值的影响较大。有机质中的氢含量也会对中子测井产生影响使孔隙度偏大。在页岩气储集层段，中子孔隙度值显示低值，这代表高的含气量、短链碳氢化合物。
（6）电阻率测井
页岩气所含的有机质不具导电性，使页岩气的电阻率增大。使得在测井曲线上页岩气的电阻率明显高于泥岩、页岩。一般腐殖质含量愈高电阻率愈大，因此页岩气的典型特征是衡量页岩气品质的一个重要标志。
（7）声波时差测井
页岩气储层声波时差值显示高值。页岩比泥岩致密，孔隙度小，声波时差介于泥岩和砂岩之间。遇到裂缝气层有周波跳反应，或者曲线突然拔高。页岩有机质含量增加时，其声波时差增大；声波值偏小，则反映了有机质丰度低。
（8）元素俘获能谱（ECS）测井
该测井技术可求取地层元素含量，由元素含量计算出岩石矿物成分。它所提供的丰富信息，能满足评价地层各种性质、获取地层物性参数、计算黏土矿物含量、区别沉积体系、划分沉积相带和沉积环境、推断成岩演化、判断地层渗透性等的需要。
（9）偶极声波测井
能提供纵波时差、横波时差资料，利用相关软件可进行各向异性分析处理，判断水平最大地层应力的方向，计算水平最大与最小地层应力，求取岩石泊松比、杨氏模量、剪切模量、破裂压力等重要岩石力学参数，满足岩石力学参数计算模型建立的要求，指导页岩储层的压裂改造。
（10）声、电成像测井
具有高分辨率、高井眼覆盖率和可视性特点，在岩性与裂缝识别、构造特征分析方面具有良好的应用效果。识别页岩储层裂缝的类型，对指导页岩气的改造、评定页岩储层的开发效果有着重要的意义。
2.测井评价技术
这里重点介绍勘探阶段中的测井评价技术，该评价技术主要包括以下几个方面：
（1）含气页岩储层的测井识别
页岩气与常规气一样，是不导电介质，具有密度值很小、含氢指数低、传播速度慢等物理特性。与普通页岩相比，页岩气中有机质含量较高，放射性元素铀含量比较高，干酪根的密度较低，通常介于0.95 ～1.05g/m3 之间。含气页岩测井响应为“四高两低”特征，即高伽马、高电阻率、高声波时差、高中子孔隙度，低密度、低光电效应。
（2）总有机碳（TOC）含量、热成熟度（Ro）指标计算
干酪根的形成多是在一个放射性元素铀含量比较高的还原环境，因而它使自然伽马曲线出现高值。利用自然伽马测井，通过ECS测井测得自然伽马能谱，分析钾、铀、钍主要元素的丰度，可以定量确定总有机碳的含量。中子-密度法可以指示镜质体反射率（Ro）。
（3）页岩孔隙、裂缝参数评价
根据补偿声波和长源距声波、补偿中子、体积密度评价孔隙度。可根据QFM模型由ECS测得的元素含量换算有关骨架参数的方法来计算含气页岩的孔隙度。微电阻率扫描成像测井和核磁共振测井对天然缝、诱导缝以及断层等，都有着良好的分辨能力。压裂后裂缝识别评价可采用井温测井、同位素测井或交叉偶极横波测井来识别评价裂缝高度和长度。
（4）页岩储集层含气饱和度估算
利用双侧向、感应测井、CMR核磁共振测井等来估算。另外还可根据等温吸附曲线和测井得到地层温度、压力计算地层的吸附气含量，在精确得到黏土矿物含量及其类型和地层孔隙度的基础上，计算游离气饱和度。
（5）页岩渗透性评价
利用自然电位、自然伽马能谱、微电极、CMR核磁共振测井等来评价。
（6）页岩岩矿组成测定
ECS元素俘获能谱测井是一种很好的方法，其ECS探头应用中子感生俘获自然伽马能谱测定矿物中硅、钙、硫、铁、钛、钆、氯、钡和氢的含量，可以获得准确的地层成分评价结果，包括黏土、碳酸盐、硬石膏、石英、长石和云母等。
（7）页岩岩石力学参数计算
根据声波扫描测井、中子密度、成像测井来综合计算岩石弹性参数（泊松比、杨氏模量），确定地层应力和最大主应力方位。
二、应用范围及应用实例
在页岩气储层评价中，测井资料可以进行定性和定量解释。定性解释内容包括识别岩性、判断含气页岩层、识别裂缝等。定量解释内容包括：确定矿物成分；计算孔隙度、渗透率；计算干酪根含量/总有机碳含量（TOC）、吸附气和游离气含量；计算热成熟度和热成熟度指数（MI）；计算储层厚度；计算弹性参数；评价天然气地质储量（GIP）等。下面分别对应用情况做简单的介绍：
1.识别岩性和计算矿物成分
Flower（1983）利用声波测井、电阻率测井资料，快速直观地识别了俄亥俄泥盆纪页岩储层。Walter等（1990）利用自然伽马能谱等测井资料识别了俄克拉荷马和德克萨斯Woodford页岩气储层等。Luffel等（1992）综合分析测井资料、岩心资料，识别Appalachian盆地泥盆纪页岩气储层的岩性，并计算了其矿物成分。Richard等（2007）利用自然伽马测井、电阻率测井资料识别了得克萨斯Fort Worth盆地密西西比纪Barnett页岩气储层及其厚度。Kinley等（2008）利用测井资料识别了得克萨斯特拉华盆地密西西比纪页岩气储层。Ross等（2008）综合利用测井资料分析了加拿大西部沉积盆地泥盆纪—密西西比纪页岩气储层的矿物成分。Scott等（2008）利用测井资料划分了得克萨斯Fort Worth盆地密西西比纪Barnett页岩气储层岩性。Gary等（2011）对Appalachian盆地中泥盆统Marcellus地层的页岩气储层进行了识别。
2.裂缝识别与评价
Gale等（2007）综合成像测井和岩心资料对Fort Worth盆地密西西比纪Barnett页岩气储层的裂缝体系进行了评价（图3）。Boyer等（2010）指出，在页岩气水平井的开发中，随钻成像测井系统已被应用于解决水平井测井存在的一些问题。应用该系统可以在整个井筒长度范围内进行电阻率成像和井筒地层倾角分析。成像能够将地层天然裂缝和钻井诱发裂缝进行比较，帮助作业者确定射孔和油井增产的最佳目标。利用测井得到的成像资料来识别地震资料无法识别的断层。Hamed Soroush等指出，在页岩气储层测井为了防止井眼垮塌时，通常采用油基泥浆钻井，为了评价裂缝通常使用油基泥浆电阻率成像测井（OBMI）和超声成像测井（UBI）。Waters等（2010）论述了页岩气水平井钻井中成像测井的应用，用于识别层理和裂缝。
图3 水力压裂示意图
（a）水力压裂增长过程；（b）微地震数据图；（c）岩心中压裂引起的裂隙封闭和张开
3.判断含气页岩
Lewis等（2004）给出了含气页岩的典型测井曲线图，上部含气页岩为Oklahoma州泥盆系—密西西比系Woodford页岩，表现为伽马、电阻率高值，密度、Pe低值；下部为Sylvan地层，不含气。测井曲线差异明显。
4.计算孔隙度、渗透率、饱和度
Soeder于1984年计算了Appalachian盆地泥盆纪页岩气储层的孔隙度及渗透率。Luffel等（1989）综合利用测井资料、岩心资料，计算了Appalachian盆地泥盆纪页岩气储层的孔隙度、有效孔隙度及含气饱和度，并分析了其渗透率。Ross等（2008）综合利用测井资料计算了加拿大西部沉积盆地泥盆纪—密西西比纪页岩气储层总孔隙度、渗透率。LeCompte等（2010）的研究指出核磁共振测井（NMR）也可用于计算孔隙度，计算结果与岩心分析孔隙度非常一致。
5.确定总有机碳含量
研究表明，页岩气储层的含气量主要取决于其总有机碳含量。
根据自然伽马测井资料可计算TOC。Schmoker于1981年对美国Illinois州New Albany页岩岩心进行研究，发现自然伽马测井值与TOC呈线性关系。
据密度测井资料计算TOC。Schmoker于1979年对美国Illinois的New Albany页岩岩心进行研究，发现TOC与密度测井值之间具有良好的相关性，因此利用密度测井资料计算总有机碳含量。Schmorker和Hester（1979）、Hester和Schmorker（1987）的文献均有相关内容的报道。Schmorker和Hester于1979 年在Anadarko盆地Woodford页岩层分析中，TOC计算结果的置信度达到90%，误差约为± 1.6%（质量分数）。
电阻率-孔隙度曲线叠合图也可以用于确定TOC，这种方法也称为ΔlgR法。Passey等（1990）给出了利用声波时差和地层电阻率计算TOC的数学表达式。
6.确定热成熟度指数
图4 来自测井分析的热成熟度图
当页岩中TOC达到一定指标后，有机质的成熟度则成为页岩气源岩生烃潜力的重要预测指标，含气页岩的成熟度越高表明页岩生气量越大，页岩中可能赋存的气体也越多。
Zhao Hank等（2007）研究了Fort Worth盆地Barnett页岩气层的热成熟度指数（图4），给出了利用测井资料计算MI的公式。
Miller（2010）对比了页岩层不同镜质体反射率Ro的各种测井曲线响应特征，认为R o影响测井曲线的变化：当R o在1.8～2.0范围内时，密度低值，密度和中子曲线重叠，地层电阻率高值达到（100Ω·m）；当Ro＞4.5时，密度高值，密度和中子曲线分开，地层电阻率非常小（＜1Ω·m）。
7.计算储层岩石力学参数
Gatens等（1990）利用声波测井资料、原位应力数据计算了Appalachian盆地页岩气储层的力学参数，绘制了地应力剖面。
Rick Rickman等（2008）针对页岩气储层的压裂问题论述了每一种页岩气储层不见得都与Barnett地层相同。在压裂中必须进行优化设计，为此必须进行演示物理参数的计算，在这篇文献中他提出了脆性、闭合压力、压裂宽度、杨氏模量、泊松比等计算方法，并给出了实例。
8.确定天然气地质储量等
Cluff（2006）利用Langmuir公式计算了Woodford页岩气储层的平均地质储量，并绘制成平面图。
三、资料来源
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可爱的giraffe
测井行业个人总结
导语：《测井技术》所刊登的文章内容主要涵盖测井技术的理论研究、实验分析、仪器设计与数据采集、测井资料分析处理、石油地质解释、动态监测技术、软件开发以及科技信息动态等方面，内容覆盖了与测井相关的各个领域。下面是我给大家整理的测井行业个人总结内容，希望能给你带来帮助!
一、钻井地球物理-地球物理测井
钻井地球物理广泛应用于石油、天然气、煤、地下水和地热、金属与非金属矿产等资源勘探中, 以及基础地质研究和许多工程监测中, 凡涉及需要取得钻井（孔）资料时, 都可以进行钻井地球物理勘探。
钻井地球物理是地球物理学的一个重要组成部分, 同时它也是工业中实用性很强的一门工程技术, 工业部门习惯上称它为地球物理测井或简称测井。在国外也存在着类似的两种称呼，在该课程中简称测井。
测井以地质学、物理学、数学为理论基础，应用计算机信息技术、电子技术及传感器技术设计专门的测井仪器。将测井仪器置于井中沿井身进行测量，得出井壁地层的各种物理化学性质、地层结构及井身几何特性等各种信息，为石油、天然气和煤等矿产的勘探和开发提供资料和服务。
二、测井的概念
测井（钻井地球物理）是在勘探和开发石油、天然气、煤、金属矿等地下矿藏的过程中，利用各种仪器测量井孔地层的各种物理参数和井眼的技术状况，解决地质和工程问题的一种手段。测井是地球物理学的一个分支。
测井是获取地层信息的最直接的地球物理方法之一，通过在井下放置一定的测量仪器，同时在地面配置对井下仪器进行控制、操作、记录和分析的设备。沿井孔测量井孔地层剖面上不同地层物理参数的变化，然后对参数进行综合分析得到地层的各种地质特征。
三、测井的发展简史
世界上第一次测井是由法国人斯仑贝谢兄弟（C. Schlumberger & M. Schlumberger）与道尔（Doll）一起，在1927年9月5日实现的。 我国第一次测井是由著名地球物理学家翁文波，于1939年12月20日在四川巴县石油沟油矿1号井实现的。
1、模拟记录阶段2、数字测井阶段3、数控测井阶段4、成像测井阶段
四、测井工作的两个阶段
1、现场测取资料阶段
即将仪器运往井场，组装测井仪器，下到待测井段，上提仪器测量各种参数，得到满足一定要求的测井曲线。
2、资料处理解释阶段
将测井数据带回室内，在专用的测井解释工作站上用专用测井解释软件进行处理、解释，得到地层各种地质
参数。
五、测井在石油勘探开发中的应用
石油测井求取的主要储集层参数
储集层：具有孔隙、裂缝等储集空间，并且储集空间之间联通的地层称为储集层。根据储集空间类型可分为碎屑岩储集层和碳酸盐储集层。
岩石孔隙度：岩石内孔隙总体积占岩石总体积的百分比。一般用有效孔隙度评价储集层储集能力。
含油饱和度：含油体积占孔隙体积的百分比，同样可以定义含水饱和度和含气饱和度。
石油测井求取的主要储集层参数
渗透率：在压力差作用下岩石允许流体通过的性质。用于描述岩石渗透性优劣的参数。单位为μm2，1μm2表示长、宽、高为1cm的岩样两端压力差为一个大气压（atm）允许黏度为1×10-3Pa·S的1cm3液体在一秒内通过该岩样的能力。
储集层有效厚度：用测井曲线确定储集层的顶、底界面深度后，两个界面的深度差为储集层的厚度。扣除储集层中的夹层厚度，得到储集层的有效厚度。
六、测井在石油勘探开发中的应用
识别井孔剖面岩性，解释地层岩石矿物成分并计算其含量。
划分储集层，解释储集层所含流体性质（含油性），定量计算储集层参数。
结合其他物探方法计算油气储量。
进行地层层序分析、沉积学研究、地质构造研究、烃源岩与盖层研究。
计算地层压力、地层温度，分析岩石机械特性。
在钻井工程、采油工程及完井工程的应用等。
七、测井在煤田勘探开发中的应用
确定煤层的埋深、厚度及结构。
划分钻孔岩性剖面，提供煤、岩层的物性数据。
确定含水层位置及含水层间的补给关系。
测量地层产状，研究煤、岩层的变化规律、地质构造及沉积环境。
推断解释煤层的碳、灰、水含量，岩层的砂、泥、水含量。
提供地温、岩石力学性质等资料。
对其它有益矿产（煤层气）提供信息或做出初步评价。
八、测井在沉积学研究的应用
主要研究内容有：
相体几何形态：沉积岩体的几何形态是指总体形状和大小,不涉及内部层理构造，是沉积前地形、沉积环境和沉积后地质史的总体表现。
岩性及岩相分析：岩性分析主要是成分和结构分析。岩相分析包括岩性和沉积相的划分，盆地演化的动力学特征分析，沉积相分析，测井相分析等。
沉积构造：沉积构造是测井沉积学研究的重要内容, 包括沉积构造所造成的层理、裂缝及其产状、形状，界面特性和界面内物质结构等内容。
古水流和搬运方向：根据水流层理的特征(类型、角度、形式、分布)和方向(定向程度、发散程度、与古斜坡和砂体几何形状的走向关系)与对应的测井信息来确定古水流的方向及发育情况。
地球化学分析：自然伽玛能谱、岩性密度测井、激发伽马能谱测井等测井技术可直接测量到岩石中的10余种元素成分,使识别岩石成分和分析沉积环境的能力得到提高。
九、测井地质研究中正、反演问题
正演问题：把自然界各种需要研究的地质现象建立相应的地质模型、模式，研究各种测井方法在这种模型、模式中的响应。模型、模式可分为两大类，即数学模型和物理模型。
反演问题：用各种测井参数和曲线形态与各种不同的地质模型、模式建立关系，以便正确反映地下地质现象。反演问题包括两个因素，一是客观因素，即测井资料的准确性， 另为主观因素，即在推论和提出假设的过程中加进人的思想，这也是反演问题的关键。
第一章 自然电位测井
第一节自然电场的产生
一、扩散电动势产生的条件
1. 两种溶液的矿化度不同 2. 中间具有渗透性隔层 3.正负离子的迁移率不同
井中砂岩剖面的扩散电动势:泥浆滤液和地层水的矿化度不同;附着在地层上的泥饼具有渗透性;泥浆滤液和地层水的正负离子迁移率不同。
二、扩散吸附电动势
组成泥岩的粘土矿物，其结晶构造和化学性质只允许阳离子通过泥岩扩散，而吸附带负电的阴离子的作用称为阳离子交换作用。扩散结果 在浓度小的一方富集正电荷带正电，在浓度大的一方富集负电荷，形成扩散吸附电动势Eda： 扩散吸附电动势产生的条件：1.两种溶液的矿化度不同；2.两种溶液用渗透性隔层隔离；3.渗透性隔层对不同极性的离子具有不同的吸附性。
井中泥岩剖面的扩散吸附电动势:1. 泥浆滤液矿化度低于地层水矿化度2. 泥岩具有渗透性3. 泥岩具有吸附阴离子的阳离子交换能力。
当井壁附近地层水和泥浆滤液矿化度都较低时，且Cw>Cmf时泥岩剖面上的扩散吸附电动势为：
在矿化度较低的情况下，溶液的电阻率与溶液的矿化度成反比关系，因此上式可写为：
三、氧化还原电位
地下煤层与其接触的溶液（地层水或钻井液）发生氧化还原反应，从而在其接触面上形成氧化还原电位，最终形成沿井身的自然电位异常。当煤层处于氧化状态时，可形成自然电位正异常；当煤层处于还原状态时，可形成自然电位的负异常。
无烟煤和石墨的氧化反应最强烈，自然电位曲线表现为正异常。
瘦煤、炼焦煤、肥煤氧化反应强度递减，其自然电位正异常依次减小。
气煤和褐煤处于还原状态且强度不大自然电位表现为不大的负异常。
由于烟煤中含有的金属硫化物氧化作用很强，因此烟煤的自然电位正异常与其所含的金属硫化物有关。
四、 过滤电动势
在岩石中，岩石颗粒之间形成很细的毛细管孔道，当泥浆柱的压力大于地层的压力时，泥浆滤液通过井壁在岩石孔道中流过，形成过滤电动势。
在砂泥岩剖面的井中的自然电场主要由砂岩井段的扩散电位和泥岩井段扩散吸附电位组成。在煤层中自然电位以氧化还原电位为主。
第二节 自然电位测井及曲线特征
一、自然电位测井（Spontaneous Potential Logging）
进行自然电位测井时将对比电极N放在地面测量电极M用电缆送至井下，提升M电极沿井轴测量自然电位随井深的变化曲线该曲线称为自然电位曲线（SP曲线）。
二、自然电位测井曲线的特征
静自然电位：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其电动势E总称为静自然电位SSP：
泥岩基线：均质、巨厚的泥岩地层所对应的自然电位曲线，即Eda的幅度。而Ed的幅度称为砂岩线。所以静自然电位SSP是均质、巨厚的砂岩地层的自然电位读数与泥岩基线的`幅
淡水泥浆上下围岩为泥岩有限厚度的砂岩的自然电位曲线特征：
1. 曲线关于地层中点对称，地层中点处异常值最大；
2. 地层越厚，ΔUSP越接近SSP，地层厚度变小，ΔUSP下降，且曲
ΔUSP≤SSP；
3. 当h>4d时，ΔUSP的半幅点对应地层的界面，较厚地层可用半幅点法确定地层界面，
地线顶部变尖，底部变宽度差。
层变薄时，不能用半幅点法分层。
4. 实测曲线与理论曲线特点基本相同，由于测井时受多方面因素的影响，实测曲线不如理论曲线规则。
使用自然电位曲线时应注意：
自然电位曲线没有绝对零点，是以泥岩井段的自然电位曲线幅度作基线；
砂泥岩剖面中自然电位曲线幅度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。
在砂泥岩剖面中，以泥岩作为基线，Cw>Cmf时，砂岩层段出现自然电位负异常；Cw 第三节 自然电位测井的影响因素 一、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值(Cw/Cmf)的影响二、岩性的影响 三、温度的影响四、地层水和泥浆滤液中含盐性质的影响 五、 地层电阻率的影响六、地层厚度的影响七、 井径扩大和泥浆侵入的影响 第四节 自然电位曲线的应用 一、划分渗透性岩层 在砂泥岩剖面中，当RwCmf)时，在自然电位曲线上，以泥岩为基线，出现负异常的井段可认为是渗透性岩层，其中纯砂岩井段出现最大的负异常；含泥质的砂岩层，负异常幅度较低，而且随泥质含量的增多，异常幅度下降。砂岩的ΔUSP还决定于砂岩渗透层孔隙中所含流体的性质，一般含水砂岩的 ΔU水SP比含油砂岩的ΔU油SP要高。 二、 估计泥质含量 1. 图版法 2. 利用经验公式估算： 三、 确定地层水电阻率Rw 1. 确定含水层的静自然电位SSP 2. 确定泥浆滤液等效电阻率Rmfe 3. 确定地层水电阻率Rw 四、判断水淹层 水淹层：含有注入水的储层。 SP曲线能够反映水淹层的条件及现象：当注入水与原地层水的及钻井液的矿化度不同时，与水淹层相邻的泥岩层出现基线偏移。偏移量的大小与水淹的程度有关。 第二章 普通电阻率测井 电阻率测井：是一类通过测量地层电阻率来研究井剖面地层性质的测井方法。普通电阻率测井包括梯度电极系测井、电位电极系测井。 第一节岩石电阻率与岩性、孔隙度、含有饱和度的关系 一、岩石电阻率与岩性的关系 离子导电的岩石主要靠连通孔隙中所含溶液中溶解的正负离子导电。 电子导电的岩石靠组成岩石颗粒本身的自由电子导电。金属矿物、无烟煤、石墨，以电子导电为主，电阻率极低。 二、岩石电阻率与地层水性质的关系 岩石骨架：组成沉积岩石的造岩矿物的固体颗粒部分叫做岩石骨架。岩石骨架主要靠很少的自由电子导电，其导电能力很差，因此沉积岩石的导电能力主要取决于所含地层水的电阻率。 1.地层水电阻率与地层水所含盐类化学成份的关系 2.地层水电阻率与矿化度和温度的关系 三、岩石电阻率与孔隙度的关系 沉积岩的导电能力主要取决于孔隙度和地层水电阻率Rw。岩石孔隙度越大或地层水的电阻率越低，岩石导电能力越强， 电阻率就越低；反之，则岩石导电能力差，岩石电阻率高。 四、含油岩石电阻率与含油气饱和度的关系 含油饱和度So ：含油孔隙体积占孔隙体积的百分比。含水饱和度Sw ：含水孔隙体积占孔隙体积的百分比。 阿尔奇（Archie）公式的应用: 1.确定地层孔隙度2.确定地层水电阻率和视地层水电阻率3.确定孔隙流体性质 第二节普通电阻率测井原理 普通电阻率测井研究的是稳定的电流场，电场强度E、电位U和电流密度J的关系： 一、均匀介质中的电阻率测量 U为：二、普通电阻率测量原理(p27) 电极系：能够在钻孔中实施供电和测量的装置。 电位电极系和梯度电极系电阻率公式的通式为 公式中K值随电极系不同而不同。电极系确定则K值为常数。沿井筒提升电极系，测量ΔU随井深的变化曲线，经横向比例刻度后即为岩层电阻率测井曲线，在均匀介质中所测得电阻率曲线应为一条直线。 三、非均匀介质中的电阻率测井 视电阻率Ra ：在井剖面的情况下，测量的电位差除了受地层真电阻率Rt影响外，还要受Ri、Rmc、Rs、Rm，井径d，侵入带直径D，以及地层厚度h和电极系结构等因素的影响，因此不能用均匀介质中的电阻率计算公式简单地求解地层的真电阻率。但是在井中实际测量的电位差，仍然可以代入公式计算电阻率，在这种复杂情况下求出的电阻率称为地层的视电阻率，用Ra表示。 四、电极系 1.电极系的分类 电极系：是由供电电极A、B和测量电极M、N按一定的相对位置、距离组成的测量系统。电极系一般三个电极在井下，一个电极在地面。 成对电极：下井的三个电极中两个在同一线路(供电线路或测量线路)中，或叫同名电极，如A和B、M和N。 不成对电极：另外一个和地面电极在同一线路（测量线路或供电线路）中，叫不成对电极或单电极。 据电极间的相对位置的不同，可以分为梯度电极系和电位电极系。 2. 电位电极系 不成对电极到成对电极中靠近它的那个电极之间的距离小于成对电极间距离的电极系为电位电极系。 3. 梯度电极系 单电极到成对电极中靠近它的那个电极之间的距离大于成对电极间距离的电极系为梯度电极系。梯度电极系的深度记录点O在成对电极的中点。单电极距到O点的距离是梯度电极系的电极距。
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