Показания СП представляют собой измерение разницы потенциалов между пассивным движущимся в стволе электродом и питающим электродом, расположенным на поверхности (в луже воды, прикрепленная к устью скважины или опущенная в морскую воду, если исследования ведутся на море). Существует 3 возможных источника электропотенциалов, вносящих вклад в показания СП:
1. Электрохимический потенциал Ес, состоящий из диффузионного и абсорбционного потенциалов
2. Электрокинетический потенциал Ек (иногда его называют движущимся или фильтрационным)
Сумма этих потенциалов является результатом измерения относительной величины СП. Потенциал, замеряемый электродами СП, представляет собой падение напряжения в ПЖ и выражается в mV. В связи с тем, что для нормального функционирования СП нужны каналы прохождения электрического тока, данный метод не будет работать в буровых растворах на нефтяной основе. Кроме того, сигнал может быть слабым или совсем отсутствовать, если нет разницы потенциала между скважиной и пластом, т.е. где Rmf=Rw.
Максимальная величина СП называется статической СП (ССП). ССП – это величина отклонения кривой СП, наблюдаемое при прохождении электрода от мощного, пористого, проницаемого, чистого, водоносного песчаника к мощному однородному пласту глины. ССП – величина СП, рассчитываемая по следующему уравнению:
SP=-K*log(aw/amf),
где
aw - химическая активность пластовой воды
amf - химическая активность фильтрата
К - коэффициент диффузионно-адсорбционного потенциала.
Ряд факторов могут повлиять на уменьшение максимальной амплитуды кривой:
1. Недостаточная толщина пласта препятствует росту амплитуды кривой напротив песчаника по причине соответствующего уменьшения площади сечения песчанистого разреза.
2. Увеличение диаметра ствола ведет к занижению амплитуды промывочной жидкостью по причине повышения площади сечения ствола скважины.
3. Из-за глубокого поглощения раствора пластом, область диффузионно-адсорбционного контакта перемещается глубже в пласт. Это занижает амплитуду в песчанике, т.к. увеличивается длина пути прохождения электрического тока.
4. Присутствие углеводородов уменьшает амплитуду песчанистого коллектора, т.к. нефть или газ обладают более высоким сопротивлением по сравнению с водой. Это приводит к большему падению потенциала при прохождении через песчаник, что в свою очередь ведет к подавлению амплитуды СП.
5. Наличие глинистых минералов ограничивает миграцию ионов Cl- и поддерживает миграцию ионов Na+ из-за преобладания отрицательных зарядов глинистых частиц.
6. Сильное уменьшение пористости и проницаемости.
Форма кривой СП приближающейся или удаляющейся от границы песчаник-глина контролируется относительным сопротивлением раствора, песчаника и глины. Точка изгиба кривой наблюдается на границе двух пластов. Данная точка может быть смещена ближе к одному из пластов в зависимости от их удельных сопротивлений, но в любом случае точка изгиба представляет собой границу двух пластов.
