基于岩石颗粒-溶液界面上双电层的分散结构和分散区内存在可以沿界面移动的离子这一特点，提出关于其产生机理的有代表性的两种假说：一是双电层形变假说，即在外电流作用下，岩石颗粒表面双电层分散区中的离子发生移动，形成双电层形变，三侧向测井公司，当外电流断掉后，堆积的离子放电，以恢复到平衡状态，从而观测到激发极化电场。
简单地说，就是电流流过宽窄不同的空隙时，形成离子浓度变化，当外电流断掉以后，由于离子的扩散作用，离子浓度将逐渐消失，恢复到原来的状态，与此同时形成扩散电位，这便是离子导体上观测到的激发极化。进一步的研究表明，矿物颗粒细小(如由黏土矿物组成）的岩石，充、放电速度很快，而颗粒较粗（如砂或砂砾组成）的岩石，充、放电速度则较慢。
在电阻率测井的初期，三侧向测井，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，三侧向测井设备，可以连续地测量出一条自然电位曲线，三侧向测井仪，如果把曲线正极电位作为基准，则曲线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。
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