電磁探傷測井技術(shù)要點(diǎn)課件

1、李澤田 2010年04月電磁探傷測井及在勝利油田的應(yīng)用 7/28/2022目錄摘要、引言一、電磁探傷測井的原理二、應(yīng)用實(shí)例三、結(jié)論7/28/2022 電磁探傷測井儀（EMDS-TM-42E）成功地解決了在油管內(nèi)檢測油管和套管的厚度、腐蝕、變形破裂等問題，可準(zhǔn)確指示井下管柱結(jié)構(gòu)、工具位置，并能探測套管以外的鐵磁性物質(zhì)。對該儀器的測量原理以及在勝利油田應(yīng)用效果進(jìn)行了系統(tǒng)分析，為現(xiàn)場作業(yè)提供了科學(xué)依據(jù)。摘要 7/28/2022 引言 用機(jī)械、聲波、光學(xué)、放射性等方法只能檢查單層管柱的變化和套損，不能檢查多層管柱的腐蝕和厚度變化情況。電磁探傷測井儀（EMDS-TM-42E）可在油管內(nèi)檢測油管和套管的損

2、壞情況，以及在套管內(nèi)檢測套管和表層套管的損壞情況。本文闡述EMDS-TM-42E電磁探傷儀的工作原理，并對其在油田工程測井的應(yīng)用效果進(jìn)行分析。7/28/2022 電磁探傷儀的物理基礎(chǔ)是法拉第電磁感應(yīng)定律。給發(fā)射線圈供一電流，接收線圈產(chǎn)生隨時(shí)間變化的感應(yīng)電動勢。 式中：-磁通量，S-線圈截面積，B-磁場強(qiáng)度 當(dāng)鋼管（油套管）厚度變化或存在缺陷時(shí)，感應(yīng)電動勢將發(fā)生變化，通過分析和計(jì)算，在單、雙層管柱結(jié)構(gòu)下，可判斷管柱的裂縫和孔洞，得到管柱的壁厚。一、電磁探傷測井原理7/28/20222、單層管柱結(jié)構(gòu)，感應(yīng)電動勢函數(shù)表達(dá)式為 (1) 式中：T-套管厚度，-套管磁導(dǎo)率，-套管電導(dǎo)率 D-套管外徑，t-

3、時(shí)間。3、雙層管柱結(jié)構(gòu)時(shí) (2) 式中： T1、T2-內(nèi)外管柱的厚度 在正常情況下，鋼管磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、外徑D和時(shí)間t都已知，只有鋼管壁厚T未知。因此，測得感應(yīng)電動勢1、2時(shí)，就可以得到內(nèi)、外管壁厚度T1、T2 即方程（1）、（2）的聯(lián)立解，此時(shí)計(jì)算出的管壁厚度是平均壁厚。 電磁探傷測井原理7/28/2022上扶正器伽馬探頭井溫探頭下扶正器短軸探頭C橫向探頭B長軸探頭A 儀器結(jié)構(gòu) 電磁探傷測井儀由上、下扶正器，縱向長軸探頭 A、縱向短軸探頭 C、橫向探頭B、 伽馬探頭和井溫探頭組成。其中，探頭A、B、C用來檢測套管的損傷，井溫探頭用來測量井內(nèi)流體的溫度變化，伽馬探頭用來測量校深曲線。7/28/

4、2022 測井時(shí)由地面系統(tǒng)給發(fā)射線圈一個(gè)恒定的正直流脈沖，整個(gè)周期為480ms，其中分為兩個(gè)發(fā)射周期和兩個(gè)測量周期，供給發(fā)射探頭的是一個(gè)強(qiáng)的直流脈沖，斷開供電電流的時(shí)間（120ms），在接收線圈中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢,并且感應(yīng)電動勢幅度呈指數(shù)衰減，A、B、C探頭在不同時(shí)間進(jìn)行信息采集，可獲得內(nèi)、外管柱的技術(shù)狀況。理論分析表明，如果鋼管的厚度（T1+T2或T1）越大；感應(yīng)電動勢的衰減就緩慢，反之，感應(yīng)電動勢的衰減就較快。在感應(yīng)電動勢的衰減480ms0較快的時(shí)間段是來自內(nèi)管的變化，衰減緩慢的時(shí)間段主要表示內(nèi)外管的變化。在內(nèi)管初步確定以后，影響感應(yīng)電動勢衰減因素就是外管，因此在感應(yīng)電動勢的衰減過程中

5、測量，用這種方法可把內(nèi)、外管對測量的影響區(qū)別開。 120ms 信息采集方法 7/28/2022管壁厚度探測范圍 3-12mm被探測管的直徑 63324mm確定管壁厚度基本誤差 單管結(jié)構(gòu) 0.5mm 多管結(jié)構(gòu) 1.5mm裂縫型缺陷最小長度： 沿管軸方向2.5 50mm 沿管軸方向5.5 70mm 過油管的5.5 150mm 管軸橫向 1/4圓周長技術(shù)指標(biāo)7/28/2022外形尺寸： 下井儀直徑 43mm 下井儀長度（不包括扶正器） 2850mm耐壓 100MPa 耐溫 140技術(shù)指標(biāo)7/28/2022C探頭用于探查第一層管柱（內(nèi)管）的縱向損傷缺陷。該探頭測量五條曲線，編號UC1UC5，隨曲線編號

6、數(shù)增加，探測深度相應(yīng)增大。A探頭記錄九條曲線，其編號從UA1UA9，A探頭具有大的探測范圍和探測深度，利用它提供的第一層（內(nèi)層）和第二層管柱信息，可得到單層管柱厚度、雙層管柱厚度、確定外管的縱向裂縫、及內(nèi)外管的腐蝕；如果所測的井內(nèi)存在第三層管柱，A探頭也可提供有關(guān)第三層管柱的信息。橫向探頭B用于探查第一層管柱的橫向損傷缺陷。B探頭測量四條曲線，其編號為UB1UB4，B探頭的徑向測量深度隨著曲線編號的增加而增大。 測井曲線及作用 7/28/2022測井曲線及作用 EMDS-TM-42E儀器對不同裂縫的響應(yīng) 左圖是在模型井中電磁探傷測井圖，可見探頭B主要受橫向損傷的影響；探頭A、C主要受縱向損傷的

7、影響。井溫測井曲線用于了解流體的流經(jīng)位置及管外竄槽情況。自然伽馬測井曲線用于用于深度校正。7/28/2022 電磁探傷儀主要特點(diǎn) 可過油管測量，檢測多層管柱的損壞情況；儀器的小直徑使測井成功率大大提高；可以在正常生產(chǎn)的情況下進(jìn)行測井，測量結(jié)果不受井內(nèi)泥漿類型、套管壁上的石蠟等井內(nèi)物質(zhì)的影響。7/28/2022 二、應(yīng)用實(shí)例 電磁探傷測井可透過內(nèi)層鋼管探測外層鋼管的壁厚和損壞裂縫、錯(cuò)斷、變形、腐蝕、漏失、射孔井段、內(nèi)外管的厚度等；可準(zhǔn)確指示井下管柱結(jié)構(gòu)、工具位置和套管以外的鐵磁性物質(zhì)（如套管扶正器、表層套管等）。7/28/2022套管質(zhì)量評價(jià)-電磁探傷測井7/28/2022電磁探傷儀在實(shí)際測井中

8、的應(yīng)用：7/28/2022 檢查套管補(bǔ)貼情況 XX-1井電磁探傷曲線圖補(bǔ)貼套管段標(biāo)準(zhǔn)套管 XX-1井電磁探傷 在油層套管內(nèi)測井，資料見左圖。從圖中可明顯看出補(bǔ)貼厚度，套管補(bǔ)貼 的頂界深度為2955.7m，底界深度為3045.9m，并且可見標(biāo)準(zhǔn)套管。 7/28/2022 油管中檢測出套管損壞 XX-2井電磁探傷曲線圖 XX-2井電磁探傷在油管內(nèi)測井，資料左圖。從圖中可明顯看出，487497米，探測深度較深的UA8測井曲線上有偏小的異常。計(jì)算得到油管厚度T1曲線正常，說明油管正常無損傷；套管厚度T2曲線變小，壁厚比正常值約小2.5mm，說明套管有損傷。該處套管受到嚴(yán)重腐蝕，可能出現(xiàn)套漏。該解釋結(jié)果

9、在修井作業(yè)中得到證實(shí)。7/28/2022指示管柱結(jié)構(gòu)XX-3井電磁探傷曲線圖 XX-3井電磁探傷為光套管內(nèi)測井，資料左圖，該井的電磁探傷測井解釋圖，明顯顯示出套管厚度、下深，套管扶正器、射孔位置位置等。套管扶正器標(biāo)準(zhǔn)套管射孔7/28/2022檢測油層套管裂縫層 XX-4井電磁探傷曲線圖 XX-4井電磁探傷在油層套管內(nèi)測井，資料見左圖，104.46米UA8、UC3有顯示，UB3不明顯，說明為縱向裂縫，破損嚴(yán)重，需進(jìn)行補(bǔ)貼。該井測量結(jié)果與照片一致。7/28/2022檢測出套管脫落 外層套管接箍脫開XX-5井中所示箭頭位置所有探頭曲線均有明顯負(fù)異常，且異常套管長度比相鄰的套管長，說明此處已脫開，并且在脫開處可以顯示到內(nèi)層套管接箍位置。XX-5井電磁探傷曲線圖XX-5井電磁探傷曲線圖 7/28/2022檢測出油層套管內(nèi)外壁損傷 正異常負(fù)異常XX-6井電磁探傷曲線圖 XX-6井中，在9.1m處探測深度較淺的探頭曲線有負(fù)異常顯示，而探測深度較深的探頭曲線有正異常顯示，表明在第一層和第二層套管之間有金屬存在，并且在第一層套管內(nèi)壁有金屬缺失。 7/28/2022三、結(jié)論 （1）電磁探傷測井儀能在油管內(nèi)檢測油水井各層管柱的壁厚變化及破損情況，節(jié)省檢查套損時(shí)起下油管的時(shí)間和作業(yè)費(fèi)用，節(jié)約成本，提高工作效率。（2）電磁探傷測井儀在測量多層管柱時(shí)，可以識別套管外部的表層套管、套管扶正器及各種