套管質量檢查測井技術課件

套管質量檢查測井技術

套管質量檢查測井技術

前言

隨著油田的開發(fā)，套損現(xiàn)象越來越嚴重；據(jù)統(tǒng)計,我油田2003年套損井45口，2004年63口，2005年75口，2006年113口，2007年122口，套管損壞有逐年增加的趨勢。嚴重的套損不僅導致本井停產(chǎn)，而且也影響到鄰井乃至區(qū)塊的正常開發(fā)，對油田開發(fā)生產(chǎn)造成較大影響，成為制約油田挖潛、阻礙油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的重要問題，因此，了解油水井井下管柱技術狀況，及時進行套損井綜合治理和預防是油田后期開發(fā)的重要工作之一。目前我公司對套管質量進行檢測的測井方法主要有四十臂井徑、十六臂井徑、井壁超聲電視和電磁探傷等。前言隨著油田的開發(fā)，套損現(xiàn)象越來越嚴重；據(jù)腐蝕穿孔破裂斷落斷口周圍有坑槽帶腐蝕穿孔破裂斷落斷口周圍有坑槽帶

40臂井徑測井

40臂井徑測井是檢查套管腐蝕、破裂、變形等各種異常情況的一種測井方法。儀器的40條井徑臂都是獨立工作的。測井時，每一深度點都有一個張開最大和最小的井徑臂分別觸發(fā)兩個繼電器，從而記錄下該深度點的最小內徑和剩余壁厚值。連續(xù)測井時，則記錄下沿深度變化的最小內徑和剩余壁厚曲線。根據(jù)這兩條曲線就可以判斷套管狀況。儀器測量精度為0.5mm。40臂井徑測井40臂井徑測井40臂井徑測井儀實物圖40臂井徑測井儀實物圖剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑

井40臂井徑測井成果圖46

井X-Y井徑測井成果圖46井40臂井徑測井成果圖46井X-十六臂井徑測井

通過十六個獨立測量臂與套管接觸，將套管內壁的變化轉換成電信號并傳送到地面采集系統(tǒng)，經(jīng)解釋處理后，可顯示十六條井徑曲線和最大井徑、最小井徑及平均井徑曲線，同時可處理出套管三維立體圖以及內壁彩色成像效果圖，套管內壁狀況在360o范圍內可視。十六臂井徑測井通過十六個獨立測量臂與套管接觸，將套管十六臂井徑測井儀器技術指標外徑：70mm長度：2000mm耐溫：125℃（

150℃）耐壓：60Mpa（80Mpa）測井速度：600m/h～1000m/h采樣間隔：1.0cm、2.0cm、2.5cm、5.0cm測量范圍：74mm～188mm分辨率：0.46mm十六臂井徑測井儀器技術指標16臂井徑測井儀實物圖16臂井徑測井儀測井圖十六臂井徑測井16臂井徑測井儀實物圖16臂井徑測井儀測井圖十六臂井徑測井超聲井壁成像測井

超聲成像測井是用超聲波作為信息載體，通過向井壁發(fā)射超聲波，并接收其反射回波而成像。儀器的超聲換能器(探頭)由電機帶動繞井軸旋轉，對井壁進行掃描。儀器探頭每秒鐘旋轉5周，每周發(fā)射并接收512次超聲波信號，通過對超聲波信號進行處理，形成回波幅度和回波時間圖象。由于回波幅度反映井壁的物理特性，回波時間反應井眼形態(tài)，因此根據(jù)超聲電視圖象就可直觀地判斷套管狀況。超聲井壁成像測井超聲成像測井是用超聲波作為信超聲井壁成像測井儀器技術指標

外徑：46mm

長度：3200mm

測量范圍：60mm-254mm+2mm

耐溫：1250C

耐壓：60MPa

分辨率：縱向裂縫：2mm

孔眼直徑：8mm超聲井壁成像測井儀器技術指標超聲成象測井原理示意圖超聲換能器掃描跡線入射波與反射波方位線圈上提每秒鐘5圈井壁超聲成象測井原理示意圖超聲換能器掃描跡線入射波方位線圈上提每超聲成像測井的數(shù)據(jù)采集

井下超聲成像測井需要有足夠均勻和密集的數(shù)據(jù)采樣間隔，以保證測井數(shù)據(jù)能夠較好的覆蓋探測范圍，從而達到較高的探測精度。井下儀測井時，換能器在井中一邊勻速旋轉一邊勻速上移，很顯然，換能器聲束在井壁上的掃描線將是一條螺旋線。超聲成像測井的數(shù)據(jù)采集井下超聲成像測井需要有足超聲成像測井儀采樣示意圖超聲成像測井儀采樣示意圖超聲成像測井采樣間隔

當井眼直徑d為124mm、測井速度V為每小時90米、換能器每秒旋轉速度n為5周、每周發(fā)射聲脈沖的次數(shù)fr為512時，井下成像測井的縱向采樣間隔SZ和周向采樣間隔SΦ分別為:

超聲成像測井采樣間隔當井眼直徑d為124m

井超聲成像測井成果圖314井超聲成像測井成果圖314

井超聲成像測井成果圖2021井超聲成像測井成果圖2021

井超聲成像測井成果圖4021井超聲成像測井成果圖4021

電磁探傷儀的物理基礎是電磁感應原理即法拉弟電磁感應定律。給繞線螺線管通以直流電，在螺線管周圍產(chǎn)生一個恒定磁場，當斷開直流電后在螺線管周圍產(chǎn)生一個同原磁場方向相反的磁場，該磁場在線圈中便產(chǎn)生一個隨時間而衰減的感應電動勢即：

其中：ε為感應電動勢；s線圈面積（S=S1NK），S1為單一線圈面積、N為線圈匝數(shù)、K為磁常數(shù)；B為磁通量。

電磁探傷測井原理電磁探傷儀的物理基礎是電磁感應原理即法拉弟電1、單層管柱結構，感應電動勢ε函數(shù)表達式為

ε1=f(T,μ,σ,D,t)

式中：T-套管厚度μ-套管磁導率σ-套管電導率

D-套管外徑t-溫度。2、雙層管柱（如有油管和套管）結構時

ε2=f（T1T2μ1μ2σ1σ2D1D2tEX）式中：

T1，T2——油管、套管厚度μ1，μ2——油管、套管磁導率б1，б2——油管、套管電導率

D1，D2——油管、套管直徑

t——溫度Ex——介質幾何形狀和幾何位置的校正系數(shù)。

電磁探傷測井原理1、單層管柱結構，感應電動勢ε函數(shù)表達式為電磁探傷測

在正常情況下，鋼管磁導率μ、電導率σ、外徑D和井內溫度t都已知，只有鋼管壁厚T未知。因此，測得感應電動勢ε1、ε2時，就可以得到內、外管壁厚度T1、T2[即方程（1）、（2）的聯(lián)立解]此時計算出的管壁厚度，是損壞部位的均勻壁厚（視厚度）。如果鋼管有損傷，那么μ、σ等參數(shù)就會變化，感應電動勢即相應地隨之變化，測得的感應電動勢的變化反映了套管的損壞情況,這就是“探傷”的原理。（該儀器帶有溫度探頭，可以輔助判斷流體的竄漏）電磁探傷測井原理電磁探傷測井原理上扶正器伽馬探頭下扶正器井溫探頭長軸探頭A橫向探頭B短軸探頭C電磁探傷儀器結構示意圖上扶正器伽馬探頭下扶正器井溫探頭長軸探頭A橫向探頭B短軸探頭

長度：2100mm

外徑：42mm適應管柱直徑：63—342mm

耐溫：120oC適應管柱厚度：3—12mm

耐壓：80MPa

測量精度：單套0.5mm，雙套內管0.5mm，外管1.5mm

縱向裂縫分辨率：內層管柱75mm；外層管柱200mm。橫向裂縫分辨率：管柱周長的1/3（內層管柱）

儀器的技術指標長度：2100mm儀器的技術指標電磁探傷模擬測井實驗TEXPUUA1UUB1UUC1ⅠⅡⅠⅡⅠⅡⅠⅡ電磁探傷模擬測井實驗TEXPUUA1UUB1UUC1ⅠⅡⅠⅡ電磁探傷模擬測井實驗TEXPUUB1UUC1UUA1電磁探傷模擬測井實驗TEXPUUB1UUC1UUA1電磁探傷模擬測井實驗TEXPUUB1UUC1UUA1ⅠⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅡ

縫高縫寬

75mm1mm

100mm2mm

75mm2mm電磁探傷模擬測井實驗TEXPUUB1UUC1UUA1ⅠⅢⅠⅡ

在137米處，B電極曲線和C電極曲線有明顯的負異常，在A電極曲線上顯示雙峰，在噪聲曲線和壁厚曲線上也有異常顯示，可以推斷出，在137米處套管錯斷。1013電磁探傷成果圖電磁探傷實例在137米處，B電極曲線和C電極曲線有明顯的負異常

1417.0—1418米套管有損傷。在1430米的接箍上下的套管都有損傷。4-9井電磁探傷成果圖1417.0—1418米套管有損傷。4-9井電磁探傷成果

油管深度102.0米。38-25-18電磁探傷成果圖

表層套管深度115.4米。油管深度102.0米。38-25-18電磁探傷成果13-9C井側鉆開窗位置小套管頂部該井是側鉆井，未射孔而井口有油氣產(chǎn)出，經(jīng)電磁探傷測井，沒有發(fā)現(xiàn)套管有異常損傷，用井溫曲線判斷，流體是從小套管頂部溢出的，說明出液是由于固井不合格引起的。13-9C井側鉆開窗位置小套管頂部該井是側鉆井，未射孔而井口38-39-36電磁探傷成果圖該井1175.3-1180.0米為補貼處。1186.2—1188.6米套管有損傷。38-39-36電磁探傷成果圖該井1175.3-118H24-21C

電磁探傷成果圖1987.0米—1991.8米油管變形。H24-21C電磁探傷成果圖1987.0米—1991.8米38-32-426電磁探傷成果圖射孔層有明顯顯示,第一個射孔層上部,套管也有明顯的變形顯示。38-32-426電磁探傷成果圖射孔層有明顯顯示,第一個1671.7米-1474.0米有一丟封。H201-28電磁探傷成果圖1671.7米-1474.0米有一丟封。H201-28電

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套管質量檢查測井技術

前言

隨著油田的開發(fā)，套損現(xiàn)象越來越嚴重；據(jù)統(tǒng)計,我油田2003年套損井45口，2004年63口，2005年75口，2006年113口，2007年122口，套管損壞有逐年增加的趨勢。嚴重的套損不僅導致本井停產(chǎn)，而且也影響到鄰井乃至區(qū)塊的正常開發(fā)，對油田開發(fā)生產(chǎn)造成較大影響，成為制約油田挖潛、阻礙油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的重要問題，因此，了解油水井井下管柱技術狀況，及時進行套損井綜合治理和預防是油田后期開發(fā)的重要工作之一。目前我公司對套管質量進行檢測的測井方法主要有四十臂井徑、十六臂井徑、井壁超聲電視和電磁探傷等。前言隨著油田的開發(fā)，套損現(xiàn)象越來越嚴重；據(jù)腐蝕穿孔破裂斷落斷口周圍有坑槽帶腐蝕穿孔破裂斷落斷口周圍有坑槽帶

40臂井徑測井

40臂井徑測井是檢查套管腐蝕、破裂、變形等各種異常情況的一種測井方法。儀器的40條井徑臂都是獨立工作的。測井時，每一深度點都有一個張開最大和最小的井徑臂分別觸發(fā)兩個繼電器，從而記錄下該深度點的最小內徑和剩余壁厚值。連續(xù)測井時，則記錄下沿深度變化的最小內徑和剩余壁厚曲線。根據(jù)這兩條曲線就可以判斷套管狀況。儀器測量精度為0.5mm。40臂井徑測井40臂井徑測井40臂井徑測井儀實物圖40臂井徑測井儀實物圖剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑剩余壁厚最小內徑

井40臂井徑測井成果圖46

井X-Y井徑測井成果圖46井40臂井徑測井成果圖46井X-十六臂井徑測井

通過十六個獨立測量臂與套管接觸，將套管內壁的變化轉換成電信號并傳送到地面采集系統(tǒng)，經(jīng)解釋處理后，可顯示十六條井徑曲線和最大井徑、最小井徑及平均井徑曲線，同時可處理出套管三維立體圖以及內壁彩色成像效果圖，套管內壁狀況在360o范圍內可視。十六臂井徑測井通過十六個獨立測量臂與套管接觸，將套管十六臂井徑測井儀器技術指標外徑：70mm長度：2000mm耐溫：125℃（

150℃）耐壓：60Mpa（80Mpa）測井速度：600m/h～1000m/h采樣間隔：1.0cm、2.0cm、2.5cm、5.0cm測量范圍：74mm～188mm分辨率：0.46mm十六臂井徑測井儀器技術指標16臂井徑測井儀實物圖16臂井徑測井儀測井圖十六臂井徑測井16臂井徑測井儀實物圖16臂井徑測井儀測井圖十六臂井徑測井超聲井壁成像測井

超聲成像測井是用超聲波作為信息載體，通過向井壁發(fā)射超聲波，并接收其反射回波而成像。儀器的超聲換能器(探頭)由電機帶動繞井軸旋轉，對井壁進行掃描。儀器探頭每秒鐘旋轉5周，每周發(fā)射并接收512次超聲波信號，通過對超聲波信號進行處理，形成回波幅度和回波時間圖象。由于回波幅度反映井壁的物理特性，回波時間反應井眼形態(tài)，因此根據(jù)超聲電視圖象就可直觀地判斷套管狀況。超聲井壁成像測井超聲成像測井是用超聲波作為信超聲井壁成像測井儀器技術指標

外徑：46mm

長度：3200mm

測量范圍：60mm-254mm+2mm

耐溫：1250C

耐壓：60MPa

分辨率：縱向裂縫：2mm

孔眼直徑：8mm超聲井壁成像測井儀器技術指標超聲成象測井原理示意圖超聲換能器掃描跡線入射波與反射波方位線圈上提每秒鐘5圈井壁超聲成象測井原理示意圖超聲換能器掃描跡線入射波方位線圈上提每超聲成像測井的數(shù)據(jù)采集

井下超聲成像測井需要有足夠均勻和密集的數(shù)據(jù)采樣間隔，以保證測井數(shù)據(jù)能夠較好的覆蓋探測范圍，從而達到較高的探測精度。井下儀測井時，換能器在井中一邊勻速旋轉一邊勻速上移，很顯然，換能器聲束在井壁上的掃描線將是一條螺旋線。超聲成像測井的數(shù)據(jù)采集井下超聲成像測井需要有足超聲成像測井儀采樣示意圖超聲成像測井儀采樣示意圖超聲成像測井采樣間隔

當井眼直徑d為124mm、測井速度V為每小時90米、換能器每秒旋轉速度n為5周、每周發(fā)射聲脈沖的次數(shù)fr為512時，井下成像測井的縱向采樣間隔SZ和周向采樣間隔SΦ分別為:

超聲成像測井采樣間隔當井眼直徑d為124m

井超聲成像測井成果圖314井超聲成像測井成果圖314

井超聲成像測井成果圖2021井超聲成像測井成果圖2021

井超聲成像測井成果圖4021井超聲成像測井成果圖4021

電磁探傷儀的物理基礎是電磁感應原理即法拉弟電磁感應定律。給繞線螺線管通以直流電，在螺線管周圍產(chǎn)生一個恒定磁場，當斷開直流電后在螺線管周圍產(chǎn)生一個同原磁場方向相反的磁場，該磁場在線圈中便產(chǎn)生一個隨時間而衰減的感應電動勢即：

其中：ε為感應電動勢；s線圈面積（S=S1NK），S1為單一線圈面積、N為線圈匝數(shù)、K為磁常數(shù)；B為磁通量。

電磁探傷測井原理電磁探傷儀的物理基礎是電磁感應原理即法拉弟電1、單層管柱結構，感應電動勢ε函數(shù)表達式為

ε1=f(T,μ,σ,D,t)

式中：T-套管厚度μ-套管磁導率σ-套管電導率

D-套管外徑t-溫度。2、雙層管柱（如有油管和套管）結構時

ε2=f（T1T2μ1μ2σ1σ2D1D2tEX）式中：

T1，T2——油管、套管厚度μ1，μ2——油管、套管磁導率б1，б2——油管、套管電導率

D1，D2——油管、套管直徑

t——溫度Ex——介質幾何形狀和幾何位置的校正系數(shù)。

電磁探傷測井原理1、單層管柱結構，感應電動勢ε函數(shù)表達式為電磁探傷測

在正常情況下，鋼管磁導率μ、電導率σ、外徑D和井內溫度t都已知，只有鋼管壁厚T未知。因此，測得感應電動勢ε1、ε2時，就可以得到內、外管壁厚度T1、T2[即方程（1）、（2）的聯(lián)立解]此時計算出的管壁厚度，是損壞部位的均勻壁厚（視厚度）。如果鋼管有損傷，那么μ、σ等參數(shù)就會變化，感應電動勢即相應地隨之變化，測得的感應電動勢的變化反映了套管的損壞情況,這就是“探傷”的原理。（該儀器帶有溫度探頭，可以輔助判斷流體的竄漏）電磁探傷測井原理電磁探傷測井原理上扶正器伽馬探頭下扶正器井溫探頭長軸探頭A橫向探頭B短軸探頭C電磁探傷儀器結構示意圖上扶正器伽馬探頭下扶正器井溫探頭長軸探頭A橫向探頭B短軸探頭

長度：2100mm

外徑：42mm適應管柱直徑：63—342mm

耐溫：120oC適應管柱厚度：3—12mm

耐壓：80MPa

測量精度：單套0.5mm，雙套內管0.5mm，外管1.5mm

縱向裂縫分辨率：內層管柱75mm；外層管柱200mm。橫向裂縫分辨率：管柱周長的1/3（內層管柱）

儀器的技術指標長度：2100mm儀器的技術指標電磁探傷模擬測井實驗TEXPUUA1UUB1UUC1ⅠⅡⅠⅡⅠⅡⅠⅡ電磁探傷模擬測井實驗TEXPUUA1UUB1UUC1ⅠⅡⅠⅡ電磁探傷模擬測井實驗TEXPUUB1UUC1UUA1電磁探傷模擬測井實驗TEXPUUB1UUC1UUA1電磁探傷模擬測井實驗TEXPUUB1UUC