電磁探傷測井技術(shù)PPT演示文稿

1、目錄目錄摘要摘要、引言、引言一、電磁探傷測井的原理一、電磁探傷測井的原理二、應(yīng)用實例二、應(yīng)用實例三、結(jié)論三、結(jié)論 電磁探傷測井儀（電磁探傷測井儀（emds-tm-42e）成功地解）成功地解決了在油管內(nèi)檢測油管和套管的厚度、腐蝕、變決了在油管內(nèi)檢測油管和套管的厚度、腐蝕、變形破裂等問題，可準確指示井下管柱結(jié)構(gòu)、工具形破裂等問題，可準確指示井下管柱結(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)用效果進行了系器的測量原理以及在勝利油田應(yīng)用效果進行了系統(tǒng)分析，為現(xiàn)場作業(yè)提供了科學(xué)依據(jù)。統(tǒng)分析，為現(xiàn)場作業(yè)提供了科學(xué)依據(jù)。摘要摘要

2、 引言引言 用機械、聲波、光學(xué)、放射性等方法只能檢用機械、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（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壞情況，）可在油管內(nèi)檢測油管和套管的損壞情況，以及在套管內(nèi)檢測套管和表層套管的損壞情況。以及在套管內(nèi)檢測套管和表層套管的損壞情況。本文闡述本文闡述emds-tm-42e電磁探傷儀的工作原理，電磁探傷儀的工作原理，并對其在油田工程測井的應(yīng)用效果進行分析并對其在油田工程測井的應(yīng)用效果進行分析。 電磁探傷儀的

3、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-磁場強度 當鋼管（油套管）厚度變化或存在缺陷時，感應(yīng)電動勢將發(fā)生變化，通過分析和計算，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。bdsddtd 2、單層管柱結(jié)構(gòu)，感應(yīng)電動勢函數(shù)表達式為 (1) n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-時間。3、雙層管柱結(jié)構(gòu)時 (2) n式中： t1、t2-內(nèi)外管柱的厚度 在正常情況下，鋼管磁導(dǎo)率在正常情況下，鋼管磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、電導(dǎo)率、外徑、外徑d d和時間和時間t t都已知，只有鋼管壁厚都

4、已知，只有鋼管壁厚t t未知。因此，測得感未知。因此，測得感應(yīng)電動勢應(yīng)電動勢1 1、2 2時，就可以得到內(nèi)、外管壁厚度時，就可以得到內(nèi)、外管壁厚度t t1 1、t t2 2 即方程即方程（1 1）、（）、（2 2）的聯(lián)立解的聯(lián)立解 ，此時計算出的管此時計算出的管壁厚度是平均壁厚。壁厚度是平均壁厚。) , , , , (1tdtf ) , , , , , , , , (212121212tddttf 上扶正器上扶正器伽馬探頭伽馬探頭井溫探頭井溫探頭下扶正器下扶正器短軸探頭短軸探頭c c橫向探頭橫向探頭b b長軸探頭長軸探頭a a 儀器結(jié)構(gòu)儀器結(jié)構(gòu) 電磁探傷測井儀由電磁探傷測井儀由上、下扶正器，上

5、、下扶正器，縱向縱向長軸探頭長軸探頭 a a、縱向縱向短短軸探頭軸探頭 c c、橫向探頭、橫向探頭b b、 伽馬探頭和井溫伽馬探頭和井溫探頭組成。其中，探探頭組成。其中，探頭頭a a、b b、c c用來檢測用來檢測套管的損傷，井溫探套管的損傷，井溫探頭用來測量井內(nèi)流體頭用來測量井內(nèi)流體的溫度變化，伽馬探的溫度變化，伽馬探頭用來測量校深曲線頭用來測量校深曲線。 測井時由地面系統(tǒng)給發(fā)射線圈一個恒定的正直流脈沖，整個周期測井時由地面系統(tǒng)給發(fā)射線圈一個恒定的正直流脈沖，整個周期為為480ms480ms，其中分為兩個發(fā)射周期和兩個測量周期，供給發(fā)射探頭的，其中分為兩個發(fā)射周期和兩個測量周期，供給發(fā)射探頭

6、的是一個強的直流脈沖，斷開供電電流的時間（是一個強的直流脈沖，斷開供電電流的時間（120ms120ms），在接收線圈），在接收線圈中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢中產(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，并且感應(yīng)電動勢幅度呈指數(shù)衰減，a a、b b、c c探頭在不同時間進行信息采集，可獲得內(nèi)、外管柱的技術(shù)狀況。理論探頭在不同時間進行信息采集，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（分析表明，如果鋼管的厚度（t1+t2t1+t2或或t1t1 ）越大；感應(yīng)電動勢的衰減）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)電動勢的衰減就緩慢，反之，感應(yīng)電動勢的衰

7、減就較快。在感應(yīng)電動勢的衰減480ms0較快的時間段是來自內(nèi)管的變較快的時間段是來自內(nèi)管的變化，衰減緩慢的時間段主要表化，衰減緩慢的時間段主要表示內(nèi)外管的變化。在內(nèi)管初步示內(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)減因素就是外管，因此在感應(yīng)電動勢的衰減過程中測量，用電動勢的衰減過程中測量，用這種方法可把內(nèi)、外管對測量這種方法可把內(nèi)、外管對測量的影響區(qū)別開。的影響區(qū)別開。 120ms 信息采集方法信息采集方法 管壁厚度探測范圍管壁厚度探測范圍 3-12mm3-12mm被探測管的直徑被探測管的直徑 6363324mm324mm確定管壁厚度

8、基本誤差確定管壁厚度基本誤差 單管結(jié)構(gòu)單管結(jié)構(gòu) 0.5mm0.5mm 多管結(jié)構(gòu)多管結(jié)構(gòu) 1.5mm1.5mm裂縫型缺陷最小長度：裂縫型缺陷最小長度： 沿管軸方向沿管軸方向2.5 50mm2.5 50mm 沿管軸方向沿管軸方向5.5 70mm5.5 70mm 過油管的過油管的5.5 150mm5.5 150mm 管軸橫向管軸橫向 1/41/4圓周長圓周長技術(shù)指標技術(shù)指標外形尺寸：外形尺寸： 下井儀直徑下井儀直徑 43mm43mm 下井儀長度（不包括扶正器）下井儀長度（不包括扶正器） 2850mm2850mm耐壓耐壓 100mpa 100mpa 耐溫耐溫 140140技術(shù)指標技術(shù)指標c c探頭用于

9、探查第一層管柱（內(nèi)管）的探頭用于探查第一層管柱（內(nèi)管）的縱向縱向損傷缺陷。損傷缺陷。該探頭測量五條曲線，編號該探頭測量五條曲線，編號uc1uc1uc5uc5，隨曲線編號數(shù)增加，隨曲線編號數(shù)增加，探測深度相應(yīng)增大。探測深度相應(yīng)增大。a a探頭記錄九條曲線，其編號從探頭記錄九條曲線，其編號從ua1ua1ua9ua9，a a探頭具有大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、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)確定外管的

10、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，存在第三層管柱，a a探頭也可提供有關(guān)第三層管柱的信息探頭也可提供有關(guān)第三層管柱的信息。橫向探頭橫向探頭b b用于探查第一層管柱的橫向損傷缺陷。用于探查第一層管柱的橫向損傷缺陷。b b探頭探頭測量四條曲線，其編號為測量四條曲線，其編號為ub1ub1ub4ub4，b b探頭的徑向測量深探頭的徑向測量深度隨著曲線編號的增加而增大。度隨著曲線編號的增加而增大。 測井曲線及作用測井曲線及作用 測井曲線及作用測井曲線及作用 emds-tm-42e儀器對不同裂縫的響應(yīng)儀器對不同裂縫的響應(yīng) 左圖是在模型井中電左圖是在模型井中電磁探傷測井圖，可見磁探傷測

11、井圖，可見探頭探頭b b主要受橫向損傷主要受橫向損傷的影響；探頭的影響；探頭a a、c c主主要受要受縱向縱向損傷的影響損傷的影響。井溫測井曲線用于。井溫測井曲線用于了解流體的流經(jīng)位置了解流體的流經(jīng)位置及管外竄槽情況。自及管外竄槽情況。自然伽馬測井曲線用于然伽馬測井曲線用于用于深度校正。用于深度校正。 電磁探傷儀主要特點電磁探傷儀主要特點 可過油管測量，檢測多層管柱的損壞情況；儀可過油管測量，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)的情況下進行測井，測量結(jié)果不受井內(nèi)泥漿生產(chǎn)的情況下進行測井，測量結(jié)果不受井內(nèi)泥漿類型、套管

12、壁上的石蠟等井內(nèi)物質(zhì)的影響。類型、套管壁上的石蠟等井內(nèi)物質(zhì)的影響。 二、應(yīng)用實例二、應(yīng)用實例 電磁探傷測井可透過內(nèi)層鋼管探測外層鋼管的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壁厚和損壞裂縫、錯斷、變形、腐蝕、漏失、裂縫、錯斷、變形、腐蝕、漏失、射孔井段、內(nèi)外管的厚度等；可準確指示井下管射孔井段、內(nèi)外管的厚度等；可準確指示井下管柱結(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）。套管扶正器、表層套管等）。電磁探傷儀在實際測井中的應(yīng)用：電磁探傷儀在實際測井中的應(yīng)用： 檢查套管補貼情況檢查套管補貼情況 xx-1 xx-1井電磁探傷曲

13、線圖井電磁探傷曲線圖補貼補貼套管段套管段標準標準套管套管 xx-1xx-1井電磁探傷井電磁探傷 在油層套管內(nèi)測井在油層套管內(nèi)測井，資料見左圖。從，資料見左圖。從圖中可明顯看出補圖中可明顯看出補貼厚度，套管補貼貼厚度，套管補貼 的頂界深度為的頂界深度為2955.72955.7m m，底界深度底界深度為為3045.93045.9m m，并且可并且可見標準套管。見標準套管。 油管中檢測出套管損壞油管中檢測出套管損壞 xx-2xx-2井電磁探傷曲線圖井電磁探傷曲線圖 xx-2xx-2井電磁探傷在油管內(nèi)井電磁探傷在油管內(nèi)測井，資料左圖。從圖中可測井，資料左圖。從圖中可明顯看出，明顯看出，48748749

14、7497米，探米，探測深度較深的測深度較深的ua8ua8測井曲線測井曲線上有偏小的異常。計算得到上有偏小的異常。計算得到油管厚度油管厚度t1t1曲線正常，說明曲線正常，說明油管正常無損傷；套管厚度油管正常無損傷；套管厚度t2t2曲線變小，壁厚比正常值曲線變小，壁厚比正常值約小約小2.5mm2.5mm，說明套管有損，說明套管有損傷。該處套管受到嚴重腐蝕傷。該處套管受到嚴重腐蝕，可能出現(xiàn)套漏。該解釋結(jié)，可能出現(xiàn)套漏。該解釋結(jié)果在修井作業(yè)中得到證實。果在修井作業(yè)中得到證實。指示管柱結(jié)構(gòu)指示管柱結(jié)構(gòu)xx-3井電磁探傷曲線圖井電磁探傷曲線圖 xx-3 xx-3井電磁探傷井電磁探傷為光套管內(nèi)測井為光套管內(nèi)

15、測井，資料左圖，該，資料左圖，該井的電磁探傷測井的電磁探傷測井解釋圖，明顯井解釋圖，明顯顯示出套管厚度顯示出套管厚度、下深，套管扶、下深，套管扶正器、射孔位置正器、射孔位置位置等。位置等。套管套管扶正器扶正器標準標準套管套管射孔射孔檢測油層套管裂縫層檢測油層套管裂縫層 xx-4xx-4井電磁探傷曲線圖井電磁探傷曲線圖 xx-4xx-4井電磁探傷在井電磁探傷在油層油層套管套管內(nèi)測井，資料見左圖內(nèi)測井，資料見左圖，104.46104.46米米ua8ua8、uc3uc3有顯有顯示，示，ub3ub3不明顯，說明為縱不明顯，說明為縱向裂縫，破損嚴重，需進向裂縫，破損嚴重，需進行補貼。該井測量結(jié)果與行補貼

16、。該井測量結(jié)果與照片一致。照片一致。檢測出套管脫落檢測出套管脫落 外層套管外層套管接箍接箍脫開脫開xx-5xx-5井中所示箭頭位置所有探頭曲線均有明顯負異常，且異常套管長度比相井中所示箭頭位置所有探頭曲線均有明顯負異常，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。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-5xx-5井電磁探傷曲線圖井電磁探傷曲線圖 檢測出油層套管內(nèi)外壁損傷檢測出油層套管內(nèi)外壁損傷 正異常正異常負異負異常常xx-6xx-6井電磁探傷曲線圖井電磁探傷曲線圖 xx-6xx-6井中，在井中

17、，在9.1m9.1m處探測深度較淺的探頭曲線有負異常顯示，處探測深度較淺的探頭曲線有負異常顯示，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。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。 三、結(jié)論三、結(jié)論 （1 1）電磁探傷測井儀能在油管內(nèi)檢測油水井各層管柱的）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)省檢查套損時起下油管的時間和壁厚變化及破損情況，節(jié)省檢查套損時起下油管的時間和作業(yè)費用，節(jié)約成本，提高工作效率。作業(yè)費用，節(jié)約成本，提高工作效率。（2 2）電磁探傷測井儀在測量多層管柱時，可以識別套）電磁探傷測井儀在測量多層管柱時，可以識別套管外部的表層套管、套管扶正器及各種管柱結(jié)構(gòu)。管外部的表層套管、套管扶正器及各