MID-K俄羅斯多層管柱電磁探傷測井

1、俄羅斯多層管柱電磁探傷成像測井儀俄羅斯多層管柱電磁探傷成像測井儀MID-K 香港合創(chuàng)國際有限公司香港合創(chuàng)國際有限公司 一、引言一、引言 二、套管損壞檢查技術二、套管損壞檢查技術 三、三、MID-K多層管柱電磁探傷測井儀多層管柱電磁探傷測井儀四、測井及解釋軟件四、測井及解釋軟件五、儀器的優(yōu)點五、儀器的優(yōu)點 引言引言二、套管損壞檢查儀器對比二、套管損壞檢查儀器對比 項項 目目特特 點點儀器外徑儀器外徑斯倫貝謝公司斯倫貝謝公司PATPAT和和ETT-D ETT-D 測測井儀井儀 可檢查套管內壁的腐蝕及裂縫空洞，但不能給出套管處壁及厚度的變化。 儀器外徑大精度：1mm 哈里伯頓公司哈里伯頓公司 PIT

2、PIT測井儀測井儀 可檢查套管內壁的腐蝕及裂縫空洞，但不能給出套管處壁及厚度的變化。 儀器外徑大精度：1mmCJ18100CJ18100型組型組合測井儀合測井儀 確定變形部位；確定套管變形剩余壁厚、錯斷、彎曲、內外壁腐蝕以及射孔深度檢查，判斷套管腐蝕類型 。儀器外徑73mm,精度1mm36/6036/60臂井徑儀臂井徑儀 確定變形部位；初步確定套管變形、剩余壁厚、錯斷、彎曲、內壁腐蝕以及射孔深度檢查等。 89mm,精度1mm多層管柱電磁多層管柱電磁探傷成像儀探傷成像儀 在油管內探測套管的厚度、腐蝕、變形等問題，可準確指示井下管柱結構、工具位置，并能探測套管以外的鐵磁性物質（如套管扶正器、表層套

3、管等） 五個探頭五個探頭42MM精度：精度：0.5mm俄羅斯電磁探傷儀發(fā)展過程俄羅斯電磁探傷儀發(fā)展過程第一代：第一代：EMDS-42y ， 數(shù)字式電磁探傷儀數(shù)字式電磁探傷儀 厚度計及溫度計厚度計及溫度計，42mm，100/120度，度， 60/80兆帕兆帕第二代：第二代：EMDS-42， 數(shù)字式電磁探傷儀數(shù)字式電磁探傷儀 厚度計、溫度計及伽馬測井儀，厚度計、溫度計及伽馬測井儀，42mm，100/140度度 60/100兆帕兆帕第三代：第三代：MID-K，電磁探傷成像測井儀電磁探傷成像測井儀 厚度計、溫度計及伽馬測井儀，厚度計、溫度計及伽馬測井儀， 42mm，100/150度度, 60/120兆

4、帕兆帕 成像儀成像儀。MID-K MID-K 用途用途 包括一套數(shù)字式井下設備，有兩包括一套數(shù)字式井下設備，有兩個扶正器個扶正器；一套地面操作；一套地面操作面板面板，帶有一套電源和一套軟件，帶有一套電源和一套軟件. .可與筆記本類型電腦聯(lián)接使可與筆記本類型電腦聯(lián)接使用，并可聯(lián)入任何數(shù)字式用，并可聯(lián)入任何數(shù)字式野外野外測井測井設備設備 。電磁探傷成像測井儀電磁探傷成像測井儀 MIDKMIDK 的技術指標和測量精度的技術指標和測量精度 測量管道直徑及管道壁厚度范圍：測量管道直徑及管道壁厚度范圍：測量管道直徑最大值（測量管道直徑最大值（mmmm）測量管道直徑最小值（測量管道直徑最小值（mmmm） 測

5、量測量 兩管道壁厚合計最大值（兩管道壁厚合計最大值（mmmm） 324324 6262 2525單管道壁厚測量相對誤差（單管道壁厚測量相對誤差（mmmm） 0 0. .5 5穿過油管測量套管壁厚基本誤差（穿過油管測量套管壁厚基本誤差（mmmm） 1 1. .5 5“裂縫裂縫”類型縱向損傷最小長度應為類型縱向損傷最小長度應為: :2 2. .5”5”單管（單管（mmmm） 5 5.5.5”單管（單管（mmmm） 通過油管測量通過油管測量5 5.5.5”套管（套管（mmmm） 30 30 50 50 7 70 0管道橫向損傷最小長度管道橫向損傷最小長度: : 1/4 1/4 周長周長最高工作溫度最

6、高工作溫度( ( ) ) 42 mm ( 42 mm ( 45 mm) 45 mm) 120 (150)120 (150)最大工作壓力最大工作壓力( (MpaMpa ) ) 42 mm ( 42 mm ( 45 mm 45 mm） 100 (120)100 (120)井下設備尺寸直徑井下設備尺寸直徑( (mmmm) )帶扶正器時的長度帶扶正器時的長度( (mmmm) ) 42 mm ( 42 mm ( 45 mm) 45 mm) 42 (45)42 (45) 29502950 (1900) (1900)測量電纜類型測量電纜類型單芯單芯/ /多芯多芯 電磁探傷測井儀屬于磁測井系列，其理論基礎是電

7、磁感電磁探傷測井儀屬于磁測井系列，其理論基礎是電磁感應定律。給發(fā)射線圈通以直流電，在螺線管周圍產生一個穩(wěn)應定律。給發(fā)射線圈通以直流電，在螺線管周圍產生一個穩(wěn)定磁場，這個穩(wěn)恒磁場在油管和套管中便產生感生電流。當定磁場，這個穩(wěn)恒磁場在油管和套管中便產生感生電流。當斷開直流電后，該感生電流在接收線圈中便產生一個隨不同斷開直流電后，該感生電流在接收線圈中便產生一個隨不同時間而衰減的感應電動勢時間而衰減的感應電動勢，即，即式中式中: : 為接收線圈的感應電動勢；為接收線圈的感應電動勢；S S為接收線圈總面積為接收線圈總面積（S=KS1NS=KS1N，S1S1章一線圈面積、章一線圈面積、N N為線圈匝數(shù)；

8、為線圈匝數(shù)；K K為磁帶為磁帶常常數(shù)）；數(shù)）；為磁通量；為磁通量；B B為磁場強度。為磁場強度。 MIDK 的基本原理的基本原理 當一個磁探頭制作完成之后，參數(shù)當一個磁探頭制作完成之后，參數(shù)S S便成為儀器常數(shù)。給發(fā)射線圈提供一便成為儀器常數(shù)。給發(fā)射線圈提供一個恒定的正負直流脈沖，其幅度為個恒定的正負直流脈沖，其幅度為V V，脈沖寬度和脈沖間隔都是脈沖寬度和脈沖間隔都是200ms200ms，在脈，在脈沖間隔時間段，接收線圈完成對沖間隔時間段，接收線圈完成對的的測量。在直流時間段產生一定強度的測量。在直流時間段產生一定強度的磁場強度，在套管或油管中所產生感磁場強度，在套管或油管中所產生感生電流的

9、大小是由套管或油管的形狀、生電流的大小是由套管或油管的形狀、位置及其材料的電磁參數(shù)決定的，而位置及其材料的電磁參數(shù)決定的，而直流脈沖之后接收線圈中的磁場強度直流脈沖之后接收線圈中的磁場強度B B和磁通量變化率和磁通量變化率dd受感生電流大小的受感生電流大小的影響，因此，接受線圈中感生電動勢影響，因此，接受線圈中感生電動勢是套管或油管的形狀、位置及其材是套管或油管的形狀、位置及其材料電磁特性的函數(shù)。料電磁特性的函數(shù)。 MIDK 的基本原理的基本原理在單套管柱結構下，其函數(shù)表達式為在單套管柱結構下，其函數(shù)表達式為: :式中式中:T1-:T1-套管厚度；套管厚度；1-1-套管磁導率；套管磁導率；1-

10、1-套管電導率；套管電導率； D1-D1-套管外徑套管外徑; ; tctc-井內溫度。井內溫度。套管因射孔、腐蝕、機械加工和撞擊套管因射孔、腐蝕、機械加工和撞擊等原因造成套管磁導率等原因造成套管磁導率11和電導和電導率率11等參數(shù)發(fā)生改變，等參數(shù)發(fā)生改變，幅度值減小，由其計算的厚度值隨之減小。幅度值減小，由其計算的厚度值隨之減小。套管存在裂縫、挫斷和孔洞時套管存在裂縫、挫斷和孔洞時，導磁介質缺損，發(fā)生在套管上的感生電，導磁介質缺損，發(fā)生在套管上的感生電流減小，流減小，的幅度值減小，由其計算出的厚度值隨之減小。根據其幅度的幅度值減小，由其計算出的厚度值隨之減小。根據其幅度值，可評價套管的破損程度

11、，指出破損處是否還有鐵磁介質存在。值，可評價套管的破損程度，指出破損處是否還有鐵磁介質存在。套管在套管在縮徑或擴徑縮徑或擴徑的情況下，套管壁相對探頭在幾何位置上發(fā)生了變化，的情況下，套管壁相對探頭在幾何位置上發(fā)生了變化，的幅度值相應地增加或減小，在沒有損傷的情況下，套管厚度沒有變的幅度值相應地增加或減小，在沒有損傷的情況下，套管厚度沒有變化，反之套管厚度值小?；?，反之套管厚度值小。MIDK 的基本原理的基本原理在雙套柱結構下在雙套柱結構下, ,其函數(shù)表達式為其函數(shù)表達式為式中式中: -: -感生電動勢；感生電動勢；T1T1、T2T2為油管、套管厚度；為油管、套管厚度； 1, 2, 1, 2,

12、為油管、套管磁導率；為油管、套管磁導率； 11，22為油管、套管電導率；為油管、套管電導率； D1D1、D2D2為油管、套管外徑；為油管、套管外徑； tctc-井溫；井溫；EXEX為內、外管相對位置幾何校正系數(shù)為內、外管相對位置幾何校正系數(shù)。電磁探傷測井電磁探傷測井基本原理基本原理MIDK 的基本原理的基本原理MID-K 儀器結構儀器結構1 1上部扶正器；上部扶正器；2 2磁保護套；磁保護套；3 3電子模塊和伽馬探頭；電子模塊和伽馬探頭；4 4縱向探測頭；縱向探測頭；5,65,6橫向探測頭；橫向探測頭；7 7溫度傳感器；溫度傳感器；8 8下部扶正器下部扶正器. . MIDK 的儀器結構的儀器結

13、構 當磁力線穿過油管進入套管，在油當磁力線穿過油管進入套管，在油管和套管壁是分別產生環(huán)電流管和套管壁是分別產生環(huán)電流I1I1和和I2I2，I1I1和和I2I2的方向遵循右手安培定則。在直的方向遵循右手安培定則。在直流電脈沖結束之后，流電脈沖結束之后，I1I1和和I2I2為克服原磁為克服原磁場強度的衰減而產生次生磁場，次生磁場強度的衰減而產生次生磁場，次生磁場在接收線圈中產生感電動勢，場在接收線圈中產生感電動勢，是是I1I1和和I2I2共同作用的結果。共同作用的結果?？v向探頭用于：縱向探頭用于： 探測探測1, 2, 3層層管的管結構；管的管結構； 計算第計算第1根管和第根管和第2根管的厚度；根管

14、的厚度； 探測縱向裂縫及套管斷裂。探測縱向裂縫及套管斷裂。 縱向探頭縱向探頭A A 縱向縱向探頭線圈載面的法方向和探頭線圈載面的法方向和管柱的軸向方向平行管柱的軸向方向平行 橫向探頭橫向探頭B,CB,C是兩個完全相同是兩個完全相同的探頭，沿設備軸心成的探頭，沿設備軸心成90度角分布。度角分布。在探測對稱性損傷（接箍、環(huán)狀細在探測對稱性損傷（接箍、環(huán)狀細槽及斷裂）時，會收到完全相同的槽及斷裂）時，會收到完全相同的操作譜。在探測非對稱性損傷時操作譜。在探測非對稱性損傷時（縱向裂縫、橫向裂縫、穿孔）時，（縱向裂縫、橫向裂縫、穿孔）時，損傷譜會有差別，因為每個探頭所損傷譜會有差別，因為每個探頭所成圖像

15、因設備在井中的重復角度不成圖像因設備在井中的重復角度不同。同。 橫向探頭用于：橫向探頭用于： 探測橫向損傷；探測橫向損傷； 輔助探測及確定縱向裂縫及斷裂；輔助探測及確定縱向裂縫及斷裂； 確定損傷是確定損傷是“對稱對稱”還是還是“不對稱不對稱的。的。橫向探頭橫向探頭B B和和C C 橫向探頭橫向探頭線圈軸線方向和管柱線圈軸線方向和管柱的軸線方向垂直的軸線方向垂直 儀器記錄方式和探頭應用儀器記錄方式和探頭應用 A A、B B、C C探頭探頭和和 溫度計溫度計測井測井信號由信號由傳感器通向傳感器通向7 7個電子通道：個電子通道：0 0 通道，溫度傳感器；通道，溫度傳感器；1 1 通道通道，縱向探頭縱

16、向探頭；2 2 通道通道，橫向探頭橫向探頭；3 3 通道通道，橫向探頭橫向探頭；4 4 通道通道，縱向探頭縱向探頭；5 5 通道通道，縱向探頭縱向探頭；6 6 通道通道，縱向探頭?？v向探頭。 每一測每一測點點中所收到的數(shù)據稱為含有中所收到的數(shù)據稱為含有溫度計通道溫度計通道1 1次測量次測量和和 1 16 6通道每個通通道每個通道道4242個測量個測量值值。一個一個“幀幀”測量周期的數(shù)據包測量周期的數(shù)據包 儀器記錄方式和探頭應用儀器記錄方式和探頭應用Tt1t20tn幅幅度度時間時間 儀器記錄方式和探頭應用儀器記錄方式和探頭應用 每個幀里面每個幀里面測井數(shù)據測井數(shù)據，與不同深度的模擬測量結合，形成

17、一個測井曲，與不同深度的模擬測量結合，形成一個測井曲線。在每一個數(shù)據包里里面有線。在每一個數(shù)據包里里面有253 253 （6x42+16x42+1）條條測井曲線，根據其所需解測井曲線，根據其所需解決的問題及決的問題及油、水油、水井條件，可以有下列特性曲線：井條件，可以有下列特性曲線：近區(qū)損傷譜圖近區(qū)損傷譜圖; ;中區(qū)損傷譜圖中區(qū)損傷譜圖; ;遠區(qū)損傷譜圖遠區(qū)損傷譜圖; ;橫向探測橫向探測1 1損傷譜圖損傷譜圖; ;橫向探測橫向探測2 2損傷譜圖損傷譜圖; ;溫度測井溫度測井圖圖. .處理后得到的曲線：處理后得到的曲線：第第1 1層管柱層管柱厚度厚度（毫米毫米) )第第2 2層管柱層管柱厚度厚度

18、 ( (毫米毫米) )儀器記錄方式和探頭應用儀器記錄方式和探頭應用管道模型管道模型數(shù)據圖數(shù)據圖MID-K電磁探傷成像測井儀測井實例圖電磁探傷成像測井儀測井實例圖MID-KMID-K測定套管厚度和探測損傷測定套管厚度和探測損傷實例圖實例圖 18號模擬井號模擬井 219mm 0-9.5m (7mm) 9.5-17m(8mm) 導向管靴腳導向管靴腳 17m 油管油管 89mm(6.5mm) 厚度記錄圖第二根管道的厚度記錄圖溫度縱向探測（近區(qū)）縱向探測（中區(qū)）橫向探測各種各種油管油管和和套套管損傷管損傷測井實測井實例例圖圖損傷記錄圖損傷記錄圖油油 管管深深度度套套 管管橫向探測橫向探測套管中的縱向損傷

19、套管中的縱向損傷 ( (烏克蘭烏克蘭油田345345號井號井) )ACB油管油管中的縱向損傷中的縱向損傷 A-附近區(qū)域附近區(qū)域; C-遠區(qū)域遠區(qū)域; B-橫向探測橫向探測 (烏克蘭烏克蘭345號井號井 )ABTCH套管套管的的磨損性損傷磨損性損傷( ( 那里亞瑪爾羅斯西娜區(qū)第那里亞瑪爾羅斯西娜區(qū)第302302號號油井油井) )A A- -技術套管技術套管( (245245, ,厚厚1010mm)mm); ; C C- -鉆探管鉆探管( (168168, ,厚厚1111mm)mm); ; T T- -溫度記錄；溫度記錄； B B- -橫向探測橫向探測; ; H H- -厚度譜厚度譜套套管斷裂性損

20、傷管斷裂性損傷. (. (烏烏克蘭克蘭4153 4153 號號油井油井) )A AB BC CT油管油管+ +套管套管套管1838-1858 米孔洞性損傷米孔洞性損傷 A-近區(qū)近區(qū); C遠區(qū)遠區(qū); B-橫向探測橫向探測; T-溫度記錄溫度記錄 (烏克蘭烏克蘭414號號油井油井)油油 管管套套 管管溫溫 度度深度深度Strip 2 1/8-80過過油管油管的穿孔段的穿孔段（烏克蘭烏克蘭234號號油井）油井）聲波電視成像聲波電視成像MID-K電磁探傷圖電磁探傷圖形狀為鋸口裂縫的孔洞性損傷形狀為鋸口裂縫的孔洞性損傷 ( (康諾夫斯卡婭區(qū)康諾夫斯卡婭區(qū)21082108號號井井) )油管油管+ +套管套

21、管套管套管套套管孔洞性損傷段管孔洞性損傷段. . ( (過油管測的過油管測的哈薩克斯坦哈薩克斯坦108108號井號井 ) )ACB油管+套管+表套油管+套管 進入進入套管和套管和及及表層套管的測井圖表層套管的測井圖 A A 只有只有油管油管 89 89 mmmm; ; C C- - 油管和套管油管和套管 165 165 mmmm; ;B B - - 進入進入表表管管 245 245 mmmm. (. (第第399399號號油井油井 烏克蘭烏克蘭)管道管道厚度厚度有有損傷部分損傷部分( (第第381381號號油井油井 烏克蘭烏克蘭) ) 油管+套管厚度AC 114 114 mm 8989 mm油

22、管內油管內徑變化徑變化 A 近區(qū)近區(qū) ; C 遠區(qū)遠區(qū); B- 橫向探測橫向探測 (第第345號號井井 烏克蘭烏克蘭)測井及解釋軟件測井及解釋軟件四、四、MID-K多層管柱電磁探傷成像測井儀多層管柱電磁探傷成像測井儀MID-K測井及解釋軟件測井及解釋軟件4.1 MIDKAR軟件軟件vmidkar.exe - 主程序模塊主程序模塊,v將從儀器傳輸來的信息可視化，并將其記錄；將從儀器傳輸來的信息可視化，并將其記錄；* 改變可視參數(shù)；改變可視參數(shù)；* 瀏覽記錄的信息；瀏覽記錄的信息；* 將記錄的信息轉化為十進制。將記錄的信息轉化為十進制。v數(shù)據文件：數(shù)據文件：izm-a-bb, 其中：其中：a-測量

23、的形式，測量的形式，“o”主要形式，主要形式，“p”重復測量，重復測量，“t”點測量；點測量；bb-是自動生成的礦井測量的順序號。是自動生成的礦井測量的順序號。如果如果深度采樣間距為深度采樣間距為1厘米，測井的速度為厘米，測井的速度為144m/h。（測井速度范圍（測井速度范圍50300m/h）MID-K測井及解釋軟件測井及解釋軟件4.2 “CORR_MID”程序程序 可從數(shù)據文件中剪切下需要的一段深度（從頂層到底部）；可從數(shù)據文件中剪切下需要的一段深度（從頂層到底部）； 由文件中切除出錯的幀；由文件中切除出錯的幀； 消除套管磁性所造成的影響；消除套管磁性所造成的影響； 校平數(shù)據（校平數(shù)據（2，

24、3，5，7點）；點）； 按給定的間距均勻分配深度。按給定的間距均勻分配深度。4.3CORR_MM程序程序 使用使用MIDK儀器進行記錄時，由深度傳感器所獲得的數(shù)據進行修正。儀器進行記錄時，由深度傳感器所獲得的數(shù)據進行修正。MID-K測井及解釋軟件測井及解釋軟件4.4 KALIBR程序程序 對對MIDK儀器標準數(shù)據進行取中。最后獲得一個幀，該幀以文本文件儀器標準數(shù)據進行取中。最后獲得一個幀，該幀以文本文件形式輸出。形式輸出。4.5 DEVIZ程序程序v在顯示器屏幕上顯示測井數(shù)據；在顯示器屏幕上顯示測井數(shù)據；v以以LAS文件輸出選擇的曲線；文件輸出選擇的曲線；v計算第一和第二管道的損傷譜；計算第一和第二管道的損傷譜；v計算第一和第二管道壁厚；計算第一和第二管道壁厚；v區(qū)分三管、雙管和單管結構礦井段。區(qū)分三管、雙管和單管結構礦井段。 測井程序窗口測井程序窗口MIDKAR測井軟件測井軟件 測井程序窗口測井程序窗口MIDKAR測井軟件測井軟件一個測量周期的一個測量周期的數(shù)據包數(shù)據包（一（一“幀幀”）測井ASCII碼文件（*.las）內容測井ASCII碼文件（*.las）內容 主菜單主菜單 DEVIZ解釋軟件解釋軟件文件文件“打開打開”、“保存保存”、“退出退出”不保存數(shù)據，直接退出程序。不保存數(shù)據，直接退出程序。比例比例可以選擇從可以選擇從1：1001：1000的各種比例。的各種比