電磁探傷測(cè)井技術(shù)課件

2010年04月電磁探傷測(cè)井及在勝利油田的應(yīng)用

2/6/2023目錄摘要○、引言一、電磁探傷測(cè)井的原理二、應(yīng)用實(shí)例三、結(jié)論2/6/2023電磁探傷測(cè)井儀（EMDS-TM-42E）成功地解決了在油管內(nèi)檢測(cè)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(cè)套管以外的鐵磁性物質(zhì)。對(duì)該儀器的測(cè)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(chǎng)作業(yè)提供了科學(xué)依據(jù)。摘要

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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(dòng)勢(shì)ε。式中：Φ--磁通量，S-線圈截面積，B--磁場(chǎng)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(dòng)勢(shì)ε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(cè)井原理2/6/20232、單層管柱結(jié)構(gòu)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε函數(shù)表達(dá)式為(1)式中：T-套管厚度，μ-套管磁導(dǎo)率，σ-套管電導(dǎo)率D-套管外徑，t-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μ、電導(dǎo)率σ、外徑D和時(shí)間t都已知，只有鋼管壁厚T未知。因此，測(cè)得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε1、ε2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(cè)井原理2/6/2023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(zhǎng)軸探頭A

儀器結(jié)構(gòu)

電磁探傷測(cè)井儀由上、下扶正器，縱向長(zhǎng)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(cè)套管的損傷，井溫探頭用來測(cè)量井內(nèi)流體的溫度變化，伽馬探頭用來測(cè)量校深曲線。2/6/2023管壁厚度探測(cè)范圍3-12mm被探測(cè)管的直徑63～324mm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(zhǎng)度：沿管軸方向2.550mm沿管軸方向5.570mm過油管的5.5150mm管軸橫向1/4圓周長(zhǎng)技術(shù)指標(biāo)2/6/2023外形尺寸：下井儀直徑43mm下井儀長(zhǎng)度（不包括扶正器）2850mm耐壓100MPa耐溫140℃技術(shù)指標(biāo)2/6/2023C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(cè)量五條曲線，編號(hào)UC1～UC5，隨曲線編號(hào)數(shù)增加，探測(cè)深度相應(yīng)增大。A探頭記錄九條曲線，其編號(hào)從UA1～UA9，A探頭具有大的探測(cè)范圍和探測(cè)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(cè)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(cè)量四條曲線，其編號(hào)為UB1～UB4，B探頭的徑向測(cè)量深度隨著曲線編號(hào)的增加而增大。測(cè)井曲線及作用2/6/2023電磁探傷儀主要特點(diǎn)可過油管測(cè)量，檢測(cè)多層管柱的損壞情況；儀器的小直徑使測(cè)井成功率大大提高；可以在正常生產(chǎn)的情況下進(jìn)行測(cè)井，測(cè)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。2/6/2023

二、應(yīng)用實(shí)例

電磁探傷測(cè)井可透過內(nèi)層鋼管探測(cè)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）。2/6/2023套管質(zhì)量評(píng)價(jià)-電磁探傷測(cè)井2/6/2023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(cè)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。

2/6/2023油管中檢測(cè)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(cè)井，資料左圖。從圖中可明顯看出，487～497米，探測(cè)深度較深的UA8測(cè)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)果在修井作業(yè)中得到證實(shí)。2/6/2023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(cè)井，資料左圖，該井的電磁探傷測(cè)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2/6/2023檢測(cè)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(zhǎng)度比相鄰的套管長(zhǎng)，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

2/6/2023檢測(cè)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(cè)深度較淺的探頭曲線有負(fù)異常顯示，而探測(cè)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。

2/6/2023三、結(jié)論（1）電磁探傷測(cè)井儀能在油管內(nèi)檢測(cè)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(cè)井儀在測(cè)量多層管柱時(shí)，可以識(shí)別套管外部的表層套